爆燃及爆轰表现与方法
- 格式:ppt
- 大小:1.79 MB
- 文档页数:137
炸药化学反应的基本形式
炸药是在一定的外界能量作用下,能发生快速化学反应,生成大量的热和气体产物,对周围介质产生强烈的机械作用并显示爆炸效应的化合物或混合物。
炸药爆炸的基本形式主要有以下几种:
1. 热分解:炸药在受热作用下发生分解反应,产生热量和气体。
这种反应通常是缓慢的,只有在较高的温度下才会加速。
2. 燃烧:炸药在有氧存在的条件下发生燃烧反应,产生大量的热量和气体。
这种反应通常是快速的,并且可以产生很高的压力。
3. 爆轰:炸药在极高的压力和温度下发生爆轰反应,产生极高的压力和温度,并释放出大量的能量。
这种反应通常是瞬间发生的,并且可以产生非常强烈的爆炸效应。
需要注意的是,炸药的爆炸过程非常复杂,涉及到许多因素,如炸药的种类、密度、纯度、起爆方式等。
不同的炸药在爆炸过程中可能会表现出不同的特性和反应形式。
同时,炸药的爆炸过程也会对周围环境产生很大的影响,因此在炸药的生产、运输、储存和使用过程中需要严格遵守相关的安全规定和操作规程,以确保人身安全和社会稳定。
爆轰1、爆燃与爆轰爆燃以亚音速传播。
爆燃速率受反应区(火焰阵面)向未燃物的热量和反应组分扩散控制。
爆燃的实际速度取决于外部约束程度以及可燃混合物的尺寸和形状。
假定未燃气体处于静止,火焰则以特征层流燃烧速度传播进入未燃气体。
层流燃烧速度是未燃气体的基本参数,其值的大小反应了混合物的反应性。
如果未燃气体处于湍流,燃烧速度升高,称为湍流燃烧速度。
如果未燃气体处于运动状态,一个静止的观察者测得的火焰速度是未燃气体速度与燃烧速度的和,该火焰速度称为爆燃速度。
典型地,无约束混合气体的爆燃速度在几m/s,管道和其它含有重复设臵的障碍物的容积中,爆燃速度在几百m/s范围。
典型地,在含有燃料/空气混合物的密闭容器内,爆燃压力可以达到初始压力的7倍左右。
对低速爆燃,火焰阵面处的压力增加可以近似地用1.2M2来给出,这里M是马赫数(即爆燃速度除以未燃气体的音速)。
一旦爆燃速度达到音速,将会形成激波。
爆轰的主要特征见表附表1爆轰以超声速传播,典型地,对燃料/空气混合物其速度为1850m/s量级,对燃料/氧气混合物,爆轰速度为3000m/s量级。
当燃料为氢气时,相应的爆轰速度可能更高。
图1对比给出了爆燃波和爆轰波的结构。
对爆轰波,在反应区前方1-10mm处,有一个高压激波阵面,反应区为“火焰”(在快速爆燃中,反应区远远落在激波阵面之后)。
因为化学反应速率与温度呈指数关系,因而燃烧非常快。
由于较高的激波强度(或激波速度),因而产生高压。
图1 爆燃波与爆轰波的比较稳态的爆轰过程具有相应的特征压力/时间曲线,图2给出了典型的稳态爆轰波的压力/时间曲线。
爆轰波通过之后,压力突然增加,其后是一个光滑的变化区,逐渐过渡到恒定压力值。
在有些情况下,可以测得气体混合物发生点火之前被激波压缩的形成的高压区,这种所谓的“先导激波”区域被称为冯.纽曼尖峰,冯.纽曼尖峰处具有比爆轰压力更高的值。
稳态爆轰下,在化学计量比浓度附近,其初始压力上升值达到最大值,当混合物浓度向爆轰极限变化时,初始压力上升值逐渐降低。
一、火灾爆炸事故概述及处置措施技术(一)火灾爆炸事故概述1、易燃易爆化学品泄漏、废弃材料堆放不及时清理等遇明火爆炸。
2、当煤气和空气混合,煤气中的可燃性气体和空气中的氧进行强烈的氧化反应,与明火发生爆炸。
3、炉下区域有积水,高温钢水冲入爆炸。
4、在氧气、乙炔和燃气瓶、罐附近有吸烟和有明火,易引发火灾爆炸事故。
5、电炉直接排烟除尘系统未设臵泄爆措施,造成除尘系统爆炸。
6、水冷炉壁烧穿引发钢水爆炸。
7、车间内粉尘浓度达到爆炸极限引起爆炸。
(二)火灾爆炸事故处置措施技术1、扑救初期火灾。
在火灾尚未扩大到不可控制之前,应使用适当移动式灭火器来控制火灾。
迅速关闭火灾部位的上下游阀门,切断进入火灾事故地点的一切物料,然后立即启用现有各种消防设备、器材扑灭初期火灾和控制火源。
2、对周围设施采取保护措施。
为防止火灾危及相邻设施,必须及时采取冷却保护措施,并迅速疏散受火势威胁的物资。
