南京工业大学燃烧爆炸理论重点2.doc

第一章 绪论1、现代化学表明，燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常拌有火焰、发光和(或)发烟现象。2、燃烧（定义）是可燃物质与助燃物质（氧或其他助燃物质）发生的一种发光发热的氧化反应。4、爆炸是物质发生剧烈的物理、化学变化，在瞬间释放出大量能量并半由巨大声响的过程。5、根据爆炸发生原因的不同，可将其分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三类。6、化学爆炸的主要特点是：反应速度极快、放出大量热量、产生大量气体。7、沸腾液体扩展蒸气爆炸（bleve）：如果装有温度高于其在大气压下的沸点温度的液体的储罐破裂，就会发生bleve。 3、火灾和爆炸的主要区别是能量释放的速度。8、冲击波是沿气体移动的不连贯的压力波，冲击波与风结合后称为爆炸波，其过程几乎是绝热的。第二章 燃烧及其灾害1、燃烧的定义是可燃物质与助燃物质（氧或其他助燃物质）发生的一种发光发热的氧化反应。2、燃烧的本质因素（三要素）：燃料、氧化剂和引燃源。是燃烧发生的必要条件，而不是充分条件。3、通过稀释氧浓度而防火防爆的方法被称为可燃气体的惰化防爆。4、最小引燃能mie，该能量越小爆炸危险性越大；随压力增加而降低；随氧浓度降低而增加。5、常见的引燃源：明火类、冲击或摩擦类、高温类和静电类。6、燃烧四面体：可燃物、助燃物、游离基和点火源7、防火方法（燃烧三角形）：控制可燃物、隔绝空气、消除或控制点火源8、灭火方法（燃烧四面体）：隔离法、窒息法、冷却法、抑制法9、任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、着火、燃烧等阶段。10、由理论上的自燃点t自到开始出现火焰的温度t自间的时间间隔称为燃烧诱导期。11、根据燃烧过程的不同可以把可燃气体的燃烧分为预混燃烧和扩散燃烧两种形式。12、燃烧形式：均相燃烧和非均相燃烧；预混燃烧和扩散燃烧；蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧。13、可以把可燃固体的燃烧分为蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧和阴燃四种。14、燃烧可以分为闪燃、着火、自燃和爆炸四个种类。15、可燃液体表面的蒸气与空气形成的混合气体与火源接近时会发生瞬间燃烧，出现瞬间火苗或闪光。这种现象成为闪燃。闪燃的最低温度称为闪点。闪点是用来描述液体火灾爆炸危险性的主要参数之一。16、燃烧极限是用来描述气体火灾爆炸危险性的主要参数。17、开杯闪点测定过程存在的问题是开杯上方的空气流动可能改变蒸气浓度而使实验测定的闪点值偏高。18、测量闪点时的影响因素：点火源的大小与距离液面的距离、加热速率、试样的均匀程度、试样的纯度、测试容器、大气压力的影响。 21、受热自燃的两个条件：外部热源、有热量积蓄的条件 19、可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧达5min以上，这种现象称为点燃。点燃的最低温度称为着火点。也可用着火点表征物质的火灾爆炸危险程度。20、在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。物质自燃有受热自燃和自热燃烧两种形式。22、自热自燃的三个条件：必须是比较容易产生反应热的物质; 此类物质要具有较大的比表面积或是呈多孔隙状的，有良好的绝热和保温性能；热量产生的速度必须大于向环境散发的速度。 23、自热自燃的类型：由于氧化热积蓄分解发热聚合热、发酵热化学品混合接触而引起的自燃24、自燃点的测定及影响因素可燃物浓度；压力；容器；添加剂或杂质；固体物质的粉碎度25、化学爆炸按爆炸对发生化学变化不同的分类：简单分解爆炸、杂分解爆炸、爆炸性混合物爆炸 26、根据爆炸速度分类：轻爆(几十cm/s-几m/s）、爆炸(10m/s-数百m/s)、爆轰（1km/s-数km/s）。 