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爆炸极限计算

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爆炸极限计算

爆炸反应当量浓度、爆炸下限和上限、多种可燃气体混合物的爆炸极限计算方法如下：

1爆炸反应当量浓度;爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例,在恰好能发生完全的化合反应时,则爆炸所析出的热量最多,所产生的压力也最大;实际的反应当量浓度稍高于计算的反应当量浓度,这是因为爆炸性混合物通常含有杂质;

可燃气体或蒸气分子式一般用CαHβOγ表示,设燃烧1mol气体所必需的氧摩尔数为n,则燃烧反应式可写成：

CαHβOγ+nO2→生成气体

按照标准空气中氧气浓度为20．9％,则可燃气体在空气中的化学当量浓度X％,可用下式表示：

可燃气体在氧气中的化学当量浓度为Xo％,可用下式表示：

也可根据完全燃烧所需的氧原子数2n的数值,从表1中直接查出可燃气体或蒸气在空气或氧气中的化学当量浓度;其中;

可燃气体蒸气在空气中和氧气中的化学当量浓度

2爆炸下限和爆炸上限;各种可燃气体和燃性液体蒸气的爆炸极限,可用专门仪器测定出来,或用经验公式估算;爆炸极限的估算值与实验值一般有些出入,其原因是在计算式中只考虑到混合物的组成,而无法考虑其他一系列因素的影响,但仍不失去参考价值;

1根据完全燃烧反应所需的氧原子数估算有机物的爆炸下限和上限,其经验公式如下;

爆炸下限公式：

体积

爆炸上限公式：

体积

式中 L下——可燃性混合物爆炸下限；

L上——可燃性混合物爆炸上限；

n——1mol可燃气体完全燃烧所需的氧原子数;

某些有机物爆炸上限和下限估算值与实验值比较如表2：

表2 石蜡烃的化学计量浓度及其爆炸极限计算值与实验值的比较

从表中所列数值可以看出,实验所得与计算的值有一定差别,但采用安全系数后,在实际生产工作中仍可供参考;

2根据化学当量浓度计算爆炸极限和爆炸性混合气完全燃烧时的化学当量浓度,可以估算有机物的爆炸下限和上限;计算公式如下： 此计算公式用于链烷烃类,其计算值与实验值比较,误差不超过10％;例如甲烷爆炸极限的实验值为5％～15％,与计算值非常接近;但用以估算H2、C2H2以及含N2、Cl2等可燃气体时,出入较大,不可应用;

3多种可燃气体组成混合物的爆炸极限;由多种可燃气体组成爆炸混合气的爆炸极限,可根据各组分的爆炸极限进行估算,其计算公式如下：

式中 Lm——爆炸性混合气的爆炸极限％；

L1、L2、L3、Ln——组成混合气各组分的爆炸极限％；

V1、V2、V3、…Vn——各组分在混合气中的浓度％;

V1+V2+V3+…Vn=100

该公式用于煤气、水煤气、天然气等混合气爆炸极限的计算比较准确,而对于氢与乙烯、氢与硫化氢、甲烷与硫化氢等混合气及二硫化碳的混合气体,则计算的误差较大,不得应用;