有的火灾可能造成易燃液体外流,这时可用沙袋或其他材料筑堤拦截流淌的液体或挖沟导流,将物料导向安全地点。
必要时用毛毡等堵住下水井、阴井口等处,防止火焰蔓延。
3、扑救危险化学品火灾决不可盲目行动,应针对化学品种类,选择正确的灭火剂和灭火方法。
必要时采取堵漏或隔离措施,预防次生灾害。
当火势被控制以后,仍然要派人监控,清理现场,消灭余火。
4、扑救液化气体类火灾,切忌盲目扑灭火势,在没有采取堵漏措施的情况下,必须保持稳定燃烧。
否则,大量可燃气体泄漏出来与空气混合,遇着火源就会发生爆炸,后果将不堪设想。
5、扑救爆炸物品火灾,切忌用沙土盖压,以免增强爆炸物品爆炸时的威力。
扑救爆炸物品堆垛火灾时,水流应采用吊射,避免强力水流直接冲击堆垛,以免堆垛倒塌引起再次爆炸。
3、扑救遇湿易燃物品火灾,绝对禁止用水、泡沫、酸碱等湿性灭火剂扑救。
5、易燃固体、自燃物品一般都可用水和泡沫扑救,只要控制住燃烧范围,逐步扑灭即可。
但有少数易燃固体、自燃物品的扑救方法比较特殊,如2,4—二硝基苯甲醚、二硝基萘、萘等是易升华的易燃固体,受热放出易燃蒸气,能与空气形成爆炸性混合物,在室内极易发生爆燃,在扑救过程中应不时向燃烧区域上空及周围喷射雾状水,并消除周围一切火源。
爆燃、爆轰与爆炸
目前,很多安全工程技术中的概念并没有统一,这里只是一种解释。
一、燃烧过程可以产生爆炸,燃烧导致的爆炸可以按照燃烧速度分为两类:
1 爆炸性混合气体的火焰波以低于声速传播的燃烧过程称为爆燃;
2 爆炸性混合气体的火焰波在管道内以高于声速传播的燃烧过程称为爆轰。
(注:声速的绝对数值取决于介质,例如空气中的声速和氢气中的声速当然是不一样的。
)
二、爆炸可以是化学爆炸(例如由燃烧产生)和物理爆炸(例如快速蒸发引起
的爆炸),但是它的共同物理本质就是压力骤变形成压缩波,按照爆炸传播速度
分为三类:
1 轻爆爆炸传播速度数量级0.1~10m/s;
2 爆炸(狭义) 爆炸传播速度数量级10~1000m/s;
3 爆轰爆炸传播速度大于1000m/s。
这里的“爆轰”定义包涵了燃烧过程中的爆轰。
爆燃事件总结引言爆燃事件是一种常见的火灾事故,具有极高的危险性和破坏力。
每年都有大量的爆燃事件发生,给人们的生命财产安全带来巨大的威胁。
本文将总结近年来的爆燃事件,并对其原因、预防措施以及处理方法进行分析和讨论。
爆燃事件的定义爆燃事件是指在一定的条件下,燃料和氧气混合达到一定比例后,受到外界能源或条件的刺激而瞬间燃烧,产生巨大的火焰和热能。
爆燃事件常常伴随着剧烈的爆炸声和冲击波,其威力常常超出人们的想象。
爆燃事件的原因1.不当使用火源:爆燃事件往往与不当使用火源有关。
例如,在易燃物质周围使用明火、电火花等容易引发爆燃事件的火源。
2.不当存放易燃物质:易燃物质的不当存放也是爆燃事件发生的原因之一。
例如,将易燃液体存放在密闭容器中,容易造成气体积聚,并在一定条件下爆燃。
3.电气设备故障:电气设备的故障也是引发爆燃事件的常见原因之一。
例如,电路短路、电器线路老化等导致的火花或电弧可能引发火灾。
4.未经许可的火药炮制和储存:非法制造和储存火药也是导致爆燃事件的原因之一。
非法炸药制造和储存的场所安全条件差,一旦发生问题很容易引发爆燃。
爆燃事件的预防措施1.合理使用火源:在使用火源时要注意与周围环境的匹配,并确保明火的安全距离,避免出现火源不当使用导致爆燃的情况。
2.安全存放易燃物质:易燃物质应当储存在经过专门设计和严格测试的容器中,避免气体积聚以及因容器的腐蚀而发生泄漏和爆燃。
3.定期检查维护电气设备:定期检查电气设备的使用情况,做好设备的维护工作,及时更换老化的电器线路和设备,减少电气设备故障引发火灾的风险。
4.加强非法火药制造和储存的打击力度:加大对非法火药制造和储存的打击力度,加强监管,以减少非法火药带来的潜在危险。
爆燃事件的处理方法1.迅速报警:一旦发生爆燃事件,首先要迅速报警,通知消防部门和相关救援机构前来处理。
2.疏散人员:在爆燃事件发生时,要按照预先制定的疏散计划,迅速、有序地疏散人员,确保人员的安全。
