防爆测试题及答案.doc

班级： 姓名： 学号： 分数： 一、名词解释1爆炸的特征：种种爆炸现象，都有一个共同的特征，即在爆炸地点的周围压力增加，使周围介质受到干扰，邻近的物质受到破坏，同时还伴有或大或小的声响效应。2化学爆炸是物质由一种化学结构迅速转变为另一种化学结构，在瞬间释放出大量能量并对外做功的现象。3化学爆炸三要素：反应的放热性、反应的快速性和生成气体产物。4冲击波的冲量：冲击波超压和超压作用时间的乘积。5炸药的爆发点是指炸药在规定时间(5min)内起爆所需加热的最低温度。6机械能感度：炸药在机械能作用下发生爆炸的难易程度。包括冲击感度和摩擦感度。7自燃是物质自发地着火燃烧，通常是由缓慢氧化作用而引起，即物质在无外来明火或电火花等火源情况下，引起的燃烧。8最小点燃能量：在标准装置中，能将其内的可燃性气体蒸汽与空气混合物点燃，并使火焰传播所需最小电火花能量，为每次试验的最小点火能。在所有可燃性气体浓度范围内每次试验值的最低者，为最小点燃能量(MIE)。 9爆轰是可燃混合物气体化学反应的最高形式，是破坏性最大的气体爆炸。10最大试验安全间隙(MESG)是在规定的标准试验条件下，壳内所有浓度的被试验气体或蒸汽与空气的混合物点燃后，通过25mm长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔与壳内两部分之间的最大间隙。11爆炸冲量：爆炸压力-时间曲线所包围的面积，或者说是压力对时间求积分。12爆炸TNT当量：用与爆炸混合物燃烧热相等的TNT炸药质量表示爆炸威力的方法。13粉尘层最低着火温度(MITL)是指按IEC的测试方法和装置测定的。它是在大气压、室温条件下，将粉尘层先后放在不同温度的热板上，测定粉尘的温度上升情况，粉尘温度超过热板温度20K的最低热板温度，即为该粉尘层最低着火温度。14粉尘云最低着火温度 (MITC)国际上主要用IEC 测试方法测定，即在G-G 炉中进行，测得的粉尘悬浮状态下的最低着火温度。15最大允许氧含量：气体和粉尘爆炸随氧含量的减小爆炸猛烈程度亦降低，直至不发生爆炸，此时氧的浓度称为最大允许氧含量(LOC)。16粉尘的燃烧热：即单位质量可燃粉体完全燃烧时所放出的热量 (kJ/kg)。燃烧热也可表示为单位摩尔氧气氧化可燃粉体所产生的热量 (kJ/mol)。二、填空题1粉尘爆炸测试装置包括：ISO推荐的1m3；最常用的20L球形装置；1.2LHartman装置。2按Kmax数值大小，可将粉尘爆炸性猛烈程度分为下列3级：Stl Kmax20.0MPa.m/s、St2 Kmax30.0MPa.m/s。3IEC关于比电阻测定的标准和我国GB12476.1标准中规定粉尘层比电阻大于105cm者为非导电粉尘。4“GB 5005892”爆炸性粉尘等级划分为四类（按物理性能）：爆炸性粉尘、可燃性导电粉尘、可燃性非导电粉尘、可燃纤维。5爆炸性粉尘按其引燃温度可分为3组：T11（t270）、T12（200t270）、T13（150100gm3 危险性小 三级。7一般可燃粉尘的爆炸下限约为1560g/m3，上限约为26kg/m3。8气体爆炸极限的影响因素：初始温度、初始压力、惰性介质、点火能量、容器的尺寸和介质、光照和表面活性物质。9气体爆炸发展受到下列因素的影响：可燃气体和氧化剂种类、可燃气体的浓度、点火源的能量大小、点火的位置、爆炸空间的条件、防爆条件。10可燃气体爆炸理论包括：热爆炸理论、支链反应理论。11影响炸药敏感度的因素包括：炸药化学结构、炸药理化性质、炸药物理性能、掺合物。12冲击波引起的伤害或破坏可以由超压、冲量表示。13爆炸破坏形式：冲击波破坏、热辐射危害、三、一次、二次碎片破坏、爆炸产物毒气危害、由爆炸引起的火灾。14爆炸灾害形式：热分解爆炸、有约束分散系统爆炸、无约束分散系统爆炸、压力容器爆炸、物理蒸气爆炸。