——摘自安全科学技术百科全书中国劳动社会保障出版社,2003年6月出版

explosive limit 可燃性气体或蒸气与助燃性气体形成的均匀混合系在标准测试条件下引起爆炸的浓度极限值;助燃性气体可以是空气、氧气或其他助燃性气体;一般情况提及的爆炸极限是指可燃气体或蒸气在空气中的浓度极限;能够引起爆炸的可燃气体的最低含量称为爆炸下限；最高浓度称为爆炸上限;混合系的组分不同,爆炸极限也不同;同一混合系,由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等的都能使爆炸极限发生变化;一般规律是：混合系原始温度升高,则爆炸极限范围增大,即下限降低、上限升高;因为系统温度升高,分子内能增加,使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统;系统压力增大,爆炸极限范围也扩大,这是由于系统压力增高,使分子间距离更为接近,碰撞几率增高,使燃烧反应更易进行;压力降低,则爆炸极限范围缩小；当压力降至一定值时,其上限与下限重合,此时对应的压力称为混合系的临界压力;压力降至临界压力以下,系统便不成为爆炸系统个别气体有反常现象;混合系中所含惰性气体量增加,爆炸极限范围缩小,惰性气体浓度提高到某一数值,混合系就不能爆炸;容器、管子直径越小,则爆炸范围就越小;当管径火焰通道小到一定程度时,单位体积火焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于产生的热量,火焰便会中断熄灭;火焰不能传播的最大管径称为该混合系的临界直径;点火能的强度高、热表面的面积大、点火源与混合物的接触时间不等都会使爆炸极限扩大;除上述因素外,混合系接触的封闭外壳的材质、机械杂质、光照、表面活性物质等都可能影响到爆炸极限范围;

可燃性蒸气的爆炸极限值是由可燃液体表面产生的蒸气浓度决定的;对于可燃液体而言,爆炸下限浓度对应的闪点温度又可以称为爆炸下限温度；爆炸上限浓度对应的液体温度又可以称为爆炸上限温度;

混合气体、蒸汽的爆炸极限可以根据理.查特里法则计算

L下= 1/N1/L1+N2/L2.....100%

L上= 1/N1/L1+N2/L2.....100%

理查特公式是对两种或多种可燃气体或可燃蒸气混合物爆炸极限的计算,它是根据各组分已知的爆炸极限来计算的,适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物; Lm=100/V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln

式中Lm——混合气体爆炸极限,%；

L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限,%；

V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数,%;

• 爆炸与防爆：爆炸极限的计算4

2008/6/24

1 根据化学理论体积分数近似计算

爆炸气体完全燃烧时,其化学理论体积分数可用来确定链烷烃类的爆炸下限,公式如下：

L下≈0.55c0

式中 ——常数；

c0——爆炸气体完全燃烧时化学理论体积分数;若空气中氧体积分数按%计,c0可用下式确定

c0=+n0

式中 n0——可燃气体完全燃烧时所需氧分子数;

如甲烷燃烧时,其反应式为

CH4+2O2→CO2+2H2O

此时n0=2

则L下=×+2=由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值5%相差不超过10%;

2 对于两种或多种可燃气体或可燃蒸气混合物爆炸极限的计算

目前,比较认可的计算方法有两种：

莱·夏特尔定律

对于两种或多种可燃蒸气混合物,如果已知每种可燃气的爆炸极限,那么根据莱·夏特尔定律,可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限;用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数,则：

LEL=P1+P2+P3/P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3 V%

混合可燃气爆炸上限：

UEL=P1+P2+P3/P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3 V%

此定律一直被证明是有效的;

理·查特里公式

理·查特里认为,复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限,可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之;该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物;

Lm=100/V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln

式中Lm——混合气体爆炸极限,%； L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限,%；

V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数,%;

例如：一天然气组成如下：甲烷80%L下=%、乙烷15%L下=%、丙烷4%L下=%、丁烷1%L下=%求爆炸下限;

Lm=100/80/5+15/+4/+1/=

3 可燃粉尘

许多工业可燃粉尘的爆炸下限在20-60g/m3之间,爆炸上限在2-6kg/m3之间;

碳氢化合物一类粉尘如能完全气化燃尽,则爆炸下限可由布尔格斯-维勒关系式计算：

c×Q=k

式中c——爆炸下限浓度；

Q——该物质每靡尔的燃烧热或每克的燃烧热；

k——常数;

责编:ljwzmznd

爆炸极限的意义

可燃物质、蒸气和与空气或氧气必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限,或爆炸浓度极限;例如与空气混合的爆炸极限为％～80％;可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度,分别称为和爆炸上限,这两者有时亦称为着火下限和着火上限;在低于爆炸下限时不爆炸也不着火；在高于爆炸上限不会发生爆炸,但会着火;这是由于前者的可燃物浓度不够,过量空气的冷却作用,阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足,导致火焰不能蔓延的缘故;当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度时,具有最大的爆炸威力即根据完全燃烧反应方程式计算的浓度比例;