27、燃烧机理：活化能理论、过氧化物理论、链锁反应理论28、任何链锁反应都由三个阶段组成，即链的引发、链的传递和链的终止。29、燃烧极限的概念：可燃气体或蒸气与空气（或氧）组成的混合物在点火后可以使火焰蔓延的最低浓度，称为该气体或蒸气的燃烧下限；同理，能使火焰蔓延的量高浓度称为燃烧上限。30、燃烧极限的影响因素：原始温度、原始压力、惰性介质、容器、点火能源、火焰传播方向、含氧量。31、火灾是火失去控制蔓延的一种灾害性燃烧现象。32、工业火灾分为池火灾和喷射火灾。池火灾是在可燃物的液池表面上发生的火灾。33、通常以火焰前锋的移动速度表示火焰蔓延速度。液池直径小，火焰层流，直径大，湍流。34、喷射火灾:加压气体和/或液体由泄漏口释放到非受限空间（自由空间）并立即被点燃，形成喷射火灾。第三章 物质的燃烧1、预混气中火焰的传播理论：火焰在预混气中传播的两种传播方式：正常火焰传播和爆轰。2、火焰前沿特点：火焰前沿分两部分：预热区和化学反应区；火焰前沿存在强烈的导热和物质扩散。 3、对于二级反应，火焰传播速度sl将与压力无关。sl=p(n/2-1)4、灭火剂要具有低的导热系数和高热容的原因。低的导热性可以延缓热的传递，高的热容使灭火剂能够吸收大量的热量，这都不利于火焰的传播。 5、木材燃烧大体分为有焰燃烧和无焰燃烧两个阶段。 6、阴燃是物质无可见光的缓慢燃烧，通常产生烟和温度升高而没有气相火焰的燃烧现象；阴燃与有焰燃烧的区别是无火焰；与无焰燃烧的区别是能热分解出可燃气。在一定条件下阴燃可以转换成有焰燃烧。 7、阴燃的结构包括：热解区、碳化区和残余灰/炭区三部分。 8、发生阴燃的内部条件：可燃物必须是受热分解后能产生刚性结构的多孔碳的固体物质。9、液体燃烧速度通常有两种表示方法，即重量速度和线速度。10、液体要维持稳定的燃烧，液面就要不断从燃烧区吸收热量，进行液体蒸发，并保持一定的蒸发速度，火焰的热主要以辐射的形式向液面传递。11、固体的热分解包括了两部分内容，一个是受热分解出可燃气；一个是形成疏松多孔的碳化层结构第四章 预混气体的着火理论 着火半岛1、在热着火理论中，着火感应期的定义是：当混气系统已达着火条件的情况下，由初始状态达到温度开始骤升的瞬间所需的时间，用表示。2、谢苗诺夫热自燃理论适用于解释可燃气体混合物的热自燃过程。第五章 爆炸及其灾害2、沸腾液体膨胀蒸气爆炸（bleve）是温度高于常压沸点的加压液体突然释放并立即气化而产生的爆炸。加压液体的突然释放通常是因为容器的突然破裂引起的。它实质是一种物理性爆炸。 bleve破坏能量来源：一是容器本身是高压容器，它的突然破裂能够释放出巨大的能量，产生爆炸波并且将容器破片抛向远方；二是液化气剧烈燃烧能够释放出巨大的能量，产生巨大的火球和强烈的热辐射。 3、粉尘爆炸所采用的化学计量浓度单位与气体爆炸不同。气体爆炸采用体积百分数（）表示；粉尘爆炸一般都用单位体积中所含粉尘粒子的质量来表示，常用单位是g/m3或mg/l。 4、对于疏水性粉尘，水的存在会减小其爆炸危险性；对于导电性不良的粉尘，由于缺水而处于干燥状态时会增大其爆炸危险性。 1、可燃蒸气云团被点燃后有两种典型的危害，即火球和蒸气云爆炸。5、压力上升速度dp/dt是衡量燃烧速度的尺度，也就是衡量爆炸强度的尺度（即爆炸强度）。压力上升速度的定义是，在爆炸压力-时间曲线的上升线段通过拐点引出的切线斜率，等于压力差除以时间差的商。6、三次方定律可用来估计在一个有限空间内，如建筑物或容器中爆炸所造成的后果。可以将实验室的实验结果推广到工业场所爆炸，进而可以预测工业场所爆炸事故的爆炸强度。7、爆燃与爆轰的主要差别在于前者是亚音速流动，而后者则为超音速流动。爆燃造成的容器破坏一般是延性破坏，而爆轰造成的破坏则是脆性破坏。8、vce是指蒸气云爆炸。9、压力传感器与冲击波垂直，所测得的超压被称为侧向超压。如果压力传感器面对着即将来临的冲击波放置，那么测得到的压力是反射超压。