什么是轰然、回燃、爆燃、爆炸、爆轰2022年1月3日,山东青岛一起火灾扑救中,由于保温材料受热分解形成聚集性爆炸气体,当达到爆炸极限时发生爆燃,导致两名名消防员牺牲。
爆燃释放能量相当于约30千克TNT爆炸当量,威力巨大。
轰然轰然是指某一空间内,所有可燃物的表面全部卷入燃烧的瞬变过程称为轰然。
建筑物室内火灾轰然即为初期增长阶段发展为充分发展阶段的瞬变过程。
轰然的发生标志着室内火灾进入全面发展阶段。
回燃回燃是指建筑火灾发生一段时间后,由于新鲜空气补充不足,不能满足加速燃烧的要求,火灾逐步进入缺氧性燃烧状态,烟气中逐渐积累大量可燃气体,由于某种原因造成新鲜空气大量进入或热烟气流出,热烟气和新鲜空气形成非均匀预混气体,这种非均匀预混气体燃烧的现象称为回燃。
爆燃化学爆炸按照爆炸传播速率,可分为爆燃、爆炸、爆轰(又称爆震)。
爆燃是指以亚音速(小于340m/s)传播的燃烧。
通常指爆炸速率在每秒数米以下的爆炸,这种爆炸的破坏力相对爆轰的破坏力不大,声响也不大。
例如,无烟火药在空气中的快速燃烧,可燃气体混合物在接近爆炸浓度上限或下限时的燃烧等。
爆炸爆炸是指在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化,通常伴随有强烈放热、发光和声响。
通常指速率为每秒十几米到数白米的爆炸。
这种爆炸能在爆炸点周围引起压力的激增,有震耳的声响,有较大的破坏力,爆炸产物传播速率很快而且可变。
例如火药遇到火源引起的爆炸,可燃气体在多数情况下的爆炸。
爆轰爆轰是指以冲击波为特征,传播速率大于未反应物质中声速的化学反应。
通常指爆炸速率为每秒千米的爆炸。
发生爆轰时能在爆炸点引起极高压力,并产生超音速的冲击波。
这种爆炸的特点是具备了相应条件之后突然发生的,同时产生高速(2000~3000m/s)、高温(1300~3000℃)、高压(10万~40万大气压)、高能(2930~6279KJ/Kg)\高冲击力的冲击波。
这种冲击波能远离爆震源而独立存在,并能引起位于一定距离处、与其没有联系的其他爆炸性气体混合物或炸药的爆炸,从而产生一种“殉爆”现象。
第9章可燃气体爆轰本章首先简要介绍爆轰、爆炸、爆燃等基本概念,然后着重论述了经典爆轰理论(CJ理论和ZND模型),给出爆轰波三维结构和胞格结构;最后分析典型爆轰基本现象(直管中气体爆轰、爆轰波反射、爆轰波绕射等)。
主要目的是使读者认识爆轰基本理论,搞清爆轰传播机理,并逐步掌握爆轰问题的分析和研究方法。
9.1 引言爆炸现象是自然界包括工业生产活动和人类活动中常见的现象之一。
所谓爆炸是指能量发生急剧转化的物理化学过程。
其包括物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三类。
如锅炉蒸汽爆炸属于物理爆炸,火药爆炸、可燃气体爆炸等属于化学爆炸,而原子弹爆炸、氢弹爆炸、宇宙大爆炸等属于核爆炸。
爆轰,相对于爆炸来说,相对狭义。
具体说,爆轰是在燃烧介质中激烈而且迅速传播的一种化学形式,燃烧产物质点运动方向与波传播方向一致。
爆轰在介质的传播速度相对于未燃介质是超声速的,这是爆轰区别于其它燃烧形式的最显著的特征。
因此,可将爆轰定义为:相对于未燃介质以超声速传播的激烈燃烧形式。
以恒定速度稳定传播的爆轰称为稳定爆轰;没有达到稳定速度的爆轰称为非稳定爆轰。
而爆燃是可燃介质燃烧速度相对缓慢(一般为每秒几厘米至几百米的量级)的一种化学形式。
其在介质中以亚声速传播,燃烧产物质点运动方向与波传播方向相反。
爆轰波是带有化学反应的激波。
即爆轰波由诱导激波和化学反应区组成。
诱导激波加热、压缩并引发化学反应。
化学反应释放的能量支持诱导激波并推动其在反应气体中传播。
因此,爆轰波与流体动力学中的激波不同,其不但包括诱导激波阵面,还包括其后紧跟的化学反应区。
一般来说,诱导激波厚度约10-5cm量级,化学反应区宽度为mm量级。
图1为直管道内的爆轰波。
可以看出,爆轰波并非平面波,而具有三维结构。
图2为爆轰波在斜劈上的反射。
由于壁面对爆轰波的压缩,导致马赫反射的形成,波阵面明显发生弯曲。
图3为爆轰波在管道开口处的绕射。
可以看出,爆轰波越强,受到开口的影响相对较小,离开开口后仍维持爆轰状态。