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火灾、爆炸事故的预防

  
评论: 更新日期:2010年08月31日

  3.爆炸和破坏作用

  爆炸是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。在此过程中,物质以极快的速度把其内部所含有的能量释放出来,转变成机械功、光和热等能量形态。所以一旦发生爆炸事故,就会产生巨大的破坏作用。

  (1)爆炸现象及其分类  按照物质发生爆炸的原因和性质不同,可将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸3类。

  a.物理爆炸。它是由物理变化引起的爆炸,最常见的锅炉爆炸和高压气瓶的爆炸。蒸汽锅炉爆炸是由于锅炉出现缺陷,锅炉内过热水迅速转变为蒸汽,产生很高的压力:冲破容器的阻力而引起的。高压气瓶充气压力过高,且靠近热源或者在阳光下曝晒,也会使气瓶内部压力升高,当它们超过气瓶的强度时,就会发生因气瓶破裂而爆炸。高压容器长期使用,缺乏良好的检查和维护,以及违反安全操作规程,也是发生压力容器爆炸事故的重要原因。

  b.化学爆炸  物质以极快的反应速度发生放热的化学反应,产生的高温高压气体急剧膨胀做功而形成的爆炸,称为化学爆炸。当爆炸物质由少量能量引爆发生化学爆炸时,爆炸物质瞬间化作一团火光,形成烟雾,并产生轰隆巨响,附近形成强烈的爆炸风,建筑物、设备受到损坏或强烈振动。化学爆炸按照爆炸时所发生的化学变化可以分为3类。

  (a)简单分解爆炸。能够发生简单分解爆炸的爆炸物,在爆炸时并不一定发生燃烧反应。爆炸所需的能量是由爆炸物分解时所放出的分解热提供的。

  (b)复杂分解的爆炸。能发生这类爆炸的物质称为炸药。

  (c)爆炸性混合物的爆炸。这类爆炸发生在气相里,指的是可燃气体,易燃和可燃液体蒸气、可燃粉尘、雾滴与空气混合所形成的混合物发生的爆炸现象。这类物质爆炸需要具备一定的条件,如一定比例的爆炸物含量和氧含量以及存在有激发能源,它们的危险性较上两类物质低。

  c.核爆炸。物质的原子核发生裂变或聚变反应,瞬间释放出巨大能量而形成的爆炸现象,称为核爆炸。核爆炸反应所释放出的能量比化学爆炸释放出的能量要大得多,集中得多。爆炸时可形成百万度到数千万度的高温,在爆炸中心区形成数百万大气压的高压,同时放出很强的光和热辐射以及各种粒子的放射线。因此,核爆炸的破坏力比化学爆炸的破坏力大得多,它的能量相当于数万吨到数千万吨梯恩梯炸药爆炸。

  (2)燃烧、爆炸和爆轰  发生在爆炸物质内的燃烧、爆炸和爆轰,有它们的共同点和不同点。它们的共同点在于:燃烧、爆炸和爆轰都是以化学反应的形式进行的。燃烧、爆炸和爆轰一经发生,它们不是在全体爆炸物内进行,而是在某一局部区域进行化学反应,这个化学反应区域按一定的方向,一定的速度,一层层地自动传播进行。化学反应区很窄,反应就在这个区域内完成,而且这个过程一经发生就可以自动地继续下去,直到爆炸物质全部反应完毕。参见图20—11所示。

 

  燃烧、爆炸、爆轰间的最本质区别在于传播速度不同。燃烧的传播速度比较慢,比爆炸物质内的声速要低得多;爆轰的速度是很快的,也是恒定的,比爆炸物质的声速要快得多,爆炸是由燃烧到爆轰之间的过渡阶段,它的速度介于两者之间,是可变的,因此称为不稳定的爆轰。考虑到爆炸、爆轰产生破坏作用的共同性,安全工作者习惯于把爆炸和爆轰统称为爆炸。燃烧、爆炸、爆轰的传播速度的区分范围如下:

  燃烧——通常指传播速度为每秒数毫米至数米的过程;

  爆炸——通常指传播速度为每秒十米至数百米的过程;

  爆轰——指传播速度为每秒一千米至一万米的过程。

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