10、用来计算冲击波超压的方法有tnt 当量法和tno多能法。第六章 火灾爆炸的预防及控制1、在有火灾爆炸危险场所的贮槽和管道内部不得用蜡烛或普通照明灯具，必须采用防爆电器。2、在动火前必须进行动火分析，一般不要早于动火前半小时。如动火中断半小时以上，应重做分析。化工企业的动火标准是，爆炸下限4的，动火地点可燃物浓度0.2为合格；爆炸下限4的，则现场可燃物含量0.5为合格。3、在爆炸性物质的处理中，如果其中含有微小气泡时，有可能受到绝热压缩，导致意想不到的爆炸事故。 4、爆炸性物质按他们物态分为三大类，i类：矿井甲烷，类：工厂爆炸性气体、蒸气、薄雾；类：爆炸性粉尘、易燃纤维。 5、隔爆型防爆电气设备是根据最大不传爆间隙的原理设计的。6、可使用几种惰化方法来将初始氧气浓度降至低设置点：真空惰化、压力惰化、压力-真空联合惰化、使用不纯的氮气进行真空和压力惰化、吹扫惰化和虹吸惰化。7、带电体上静电电量泄漏到原来的一半所需要的时间叫静电消散半衰期，值越大，危险性越大。8、真空惰化对容器来说是最普通的惰化过程，但这一过程对于大型储罐是不适用的。9、通风系统由风扇和输送管道组成，分为正压通风和负压通风。最好的通风系统是负压系统。10、两种类型的通风技术：局部通风和稀释通风，稀释通风是控制可燃性气体泄漏的最有效的办法。11、常见的阻火装置有：阻火器、安全液封单向阀和阻火闸门。12、阻火器的工作原理：使火焰在管中蔓延的速度随着管径的减小而减小，最后可以达到一个火焰不蔓延的临界直径 15、泄压装置包括安全阀、防爆片、防爆门和放空管等。13、化工生产中，因某些设备与装置危险性较大，应采取分区隔离和远距离操纵等措施。14、安全液封一般安装在气体管道与生产设备或气柜间。一般用水作为阻火介质。结构：敞开、封闭式16、爆炸防护的主要方法有：爆炸封锁、泄爆（泄压）和爆炸抑制。17、可燃性图表空气线的物理含义是其上任意一点所代表的混合气体都是由可燃气与空气组成的混合气。18、连接可燃性图表中的任意两点a（代表混合气a）和b（代表混合气b），那么沿直线ab 从点a 到点b 的过程代表着化工操作中向混合气体a 中充入混合气体b的过程。19、可燃性图表中的可燃性区域与氧气轴的交点所对应的燃料气的浓度代表可燃气体在氧气中的燃烧极限。可燃性图表中三条很重要的直线的分别是空气线、化学剂量浓度线和loc 线。第二章 燃烧及其灾害1、 防火方法（燃烧三角形）：控制可燃物：燃料是燃烧发生最根本的要素，一般对于气态可燃物，可根据燃料的燃烧极限、比重等特性控制，使其不形成爆炸性混合气体；对于液态可燃物，可利用其闪点、燃点等特性进行控制；对于固态可燃物，则可根据其气化温度、分解温度、燃点、自燃点等特性参数来控制。隔绝空气：将空气、氧气、或其他助燃物质与可燃性气体、液体和固体隔绝，避免相互接触，可以避免发生燃烧或爆炸。消除或控制点火源：虽然不是所有可燃物质的燃烧都需要火源，但绝大多数火灾是由于火源的存在而引发的，因此消除或控制火源对防火极其重要。比如远离可燃物、电接地或静电释放设备消除静电、高温表面有隔热措施、防止日光照射等。2、 灭火方法（燃烧四面体）：隔离法：将可燃物质同燃烧火场隔离开，燃烧就会停止；窒息法：在燃烧过程中消除氧或者其他助燃剂成分，使燃烧反应因缺少助燃物质而停止燃烧。采取的措施包括阻止助燃物质进入火焰区，或用惰性介质或阻燃物质稀释助燃物质，使燃烧得不到足够的氧化剂而熄灭；冷却法：对燃烧物体进行降温，使其降低至着火温度以下，使燃烧停止；抑制法：燃烧四面体为抑制法提供了理论依据，这种方法的原理是：使灭火剂参与到燃烧反应中去，它可以销毁燃烧过程中产生的游离基，形成稳定分子或低活性游离基，从而使燃烧反应终止。 根据燃烧条件，防火和灭火最根本的原理就是防止燃烧条件的形成和破坏已形成的燃烧条件。3、 测量闪点时存在如下的一些影响因素：点火源的大小与距离液面的距离：点火焰过大，由于点火能量大，测得试样的闪点值偏低。火源距离液面越近，测得试样的闪点值就越偏低，因此测试时点火火焰大小及离液面距离应恒定。