影响爆炸极限的因素

混合系的组分不同,爆炸极限也不同;同一混合系,由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等的都能使爆炸极限发生变化;一般规律是：混合系原始温度升高,则爆炸极限范围增大,即下限降低、上限升高;因为系统温度升高,分子内能增加,使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统;系统压力增大,爆炸极限范围也扩大,这是由于系统压力增高,使分子间距离更为接近,碰撞几率增高,使燃烧反应更易进行;压力降低,则爆炸极限范围缩小；当压力降至一定值时,其上限与下限重合,此时对应的压力称为混合系的临界压力;压力降至临界压力以下,系统便不成为爆炸系统个别气体有反常现象;混合系中所含惰性气体量增加,爆炸极限范围缩小,惰性气体浓度提高到某一数值,混合系就不能爆炸;容器、管子直径越小,则爆炸范围就越小;当管径火焰通道小到一定程度时,单位体积火焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于产生的热量,火焰便会中断熄灭;火焰不能传播的最大管径称为该混合系的临界直径;点火能的强度高、热表面的面积大、点火源与混合物的接触时间不等都会使爆炸极限扩大;除上述因素外,混合系接触的封闭外壳的材质、机械杂质、光照、表面活性物质等都可能影响到爆炸极限范围;

爆炸极限与可燃物的危害

可燃性混合物的爆炸极限范围越宽、爆炸下限越低和爆炸上限越高时,其爆炸危险性越大;这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会就多；爆炸下限越低则可燃物稍有泄漏就会形成爆炸条件；爆炸上限越高则有少量空气渗入容器,就能与容器内的可燃物混合形成爆炸条件;应当指出,可燃性混合物的浓度高于爆炸上限时,虽然不会着火和爆炸,但当它从容器或管道里逸出,重新接触空气时却能燃烧,仍有发生着火的危险;

爆炸极限的表示

爆炸极限的单位气体或蒸气的爆炸极限的单位,是以在混合物中所占体积的百分比％来表示的,如氢与空气混合物的爆炸极限为4％～75％;可燃粉尘的爆炸极限是以混合物中所占体积的质量比g／m^3来表示的,例如铝粉的爆炸极限为40g／m^3;

可燃性蒸气的爆炸极限值是由可燃液体表面产生的蒸气浓度决定的;对于可燃液体而言,爆炸下限浓度对应的闪点温度又可以称为爆炸下限温度；爆炸上限浓度对应的液体温度又可以称为爆炸上限温度;

可燃气体或蒸气 分子式 爆炸极限%

下限 上限

氢气 H2 75

氨 NH3 27

一氧化碳 CO

甲烷 CH4 14

乙烷 C2H6

乙烯 C2H4 32

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爆炸极限

爆炸极限

煤气中氧气的主要来源有以下几方面，一是生产过程中因设备及管道泄漏而进入的空气；二是气化用气化剂过剩或短路；三是在煤气生产过程中，会有一定量的空气进入煤气中。为保证混入的空气与煤气混合后不达到爆炸极限，就应控制煤气中的氧气含量。《城镇燃气设计规范》( GB 50028-2006)规定，当干馏煤气中氧的体积百分数大于1％时，电捕焦油器应发出报警信号。当氧的体积百分数达到2％时，应设有立即切断电源的措施。《工业企业煤气安全规程》(GB 6222-2005）中也有此规定。这些规定都是以煤气中氧的体积百分数不得超过1％为界限。但这一界限比较保守，实际生产过程中的操作难度较大。