15化学爆炸按爆炸时所发生的化学变化的形式可分为：简单分解爆炸、复杂分解爆炸、爆炸性混合物的爆炸。16根据气体爆炸危险度H分为：H4 危险性小为三级；10H1.0四、简答题1 简述铝热剂的反应和煤的燃烧为什么不能产生爆炸？铝热剂的反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe+198kcal反应放出的热可使生成物加热到3000左右，但由于生成物在3000 时仍处于液态，没有大量气体生成，因而不是爆炸反应。煤在空气中燃烧时，也生成CO2气体，并放出2130 kcal/kg的热量。但由于这种燃烧反应慢，生成的气体和放出的热量都扩散到周围介质中去了，所以不能形成爆炸。2 简述冲击波破坏效应的原理。 当爆炸源在空气中爆炸时，爆炸时产生高温高压气体产物以极高的速度膨胀，象活塞一样挤压周围空气，把爆炸反应释放出的部分能量传给这压缩的空气层。空气受冲击波而发生扰动，这种扰动在空气中传播就成为冲击波。3 简述燃烧与爆炸的区别。它们的区别在于：(1) 一般燃料的燃烧需要外界供给助燃的氧，没有氧，燃烧反应就不能进行；某些含氧的化合物(如一硝基甲苯等)或混合物，在缺氧的情况下虽然也能燃烧，但由于其含氧不足，隔绝空气后燃烧就不完全或熄灭。而炸药的化学组成或混合组分中含有较丰富的氧元素或氧化剂，发生爆炸变化时无须外界的氧参与反应，所以，它是能够发生自身燃烧反应的物质。爆炸反应的实质就是瞬间的剧烈燃烧反应。(2) 燃烧的传播是依靠传热进行的，因而燃烧的传播速度慢，一般是每秒几毫米到几百米；而爆炸的传播是依靠冲击波进行的，传播速度快，一般是每秒几百米到几千米。但是，对于可燃性气体、蒸气或粉尘与空气形成的爆炸性混合物，其燃烧与爆炸几乎是不可分的，往往是它被点火后首先燃烧，然后由于温度和压力的升高，使燃速迅速加快，因而连续产生无数个压缩波。这些压缩波在传播过程中迭加成冲击波，使尚未来得及燃烧的其余部分发生爆炸。五、论述题 1论述初始温度、初始压力和惰性物质对气体爆炸极限的影响。混合气体的原始温度越高，则爆炸下限降低，上限增高，爆炸极限范围扩大，爆炸危险性增加。 一般说来，压力增大，爆炸范围也扩大。这是因为系统压力增高，使分子间距更为接近，碰撞几率增高，因此使燃烧反应更为容易进行。压力降低，则爆炸范围缩小，当压力降至一定值时，其上限与下限重合，此时的最低压力称为爆炸的临界压力。若压力降至临界压力以下，系统便不成为爆炸系统。如果在爆炸混合物中掺入不燃烧的惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氦等)，随着惰性气体所占体积分数的增加，爆炸极限范围则缩小，惰性气体的含量提高到某一数值，可使混合物不能爆炸。因为惰性气体浓度加大，表示氧浓度的相对减少，而在上限时氧的浓度本来已经很小，故惰性气体浓度稍微增加一点，就产生很大的影响，使爆炸上限剧烈下降。 2说明干式阻火器的原理。充装容器的材质、尺寸等对物质的爆炸极限均有影响。容器、管子直径越小，则爆炸范围越小，当管径(或火焰通道)小到一定程度时，火焰即不能传播，这一间距称最大灭火间距，亦称临界直径。这是因为火焰经过管道时，被面冷却。管道尺寸越小，则单位体积火焰所对应的固体冷却表面积就越大，传出热量也越多。当通道直径小到一定值时，火焰便会熄灭。干式阻火器即用此原理制成。3说出下图中A、B、C、D和E点的各种组分含量。哪些点在爆炸范围内，怎样才能使之移出爆炸范围？A点：(O2：40%，NH3：50%，N2：10%) B点：(O2：20%，NH3：60%，N2：20%) C点：(O2：0%，NH3：30%，N2： 70%) D点：(O2：70%，NH3：30%，N2：0%) E点：(O2：70%，NH3：20%，N2：10%)除C点外，其余点都在爆炸范围内。以A点为例，解释怎样才能使之移出爆炸范围。有两种办法：增加NH3。