加热速率：加热过快，液相温度梯度交大，导致液面上试样蒸气分布不均，测得的闪点值偏高。试样的均匀程度：在测试过程中，要进行搅拌，否则试样浓度不均、温度也不均，影响测定数值。试样的纯度：能溶于水的试样，随水分含量的增高，闪点升高。测试容器：在闭杯式时，试样蒸气不散失，故测得的闪点值要比开杯式测得的数值低。因此在用开杯式闪点测定仪时，环境的气流变化要小，尽可能用屏风遮挡，即便使用闭杯式测量时，也应避免盖子不必要的开启。大气压力的影响：在1大气压以下，测得的闪点值偏低；在大于1大气压时，测得的闪点值偏高。4、 物质自燃有受热自燃和自热自燃两种类型。受热自燃：是当有空气或氧存在时，可燃物虽未与明火直接接触，但在外部热温的作用下，由于传热而使可燃物温度上升，达到自燃点而着火燃烧。物质发生受热自燃取决于两个条件：一是要有外部热源，二是有热量积蓄的条件；自热自燃：是某些物质在没有外部热源作用下，由于物质内部发生物理、化学或生化过程而产生热量，这些热量在适当的条件下会逐渐积聚，以致使温度升高，达到自燃点而着火燃烧。引起自热自燃也有一定条件，其一，必须是比较容易产生反应热的物质，其二，此类物质要具有较大的比表面积或是呈多孔隙状的，并有良好的绝热和保温性能，其三，热量产生的速度必须大于向环境散发的速度。5、 自燃点的测定及影响因素：可燃物浓度：在可燃极限范围内，其组分为化学计算量时，自燃点最低；压力：压力愈高，自燃点愈低，压力越低，自燃点越高；容器：容器的直径越小，越易散热，自燃点便越高，不同容器的材质对自燃点也有影响；添加剂或杂质：含有过氧基化合物的烃类试样，自燃点会降低；而含卤素或卤代烷，则对烃类燃烧起抑制作用，自燃点升高；固体物质的粉碎度：粉碎度越细，粒径越小，自燃点越低；受热分解后，析出气体的固体物质，析出物质越多，自燃点越低。6、 链锁反应理论：气态分子间的作用，不是两个分子直接作用得出最后产物，而是活性分子自由基与另一分子起作用，作用结果产生新基，新基又迅速参与反应，如此延续下去而形成一系列的链锁反应。链的引发：cl2 2cl 链的传递：2cl + h2 hcl + h、h + cl2 hcl + cl链的终止：h + cl hcl、cl + cl cl2、h + h h2总反应 h2 + cl2 2hcl 链引发 cl2 + m 2cl + m cl + h2 hcl + h链传递 h + cl2 hcl + cl 链终止 2cl+ m cl2 + m 任何链锁反应都由三个阶段组成，即链的引发、链的传递和链的终止。7、 火灾的特点：火灾隐患多，危险性大；由于风力作用，加之可燃物燃烧猛烈，火势发展极为迅速；由于竖井管道的烟囱效应，烟气运动快，烟气是火势蔓延和人员伤亡的重要原因；人员疏散、营救以及灭火难度大；人员伤亡惨重。森林火灾特点：延烧时间长；火烧面积大；火蔓延速度快。其方式主要有两种，有飞火或无飞火。火强度大、有明显的对流柱；受可燃物种类、环境、地形、气象等条件影响大；对林木危害严重。8、 燃烧极限的影响因素：原始温度：爆炸性气体混合物的原始温度越高，则燃烧极限范围越宽，即下线降低而上限增高；原始压力：在增加压力的情况下，燃烧极限的变化不大。一般压力增加，燃烧极限范围扩大，且上限随压力增加较为明显；惰性介质：若混合物中加入惰性气体，则爆炸极限范围缩小，惰性气体量提高到某数值时，可使混合物不燃不爆。随惰性气体的增加对上限的影响较之对下限的影响更显著；容器：容器的大小对燃烧极限亦有影响，容器直径越小，爆炸范围越宽；点火能源：随着点火能量的加大，燃烧范围变宽；火焰的传播方向(点火位置)：垂直测试管上不点火，火焰由下而上传播，燃烧下限值最小，上限值最大；上部点火，则相反。水平测试管燃烧上下限值介于前两者之间；含氧量：增加氧气量对燃烧下限影响不大，使上限显著增加。9、 池火灾的发展历程：池火灾是一种有相有焰燃烧，首先液体的挥发气与空气混合形成可燃气体混合物，在可燃浓度范围内的可燃气体混合物遇到足够能量的外界火源、电火花等会被引燃，然后部分火焰能量反馈到液体促使其温度升高，加速挥发或气化，可燃气则不断燃烧，达到一定程度时液体被点燃并发生持续燃烧。