爆炸极限计算方法
爆炸极限计算涉及理论混合比、混合气体法、闪点计算及实验法。理论混合比计算中,教材公式存在错误:爆炸上限应为“0.48×√C₀”,而非“0.48×C₀”,需注意根号修正。爆炸下限公式“0.55×C₀”需先通过C₀=20.95/(0.2095+N₀)计算N₀(氧气系数),需结合化学反应配平。例如甲烷燃烧需配平CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O,N₀=2。
混合气体爆炸极限计算
多种可燃气体混合物的爆炸极限需按“比例/爆炸极限”求和后取倒数。例如天然气含甲烷(80%)、乙烷(15%)等组分时,需分别用各组分的体积分数除以其爆炸下限值后累加,最终取倒数得到混合爆炸下限。此方法需注意组分比例与爆炸极限的对应关系。
实验法测定爆炸极限
通过实验测定火焰传播与不传播的临界体积分数,取平均值确定爆炸极限。例如某可燃蒸气测试中,能燃爆的最低浓度为2.02%,不能燃爆的最高浓度为1.68%,则爆炸下限为(2.02%+1.68%)/2=1.85%。需注意数据排序对结果的影响。
粉尘爆炸机理与特点
粉尘爆炸属于气固二相流反应,燃烧时间长、能量大,破坏性强。其特点包括:爆炸速度及压力上升速率低于气体爆炸,但感应期长且易引发二次爆炸。二次爆炸由冲击波扬起地面粉尘形成悬浮混合物所致,需与“二次燃烧”概念区分。此外,粉尘不完全燃烧可能产生有毒气体,需关注安全防护。