煤气中氧含量与爆炸极限的关系

不同煤气的爆炸极限各不相同，各种人工煤气的爆炸极限见表。

煤气种类 空气中煤气的爆炸极限 煤气中空气的爆炸极限 煤气含氧量

上限 下限 上限 下限 上限 下限

焦炉煤气 35.8 4.5 64.2 95.5 13.5 20.1

直立炉煤气 40.9 4.9 59.1 95.1 12.4 20

发生炉煤气 67.5 21.5 32.5 78.5 6.8 16.5

水煤气 70.4 6.2 29.6 93.8 6.2 19.7

油制气 42.9 4.7 57.1 95.3 12 20

从表可见，对于焦炉煤气、油煤气和直立炉煤气，当达到煤气的爆炸上限时，煤气中氧的体积百分数为12％～13.5%（即煤气中的空气体积百分数达60％左右）时才能形成爆炸性气体。而正常生产情况下，煤气中空气量不可能达到如此高的程度，因此煤气中氧体积百分数低于1％的控制指标可以适当放宽。对于发生炉煤气及水煤气，当煤气中空气的体积百分数达到30%左右（即煤气中氧体积百分数达到6％以上）时才能达到爆炸极限。以爆炸极限范围最宽的水煤气为例，如果控制煤气中氧的体积百分数≤3%，相当于煤气中空气的体积百分数≤14. 3 %，这时距离其爆炸上限（空气体积百分数为29.6%）还相当远，还有相当大的缓冲空间。因此，从爆炸极限角度分析，控制煤气中氧的体积百分数≤3％应是安全的。

常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式

常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式

常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式

气体的爆炸极限是指气体混合物中可燃气体的浓度范围，在这个浓度范围内，混合物可以发生自燃或爆炸。爆炸极限通常分为上爆炸极限和下爆炸极限。下面将介绍一些常见气体的爆炸极限及其计算公式。

1.甲烷(CH4)

甲烷是最常见的天然气成分之一，它在空气中的爆炸极限为5%~15%。甲烷的爆炸极限可以通过LFL（Lower Flammability Limit）和UFL（Upper Flammability Limit）来计算。公式如下：

LFL=0.0416×M/Vc

UFL=0.1621×M/Vc

其中，M表示混合物中甲烷的质量分数，Vc表示燃烧容积。

2.乙炔(C2H2)

乙炔是一种常用的工业气体，它在空气中的爆炸极限为2.5%~93.3%。乙炔的爆炸极限计算公式如下：

LFL=4.57×(Vg)^0.63

UFL=38×(Vg)^0.63

其中，Vg表示乙炔的体积分数。

3.氢气(H2)

氢气是一种轻便的气体，在空气中的爆炸极限为4%~75%。氢气的爆炸极限可以通过下面的公式进行计算： LFL=4.1×(Pg)^0.82

UFL=77.7×(Pg)^0.82

其中，Pg表示氢气的压力。

4.二氧化碳(CO2)

二氧化碳是一种非常稳定的气体，不易燃烧。它的下爆炸极限为34%~74%。在常规条件下，二氧化碳不会引发自燃或爆炸反应。

5.氧气(O2)

氧气是一种强氧化剂，它本身不可燃。然而，许多物质在氧气的存在下能够更容易燃烧。氧气在空气中的爆炸极限为24%~95%。

需要注意的是，不同气体具有不同的爆炸极限计算公式，而且这些公式仅适用于特定条件下的混合气体。你在实际情况中应该使用与你的气体和条件相匹配的正确公式。

此外，爆炸极限受到许多因素的影响，例如温度、压力、湿度和空气中其他物质的存在等。这些因素可能会使爆炸极限的数值发生变化。因此，在实际操作中，我们需要进行实验或模拟来确定具体气体在特定条件下的爆炸极限值。

爆炸极限计算

爆炸极限计算

爆炸极限计算

爆炸反应当量浓度、爆炸下限和上限、多种可燃气体混合物的爆炸极限计算方法如下：

(1)爆炸反应当量浓度。爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例，在恰好能发生完全的化合反应时，则爆炸所析出的热量最多，所产生的压力也最大。实际的反应当量浓度稍高于计算的反应当量浓度，这是因为爆炸性混合物通常含有杂质。