随后火焰会蔓延至整个液池表面，并逐渐进入稳定燃烧阶段。 第三章 物质的燃烧10、雨果尼特曲线和瑞利直线（）区是爆轰区。特点：燃烧后气体压力要增加；燃烧后气体密度要增加；燃烧波以超音速进行传播。（）区是正常火焰传播区。特点：燃烧后气体压力要减少或接近不变；燃烧后气体密度要减少；燃烧波以亚音速进行传播。11、火焰前沿概念：若在一长管中充满均匀混气，当用电火花或其它火源加热某一局部混气时，混气的该局部就会着火并形成火焰。火焰产生的热量会由于导热作用而输送给火焰周围的冷混气层，使冷混气层温度升高，化学反应加速，并形成新的火焰。这样使一层一层的新鲜混气依次着火，也就是薄薄的化学反应区开始由引燃的地方向未燃混气传播，它使已燃区和未燃区之间形成了明显的分界线，这层薄薄的化学反应发光区为火焰前沿。特点火焰前沿可分成两部分：预热区和化学反应区；火焰前沿存在强烈的导热和物质扩散。12、火焰传播机理:1）火焰传播热理论：火焰能在混气中传播是由于火焰中化学反应放出的热量传播到新鲜冷混气中，使冷混气温度升高，化学反应加速的结果。2）扩散理论：凡是燃烧都属于链式反应。火焰能在新鲜混气中传播是由于火焰中的自由基向新鲜冷混气中扩散，使新鲜冷混气发生链锁反应的结果。13、油罐火灾的特征三个阶段各自特点：油罐火灾初期：油表面被加热层厚度很薄；油的蒸发速率迅速增加；油的被加热层向深部扩展；中间层厚度较薄且接近”透明体”，中间层的的”热屏蔽”作用很小；火势发展迅速。油罐火灾中期：经过很短时间后即过渡到中期，此时燃烧速率比初期大，但已趋于稳定；油面蒸发速度增大，中间层内负压亦大，大量空气被吸入罐中形成激烈的犬牙交错的上下气流团，常会产生火焰脉动及蘑菇状烟柱；油面被加热层以接近于恒定的速度向深部缓慢扩展；中间层厚度增加，烟及燃烧产物进入中间层越来越多，使中间层成为灰色气体层，并对油面有相当明显的热屏蔽作用。是油罐火灾中燃烧的相对稳定期；油罐火灾晚期：中间层的厚度及“灰度”均相当大；对油面的热屏蔽作用很强；油面所接受的辐射热不仅不能使油面内被加热层厚度进一步增大，而且也不足以维持一定的油蒸发速率，燃烧速度明显下降；火焰温度及高度均下降；辐射热反馈亦减小，是油罐火灾的衰落期。 油罐火灾的发生发展历程：绝大多数油罐火灾是由火花（明火、静电、雷击及工业电火花）引起的罐内油蒸气和空气的混气爆炸而起火。通常油罐爆炸后，罐顶全部或部分被掀掉，油罐象一个巨大的金属壁燃烧杯，罐内油温基本等于原始温度，而且是均匀的。火焰加热油的表面使油迅速蒸发，油蒸发比重减小因浮力而形成上升气流，上升气流则在油罐内形成局部低压，因之周围的空气被吸入油罐与油蒸气混合燃烧形成火舌，随着火势增强，火焰对油面的反馈热辐射也增强。油面接受了更多的辐射热从而产生更多的油蒸气，进一步增强了火势和上升气流的速度。这是油罐一旦爆炸起火后其火势增加异常迅猛的原因。但是，实践表明，油罐火在燃烧持续一段时间后，其燃烧速率由增大逐渐转变为稳定阶段，然后随油位下降燃烧速率逐渐减少。14、原油燃烧时热在液层传播特点热波：原油在连续燃烧的过程中，其中沸点较低的轻质部分首先被蒸发，离开液面进入燃烧区。而沸点较高的重质部分，则携带在表面接受的热量向液体深层沉降，或者形成一个热的锋面向液体深层传播，逐渐深入并加热冷的液层。这一现象称为液体的热波特性，热的锋面称为热波。热波的初始温度等于液面的温度，等于该时刻原油中最轻组分的沸点。热波形成条件必须是沸程较宽的原油，低沸点的轻质组分蒸发以后，留下高沸点的重质组分向下沉降才能形成热波。15、沸溢：原因由于原油沸程较宽，组分之间的比重相差较大，因此在燃烧时能形成热波。当热波遇到原油中的乳化水后使乳化水汽化形成水蒸汽，体积膨胀。水蒸汽由于密度下，向上升，而原油粘度较大，水蒸汽不容易穿过油层进入环境，在原油内部形成油包水，导致原油体积不断膨胀，最终导致沸溢发生。