其余两种气体组分的浓度比不变，作A点与NH3顶点连线，交爆炸极限曲线于A，再由A作平行于O2N2轴线交O2NH3轴就是需要添加NH3的最小值（约为77%）。增加N2。其余两种气体组分的浓度比不变，作A点与N2顶点连线，交爆炸极限曲线于A，再由A作平行于O2NH3轴线交N2NH3轴就是需要添加N2的最小值（约为68%）。AA4预防事故爆炸发生的技术措施可以归结为以下五个方面： 正确控制生产工艺参数； 防止爆炸性混合物形成； 危险物品合理储存； 控制点火源； 加强防爆监控措施等。5爆炸五边形原理： 要形成具有破坏力的化学爆炸灾害，必须具备以下5个条件： 提供足够能量的可燃物质(能源)； 存在充分的辅助燃烧氧化剂； 有足够能量的点火源； 可燃物质与氧化剂的充分混合； 混合物存在于相对封闭的空间。 6. 泄爆位置及其布局 泄爆口应尽可能接近可能产生点火源的地方；应避免因泄爆引起伤人和点燃其他可燃物，因此应泄向安全区域，不要向易燃易爆公共场所或常有人去操作的或过路的地方泄压；应尽量在包围物顶部或上部泄放；侧面泄压时尽可能不采用玻璃，必要时可设置挡板以减小伤害力。泄爆口布局应均匀，最好对称开设，以消除后座力。7泄爆导管是把爆燃物导向指定地点的管道。它必须符合以下要求： 泄爆管靠近泄爆装置附近应设同样强度的检查孔，以利维修和清除杂物，且要密闭好。 可用轻质保护膜保护雨雪侵入泄爆管，但其所增加的开启压力必须在允许范围内。 泄爆管应有较大的截面积和强度，至少要等于泄爆口的面积和至少要等于包围体的强度。 泄爆管要尽可能短而直，一般应小于3m。 泄爆管尽可能不用弯头，以减小泄爆阻力和泄爆时间。 泄爆门外安装泄爆管的容器，其泄爆面积比爆破片外安装泄爆管大，其大小决定于泄爆门的效率。泄爆管截面积必须明显大于泄爆门的有效面积。 8. 机械阻火器熄火原理 大多数机械阻火器是由具备能够通过气体的许多细小，均匀或不均匀的通道或孔隙的固体材料组成，这些通道或孔隙应小到使火焰不能通过。火焰熄灭的原因之一是，当火焰进入这些细小通道后就形成许多细小的火焰流，由于通道或孔隙的传热面积相对增大，火焰通过道壁加速了热交换，使温度迅速下降到着火点以下，从而被熄灭；另一原因是，可燃气体在外来能源(热能、辐射能、电能及化学反应能等)的激发下，分子键受到破坏，产生具有反应能力的分子(称为活性分子) ，这些具有反应能力的分子发生化学反应时，首先分裂为十分活泼而寿命短促的自由基。化学反应是靠这些自由基与其他反应分子碰撞作用来进行的。随着阻火器通道尺寸的减小，自由基与反应分子之间碰撞几率随之减少，而自由基与通道壁的碰撞几率反而增加，这样就促使自由基反应降低。当通道尺寸减小到某一数值时，这种器壁效应就造成了火焰不能继续进行的条件，火焰即被阻止。此时的通道尺寸即为火焰的最大灭火直径。9反应时均放出气体，反应进行得也迅速，但反应(1)、(2)、(3)是吸热的，反应(4)虽然是放热的，但放出的热量不够，所以都不能形成爆炸。只有反应(5)、(6)放出大量的热，故具有爆炸性质。10粉尘爆炸的过程是怎样形成的?答：粉尘爆炸大致有三步发展形成过程：一是悬浮粉尘在热源作用下迅速地被干馏或气化而产生出可燃气体；二是可燃气体与空气混合而燃烧；三是粉尘燃烧放出热量，以热传导和火焰辐射方式传给附近原来悬浮着的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热气化后使燃烧，循环持续进行下去，随着每个循环的逐项进行，其反应速度也逐渐增大，通过激烈的燃烧，最后形成爆炸。六、计算题 1计算由甲烷80%、已烷15%和丙烷5%所构成的混合物在空气中的爆炸下限。各组分爆炸下限分别为5%、3%、2.1%。混合物爆炸下限： 100/(80/5+15/3+5/2.1)=4.28%2试求乙烷在空气中的爆炸下限和上限以及它的爆炸危险度（H），并根据H判断乙烷为几级危险物质。乙烷的燃烧反应式为：