可燃气体或蒸气分子式一般用CαHβOγ表示，设燃烧1mol气体所必需的氧摩尔数为n，则燃烧反应式可写成：

CαHβOγ+nO2→生成气体

按照标准空气中氧气浓度为20．9％，则可燃气体在空气中的化学当量浓度X(％)，可用下式表示：

可燃气体在氧气中的化学当量浓度为Xo(％)，可用下式表示：

也可根据完全燃烧所需的氧原子数2n的数值，从表1中直接查出可燃气体或蒸气在空气(或氧气)中的化学当量浓度。其中。

可燃气体（蒸气）在空气中和氧气中的化学当量浓度

(2)爆炸下限和爆炸上限。各种可燃气体和燃性液体蒸气的爆炸极限，可用专门仪器测定出来，或用经验公式估算。爆炸极限的估算值与实验值一般有些出入，其原因是在计算式中只考虑到混合物的组成，而无法考虑其他一系列因素的影．响，但仍不失去参考价值。

1)根据完全燃烧反应所需的氧原子数估算有机物的爆炸下限和上限，其经验公式如下。

爆炸下限公式：

(体积)

爆炸上限公式：

(体积)

式中 L下——可燃性混合物爆炸下限；

L上——可燃性混合物爆炸上限；

n——1mol可燃气体完全燃烧所需的氧原子数。

某些有机物爆炸上限和下限估算值与实验值比较如表2：

表2 石蜡烃的化学计量浓度及其爆炸极限计算值与实验值的比较

从表中所列数值可以看出，实验所得与计算的值有一定差别，但采用安全系数后，在实际生产工作中仍可供参考。

2)根据化学当量浓度计算爆炸极限和爆炸性混合气完全燃烧时的化学当量浓度，可以估算有机物的爆炸下限和上限。计算公式如下：

爆炸极限及危险度计算公式

爆炸极限及危险度计算公式

爆炸极限及危险度计算公式

引言。

在现代社会中，爆炸事故往往会给人们的生命财产安全带来巨大的威胁。因此，对爆炸物质的爆炸极限及危险度进行准确的计算和评估显得尤为重要。本文将从爆炸极限和危险度两个方面展开讨论，并介绍相关的计算公式和方法。

一、爆炸极限的概念及计算公式。

爆炸极限是指在一定条件下，爆炸物质在混合气体中能够发生爆炸的最低和最高浓度范围。在这个范围内，爆炸物质与空气的混合物能够发生燃烧或爆炸。爆炸极限的计算公式一般采用下面的形式：

LFL = (100 φ) / (φ α)。

UFL = (100 φ) / (φ β)。

其中，LFL表示下限爆炸浓度，UFL表示上限爆炸浓度，φ表示爆炸物质的最小燃烧浓度，α和β分别表示燃烧产物中氧气的最小和最大浓度。这两个公式是用来计算爆炸物质在混合气体中的最低和最高浓度的，能够帮助我们更好地了解爆炸物质的危险程度。

二、危险度的概念及计算公式。

危险度是指爆炸物质对周围环境和人体造成危害的程度。在工程实践中，我们常常需要对爆炸物质的危险度进行评估，以便采取相应的安全措施。危险度的计算公式一般采用下面的形式：

H = P × V。 其中，H表示危险度，P表示爆炸物质的爆炸压力，V表示爆炸物质的体积。这个公式是用来计算爆炸物质的危险度的，能够帮助我们更好地评估爆炸物质的危险程度。

三、爆炸极限及危险度的计算方法。

在实际工程中，我们可以通过实验或者计算的方法来确定爆炸物质的爆炸极限和危险度。对于爆炸极限，我们可以通过实验来测定爆炸物质在混合气体中的最低和最高浓度，然后利用上面提到的计算公式来计算出具体的数值。对于危险度，我们可以通过实验来测定爆炸物质的爆炸压力和体积，然后利用上面提到的计算公式来计算出具体的数值。

此外，我们还可以利用一些现成的数据表格或者计算软件来进行爆炸极限及危险度的计算。这些方法能够帮助我们更快速地获取爆炸物质的相关参数，从而更好地评估其危险程度。