沸溢形成必须具备三个条件：原油具有形成热波的特性，即沸程要宽，比重相差较大；原油中必须含有乳化水，水遇热波变成蒸气；原油粘度较大，使水蒸气不容易从下向上穿过油层。如果原油粘度较低，水蒸气很容易通过油层，就不容易形成沸溢。随着燃烧的进行；热波的温度逐渐升高，热波向下传递的距离也越大，当液波达到水垫时，水垫的水大量蒸发，蒸气体积迅速膨胀，以至把水垫上面的液体层抛向空中，向罐外喷射。这种现象叫喷溅。16、阴燃燃烧条件：内部条件：可燃物必须是受热分解后能产生刚性结构的多孔碳的固体物质。如果可燃物受热分解产生的是非刚性结构的碳，就不能发生阴燃。外部条件：有一个合适供热强度的热源。能够产生阴燃的合适温度和一个合适的供热速率。供热强度过小不会发生阴燃；强度过大，可能有焰燃烧。 阴燃向有焰燃烧的转变：当灼热燃烧区的温度增加时，由于热传导使得热解碳化区温度上升，热分解速率增快，挥发物增多，这时热解碳化区附近空间的可燃气浓度加大，当这个浓度达到某一值时，若有明火即可引燃；如果没有明火，当温度继续升高时，可以自燃着火。这就完成了从阴燃向有焰燃烧的转变。有些木器家俱的燃烧，当阴燃进行一段时间后，就可能发生向有焰燃烧的转变。第五章 爆炸及其灾害17、燃爆与爆轰的区别：爆燃是一种燃烧过程，反应阵面移动速度低于未反应气体中的声速，反应阵面主要通过传导和扩散进入未反应气体中。爆燃是一种带有压力波的燃烧，爆燃发生时，反应阵面的传播速度低于声速。爆轰是一个伴有巨大能量释放的化学反应传输过程，爆轰的反应阵面移动速度比未反应气体中的声速高。对爆轰来说，主要通过压缩反应阵面前面的未反应气体使其受热，从而使反应阵面向前传播。二者的主要差别在于前者是亚音速流动，而爆轰则为超音速流动。爆燃和爆轰的破坏机理：爆燃和爆轰造成的破坏有显著不同，相同的能量，爆轰造成的破坏比燃爆大得多，主要是由于爆轰的最大超压更大。如果爆炸是由燃爆造成，爆炸产生的碎片比较少，而且在裂缝附近的容器壁面厚度会变薄，这是因为在破裂前容器壁会发生形变，也称为应力破坏或延性破坏。如果爆炸是由爆轰引起的，则激波阵面的突然到来造成容器破裂，形成大量碎片。从裂缝附近抛出的碎片也没有变薄，这是因为容器破裂时间非常短还来不及变薄，这就是脆性破坏。差别是爆压速率不同。18、影响爆轰发生因素：浓度范围：爆炸性混合气体的爆轰现象只发生在一定的浓度范围内，这个浓度范围叫爆轰范围；强氧化剂：如纯氧或氯气（不是空气）等强氧化剂，会使反应加速，并发生爆轰现象；压力：压力的增加也可以导致反应速度的增加；反应热：如果在燃烧反应中放出的热量巨大，同样可能造成某些稳定混合物发生爆轰；初始温度：混合气的初始温度对爆轰的传播速度影响很小，升高温度反而使爆轰速度有所下降，因为升高温度使气体密度减小；管径或容器的长径比：在管子或小直径容器中爆轰的形成与管道或容器的长径比有关，大型容器即使长径比小，也不能认为不会引发爆轰，当有相当大的扰动产生，或能量很高的点火源，也可使爆轰在大型容器中产生；催化剂：催化剂通常可以降低初始反应所需要的能量，并可导致反应加速。催化剂可使更多的混合物通过施加一个引发源来开始反应，并达到爆轰速度。19、蒸气云爆炸必须满足的条件：泄漏的物质必须是可燃的；点燃之前必须形成足够尺寸的蒸气云；在点燃之前要有足够量的空气混合进入蒸气云，以使得混合物的浓度在可燃范围内。风速越大，空气混合进入速度越快，形成可燃云团的时间越短；蒸气云燃烧时火焰必须加速传播，否则只会形成闪火。20、粉尘爆炸机理：粉尘粒子表面通过热传导和热辐射，从点火源获得点火能使粉尘表面温度急剧升高；粒子加速热分解或干馏，在粒子周围产生气体；气体与空气混合，发生火焰面而燃烧；燃烧产生的热量，进一步促进粉尘分解，不断放出可燃性气体，使火焰传播。粉尘爆炸的特点：燃烧速度或爆炸压力上升速度比气体爆炸要小，但燃烧时间长，产生的能量大，所以破坏和焚烧程度大；发生爆炸时，有燃烧粒子飞出，会使可燃物局部严重炭化和人体严重烧伤；静止堆积粉尘被吹起悬浮在空气中，有点燃源就会发生第一次爆炸。