生產(chǎn)技術(shù)輔導(dǎo):點(diǎn)火源的影響(一)

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5.點(diǎn)火源的影響
    當(dāng)點(diǎn)火源的活化能量越大,加熱面積越大,作用時(shí)間越長(zhǎng),爆炸極限范圍也越大。圖2—6是電點(diǎn)火能量對(duì)甲烷、空氣混合氣體爆炸極限的影響。從圖中可以看出,當(dāng)火花能量達(dá)到某一值時(shí),爆炸極限范圍受點(diǎn)火能量的影響較小,如圖2—6中,當(dāng)點(diǎn)火能量為l0J時(shí),其爆炸極限范圍趨于穩(wěn)定值,為6%~15%。所以,一般情況下,爆炸極限均在較高的點(diǎn)火能量下測(cè)得,如測(cè)甲烷與空氣混合氣體的爆炸極,用10J以上的點(diǎn)火能量,其爆炸極限為5%~15%。
    【例題】:以下有關(guān)爆炸極限影響因素說法錯(cuò)誤的是()。
    A. 混合爆炸氣體的初始溫度越高,爆炸極限范圍越寬
    B. 當(dāng)混合氣體的初始?jí)毫π∮?.0 MPa時(shí),爆炸下限變小,爆炸上限變大,爆炸范圍擴(kuò)大
    C. 隨著惰性氣體含量的增加,爆炸極限范圍縮小
    D. 點(diǎn)火源的活化能量越大,爆炸極限范圍也越大
    【答案】:B
    (二)爆炸反應(yīng)濃度、爆炸溫度和壓力的計(jì)算
    1.爆炸完全反應(yīng)濃度計(jì)算
    爆炸混合物中的可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)完全反應(yīng)的濃度也就是理論上完全燃燒時(shí)在混合物中可燃物的含量,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可以計(jì)算可燃?xì)怏w或蒸氣的完全反應(yīng)濃度。現(xiàn)舉例如下:
    [例]求乙炔在氧氣中完全反應(yīng)的濃度。
    [解]寫出乙炔在氧氣中的燃燒反應(yīng)式:
    2C2H2+502 = 4C02+2H20+Q
     根據(jù)反應(yīng)式得知,參加反應(yīng)物質(zhì)的總體積為2+5 = 7。若以7這個(gè)總體積為100,則2個(gè)體積的乙炔在總體積中占:
     Xo = 2/7 = 28.6%
     答:乙炔在氧氣中完全反應(yīng)的濃度為28.6%。
     可燃?xì)怏w或蒸氣的化學(xué)當(dāng)量濃度,也可用以下方法計(jì)算。
     燃?xì)怏w或蒸氣分子式一般用CαHβOγ表示,設(shè)燃燒1 mol氣體所必需的氧的物質(zhì)的量為n,則燃燒反應(yīng)式可寫成:
     CαHβOγ+ nO2 → 生成氣體
    如果把空氣中氧氣的濃度取為20.9%,則在空氣中可燃?xì)怏w完全反應(yīng)的濃度x(%)一般可用下式表示:
    式(2—4)和式(2—5)表示出X和X。與n或2n之間的關(guān)系(2n表示反應(yīng)中氧的原子數(shù))。
    在完全燃燒的情況下,燃燒反應(yīng)式為:
     CαHβOγ+ nO2 →αCO2 + 1/2βH2O
     式中2n = 2α+1/2β-γ,對(duì)于石蠟烴β=2a+2。因此,2n = 3a+1-γ。根據(jù)2n的數(shù)值,從表2 4中可直接查出可燃?xì)怏w或蒸氣在空氣(或氧氣)中完全反應(yīng)的濃度。