產(chǎn)生爆炸的原因有什么
產(chǎn)生爆炸的原因有什么
爆炸是一種極為迅速的物理或 化學(xué)的能量釋放過(guò)程，同時(shí)破壞性極強(qiáng)。所以日常生活中要防止爆炸的發(fā)生。下面學(xué)習(xí)啦給大家分析產(chǎn)生爆炸的原因。
爆炸的原因
1.物理爆炸
物理性爆炸是由物理變化(溫度、體積和壓力等因素)引起的，在爆炸的前后，爆炸 物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)成分均不改變。
鍋爐的爆炸是典型的物理性爆炸，其原因是過(guò)熱的水迅速 蒸發(fā)出大量蒸汽，使蒸汽 壓力不斷提高，當(dāng)壓力超過(guò)鍋爐的極限強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆炸。又如，氧氣鋼瓶受熱升溫，引起氣體壓力增高，當(dāng)壓力超過(guò)鋼瓶的極限強(qiáng)度時(shí)即發(fā)生爆炸。發(fā)生 物理性爆炸時(shí)，氣體或 蒸汽等介質(zhì)潛藏的能量在瞬間釋放出來(lái)，會(huì)造成巨大的破壞和傷害。上述這些 物理性爆炸是蒸汽和氣體 膨脹力作用的瞬時(shí)表現(xiàn)，它們的破壞性取決于蒸汽或氣體的壓力。
2.化學(xué)爆炸
化學(xué)爆炸是由化學(xué)變化造成的?；瘜W(xué)爆炸的物質(zhì)不論是可燃物質(zhì)與空氣的 混合物，還是爆炸性物質(zhì)(如炸藥)，都是一種相對(duì)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，在外界一定強(qiáng)度的能量作用下，能產(chǎn)生劇烈的放熱反應(yīng)，產(chǎn)生高溫高壓和沖擊波，從而引起強(qiáng)烈的破壞作用。爆炸性物品的爆炸與氣體混合物的爆炸有下列異同。(1)、爆炸的 反應(yīng)速度非?？?。 爆炸反應(yīng)一般在10-5～10-6S間完成，爆炸傳播速度(簡(jiǎn)稱爆速)一般在2000m/s～9000m/s之間。由于反應(yīng)速度極快，瞬間釋放出的 能量來(lái)不及散失而高度集中，所以有極大的破壞作用。氣體混合物爆炸時(shí)的反應(yīng)速度比爆炸物品的爆炸速度要慢得多，數(shù)百分之一至數(shù)十秒內(nèi)完成，所以爆炸功率要小得多。
(2)、反應(yīng)放出大量的熱。爆炸時(shí)反應(yīng)熱一般為2900～6300kJ/kg，可產(chǎn)生2400～3400℃的 高溫。氣態(tài)產(chǎn)物依靠反應(yīng)熱被加熱到數(shù)千度，壓力可達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)兆帕，能量最后轉(zhuǎn)化為 機(jī)械功，使周?chē)橘|(zhì)受到壓縮或破壞。氣體混合物爆炸后，也有大量熱量產(chǎn)生，但溫度很少超過(guò)1000℃。
(3)、反應(yīng)生成大量的氣體產(chǎn)物。1kg炸藥爆炸時(shí)能產(chǎn)生700～1000L氣體，由于反應(yīng)熱的作用，氣體急劇膨脹，但又處于壓縮狀態(tài)，數(shù)萬(wàn)個(gè)兆帕壓力形成強(qiáng)大的沖擊波使周?chē)橘|(zhì)受到嚴(yán)重破壞。氣體混合物爆炸雖然也放出氣體產(chǎn)物，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)氣體量要少，而且因爆炸速度較慢，壓力很少超過(guò)2MPa。
3.核爆炸
核爆炸是劇烈核反應(yīng)中能量迅速釋放的結(jié)果，可能是由核裂變、核聚變或者是這兩者的多級(jí)串聯(lián)組合所引發(fā)。
根據(jù)爆炸時(shí)的化學(xué)變化，爆炸可分為四類。
(1)、簡(jiǎn)單分解爆炸
這類爆炸沒(méi)有燃燒現(xiàn)象，爆炸時(shí)所需要的能量由爆炸物本身分解產(chǎn)生。屬于這類物質(zhì)的有 疊氮鉛、 雷汞、雷銀、三 氯化氮、 三碘化氮、三硫化二氮、 乙炔銀、乙炔銅等。這類物質(zhì)是非常危險(xiǎn)的，受輕微震動(dòng)就會(huì)發(fā)生爆炸，如 疊氮鉛的分解 爆炸反應(yīng)為：
震動(dòng)
Pb(N3) →Pb+3N +Q
(2)、復(fù)雜分解爆炸
這類爆炸伴有燃燒現(xiàn)象，燃燒所需要的氧由 爆炸物自身分解供給。所有 炸藥如三硝基甲苯、三 硝基苯酚、 硝化甘油、黑色火藥等均屬于此類。
如硝化甘油炸藥的爆炸反應(yīng)
引爆
C H ONO ) →3CO +2.5H O+1.5N +0.2502
1kg硝化甘油炸藥的分解熱為6688kJ， 溫度可達(dá)4697℃，爆炸瞬間體積可增大1.6萬(wàn)倍，速度達(dá)8625m/s，故能產(chǎn)生強(qiáng)大的破壞力。這類爆炸物的危險(xiǎn)性與簡(jiǎn)單分解爆炸物相比，危險(xiǎn)性稍小。