冲击波、火花和辐射热又会引起第二次爆炸；即使参与爆炸的粉尘量很小，但伴随有不完全燃烧，含有大量的co，会引起中毒。粉尘爆炸的影响因素：化学性质和组分：粉尘必须可燃，如果有机物粉尘的分子结构中含有过氧基或硝基，会增加其爆炸危险性。燃烧热越高、爆炸下限浓度越低、点火能越小的物质，越易爆炸。当含有挥发分时，极易爆炸；粒度大小及分布的影响：比表面积越大越易反应，所以粒子直径越小，越易爆炸。当粗粉中含有一定的细粉时，会使其更容易发生爆炸；可燃性气体共存的影响：当不会发生爆炸的粉尘中含有可燃气体时，会使爆炸浓度下限降低；最小点燃能量：指最易点燃的混合物在20次连续试验时，刚好不能点燃时的能量值，很难得出定值；爆炸极限：温度和压力对爆炸极限有影响，一般是温度、压力升高，爆炸极限变宽；水分含量：对于疏水性物质，含水量增多，所需点火能升高，其危险性降低，即水启惰化作用；对于与水发生反应的物质，含水量升高，爆炸危险性增大；对于导电不良性物质，含水量越低，越干燥，导致摩擦产生静电，并积聚导致火花放电，易引燃粉尘，危险性增大。21、bleve形成的典型过程：可燃物泄漏并发生火灾，火焰直接加热邻近的储罐。因为液体传热速度快，所以能接触到液体的储罐的下部分器壁能保持较低的温度，从而保持其材料强度。但是，储罐的上部分器壁是与蒸气接触，而金属与蒸气之间的传热速度慢，因而器壁温度迅速上升，金属材料的强度下降，最终导致结构性失效。失效发生时容器内的压力可能低于容器的设计压力或减压阀的设定压力。容器失效后液体几乎立即闪蒸为蒸气，产生压力波和蒸气云。第六章 火灾爆炸的预防及控制22、静电火花引起火灾爆炸事故必须具备下列条件：要具备产生静电的条件；要具备产生火花放电的电位；能产生火花放电的条件；放电火花有足够能量；现场环境有易燃易爆混合物。23、静电的控制（一）从工艺上控制静电产生：合理设计与选材：尽可能选用相互摩擦或接触的两种物质的带电序列位置接近，降低静电产生；或使无聊与不同材料制成的设备相接处，产生不同电性的静电相消。在有火灾爆炸危险场所，设备管道尽可能光滑平整无棱角，管径无骤变；皮带传动应用导电皮带，运转速度要慢，要防止过载打滑、脱落，防止皮带与皮带罩相互摩擦；输送高电阻率液体应自底部注入或自器壁缓缓流入器内；尽量减少过滤器，并安装在管路的起端；松弛：当将液体通过位于容器上部的管道抽吸到容器中时，分离过程产生流动电流是电荷积累的基础。在管道刚要进入储罐处，通过增加一个放大截面的管道，可能会相当大地减少静电危害。该控制提供了通过松弛来减少电荷的积累时间；控制流速：对于液体物料的输送，通过控制流速可限制静电的产生。烃类油管管径与流速应满足如下关系v2d0.64，原中石化总公司规定，铁路罐（槽）车浸没装油速度应满足下式关系：vd0.8，汽车罐（槽）车浸设装油速度应满足vd0.5的关系。控制杂质和水分：在油品输送过程中，当油料带有水分时，必须将流速限制在1m/s以下，否则，将会产生危险的静电。 控制温度：当不同温度油品混和时，由于温差，出现扰动也会产生静电。 （二）泄漏导走静电：空气增湿：在工艺条件允许情况下，增加空气相对湿度可以降低静电非导体的绝缘性；加抗静电剂：加入抗静电剂使静电非导体增加吸湿性或导电性，从而改变物质的电阻率，加速静电荷的泄漏；静电接地或连接：是将带电物体的电荷通过接地导线迅速引入大地，避免出现高电位，以消除对地电位差；浸渍管：延伸的管线，减少了当液体被允许自由下落时的静电积聚。使用时，须十分小心，要防止冲装停止时，液体因虹吸而倒流出来；静置存放：装料时液面电压峰值常出现在停泵后5-10s时间内，然后逐步衰减，其过程随油品不同而异，因此停泵后不需马上检测、取样。（三）采用中和电荷的方法： 这类方法主要是装静电消除器(也叫静电中和器)。就是能产生相反电荷离子的装置。由于产生了相反电荷离子，物体上的静电荷得到相反符号电荷的中和，从而消除静电的危害。 （四）人体防静电：人体防静电措施：在工作时穿防静电工作鞋，禁止穿羊毛或化纤厚袜，可穿棉制品服装，在人体必须接地的场所，应有金属接地棒；导电工作地面：产生静电场所的工作地面应是静电的导体，其泄漏电阻既要小到防止人体积聚静电，又要考虑不会由于误触动力电导致人体伤害。也可定时洒水使地面形成水膜，增加导电性；安全操作：在工作中尽量不做与人体静电放电有影响的事，不得携带与工作无关的金属物品，工作有条理，动作要稳重。 24、易于形成高静电位的单元操作高电阻率液体如二硫化碳、苯、汽油等在管道输送或自容器转注时；压缩或液化气体，自喷嘴或裂缝喷出，尤其当含有杂质（包括乳化液或悬浮固体）时；某些粉体在管道中输送时；高电阻物料在搅拌、过滤、压碎、研磨、过筛时；传动带传动、皮带输送时；二物料压紧、剥离，胶片涂片时等。以上操作过程均可能产生静电的大量积聚，应采取必要的防静电措施。25、爆炸抑制：基本原理是在爆炸形成的早期阶段检验出来，并用灭火介质覆盖在系统上以防止爆炸进一步发展。抑制剂可以是液态、雾态或粉末状的形式。最普通的抑制剂是卤代烃，也可用水。作用包括：冷却燃烧区域；游离基的清除-抑制剂中的活性物质组织阻止使燃烧传播的化学反应链；提前惰化-在未燃烧的混合物中的抑制剂浓度可使混合物变成不燃的；氧隔绝；物理熄灭-未燃烧微粒或液滴引起凝聚作用使不爆炸条件占优势。装置的几何形状使泄爆困难时，用抑制措施来代替泄爆，污染较少。1、燃烧的燃素说和氧学说：燃素说认为：所有的可燃物质都含有燃素，并在燃烧时释放出来，变成灰烬；不含燃素的物质不能燃烧；物质燃烧之所以需要空气，是因为空气能够吸收燃素。燃烧的氧学说的中心思想是：燃烧是可燃物与氧的化合反应，同时放出光和热。2、燃烧的形式：均相燃烧和非均相燃烧：按可燃物质和助燃物质相态，均相燃烧指燃烧反应在同一相中进行；预混燃烧和扩散燃烧：预混燃烧是预先混合后燃烧，燃烧速度快、温度高，一般爆炸反应属于这种形式。扩散燃烧中，与可燃气体接触的氧气量偏低，会产生炭黑；蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧：蒸发燃烧特提本身并不燃，蒸发出的蒸气进行燃烧。燃烧继续在剩余固体表面叫表面燃烧。3、物理化学参数对层流火焰传播速度的影响：混气初温：混气初温增加，混气燃烧时火焰温度就越高，化学反应速度会越快，火焰传播速度就越高；压力：对二级反应，压力与火焰传播速度关系不大；可燃气体浓度：混气中可燃气与空气比值不同，火焰传播速度不同。实验发现混气中可燃气与空气比值存在一个最佳比值，在此最佳比值条件下火焰传播速度最快，否则会下降。理论上这个最佳比值应等于化学当量比；惰性气体：惰性气体加入量越多，火焰传播速度越小；混气性质：混气导热系数增加，火焰传播速度增加；热容增加，则火焰传播速度下降。3、过热液体发生蒸汽爆炸的条件：决定过热液体发生蒸汽爆炸的主要因素是容器内气相空间的压力下降速度。影响压力下降速度的主要因素有：容器满装状态；泄漏位置；泄漏面积的大小。4、粉尘爆炸与气体爆炸之间的区别：混合物的均匀性：当一种气体进入容器中时，它与大气的混合可能是瞬间即完，也可能要花一定的时间。但高速穿过小孔而进入容器中的气体，可以与容器中原有的气体均匀混合，且一旦混合均匀，就不易分离，也不易分层。而粉尘喷撒入容器中时，其密度和粒子尺寸分布是很难保持均匀的。由于粉尘粒子受重力影响而发生沉降；因此粉尘浓度分布只能维持较短的时间。若要保持其均匀性，必须人为地连续保持初始湍流状态。一旦失去湍流状态，粉尘分散均匀也就不能再保持。相反，对气体混合物来说，它的分散均匀不受湍流程度影响，即使在静止状态，仍可以很好地分散均匀。颗粒度：气体燃料是由分子组成，而粉尘燃料是由固体物质组成。粉尘的粒度、形状及表面条件都是变量，都是影响爆炸的参数。气体燃料与氧反应是分子反应，而氧和粉尘粒子间的反应却受氧的扩散控制，因此与表面积密切相关，表面积越大（粒度越小），反应速率愈高。燃料对大气的稀释：当气体燃料注入充满空气的容器中时，原始氧量相对减小，这种稀释作用可能是相当严重的。然而，当粉尘燃料进入容器时，置换体积仅约0.005%，氧总量只减少0.005。这种很微量的变化甚至难以用仪器检测，