(3)、爆炸性混合物的爆炸
可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵與空氣(或氧)混合后，形成爆炸性混合物，這類爆炸的爆炸破壞力雖然比前兩類小，但實(shí)際危險(xiǎn)要比前兩類大，這是由于石油 化工生產(chǎn)形成爆炸性混合物的機(jī)會(huì)多，而且往往不易察覺(jué)。因此，石油化工生產(chǎn)的防火防爆是安全工作一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。爆炸混合物的爆炸需要有一定的條件，即可燃物與空氣或氧達(dá)到一定的混合濃度，并具有一定的激發(fā)能量。此激發(fā)能量來(lái)自明火、電火花、 靜電放電或其他能源。
爆炸混合物可分為：
?、佟怏w混合物，如 甲烷、氫、乙炔、 一氧化碳、 烯烴等可燃?xì)怏w與空氣或氧形成的混合物
?、?、蒸氣混合物，如汽油、苯、 乙醚、甲醇等可燃液體的蒸氣與空氣或氧形成的混合物
?、邸⒎蹓m混合物，如鋁粉塵、硫磺粉塵、煤粉塵、有機(jī)粉塵等與空氣或氧氣形成的混合物;
④、遇水爆炸的 固體物質(zhì)，如 鉀、鈉、碳化鈣、三異丁基鋁等與水接觸，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w與空氣或氧氣混合形成爆炸性混合物。
(4)、分解爆炸性氣體的爆炸
分解爆炸性氣體分解時(shí)產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的 熱量，當(dāng)物質(zhì)的分解熱為80kJ/mol以上時(shí)，在激發(fā)能源的作用下，火焰就能迅速地傳播開(kāi)來(lái)，其爆炸是相當(dāng)激烈的。在一定壓力下容易引起該種物質(zhì)的分解爆炸，當(dāng) 壓力降到某個(gè)數(shù)值時(shí)，火焰便不能傳播，這個(gè)壓力稱為分解爆炸的 臨界壓力。如乙炔分解爆炸的臨界壓力為0.137MPa，在此壓力下儲(chǔ)存裝瓶是安全的，但是若有強(qiáng)大的點(diǎn)火能源，即使在 常壓下也具有爆炸危險(xiǎn)。
爆炸性混合物與火源接觸，便有 自由基生成，成為鏈鎖反應(yīng)的作用中心，點(diǎn)火后，熱以及鏈鎖載體都向外傳播，促使鄰近一層的混合物起化學(xué)反應(yīng)，然后這一層又成為熱和鏈鎖載體源泉而引起另一層混合物的反應(yīng)。在距離火源0.5～1m處，火焰速度只有每秒若干米或者還要小一些，但以后即逐漸加速，到每秒數(shù)百米(爆炸)以至數(shù)千米(爆轟)，若火焰 擴(kuò)散的路程上有障礙物，則由于氣體溫度的上升及由此而引起的壓力急劇增加，可造成極大的破壞作用。
爆炸的條件
1)提供能量的可燃性物質(zhì)，即爆炸性物質(zhì)：能與氧氣(空氣)反應(yīng)的物質(zhì)，包括氣體、液體和固體。 氫氣，乙炔，甲烷等;液體： 酒精，汽油;固體：粉塵，纖維粉塵等。
2)輔助燃燒的助燃劑(氧化劑)如氧氣、空氣。
3)可燃物質(zhì)與助燃劑的均勻混合。
4)混合物放在相對(duì)封閉的空間(包圍體)。
5)有足夠能量的點(diǎn)燃源：包括明火、電氣火花、機(jī)械火花、靜電火花、高溫、 化學(xué)反應(yīng)、光能等。
發(fā)生爆炸怎么辦?
1.立即臥倒，趴在地面不要?jiǎng)?，或手抱頭部迅速蹲下，或借助其他物品掩護(hù)，迅速就近找掩蔽體掩護(hù)。
2.爆炸引起火災(zāi)，煙霧彌漫時(shí)，要作適當(dāng)防護(hù)，盡量不要吸入煙塵，防止灼傷呼吸道;盡可能將身體壓低，用手腳觸地爬到安全處。
3.立即打電話報(bào)警，如遇傷害，撥打救援電話求助或就近醫(yī)院救治。
4.盡力幫助傷者，將傷者送到安全地方，或幫助止血，等待救援機(jī)構(gòu)人員到場(chǎng)。
5.撤離現(xiàn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)盡量保持鎮(zhèn)靜，別亂跑，防止再度引起恐慌，增加傷亡。
爆炸的類型
1.物理爆炸
物理性爆炸是由物理變化(溫度、體積和壓力等因素)引起的，在爆炸的前后，爆炸物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)成分均不改變。
鍋爐的爆炸是典型的物理性爆炸，其原因是過(guò)熱的水迅速蒸發(fā)出大量蒸汽，使蒸汽壓力不斷提高，當(dāng)壓力超過(guò)鍋爐的極限強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆炸。又如，氧氣鋼瓶受熱升溫，引起氣體壓力增高，當(dāng)壓力超過(guò)鋼瓶的極限強(qiáng)度時(shí)即發(fā)生爆炸。發(fā)生物理性爆炸時(shí)，氣體或蒸汽等介質(zhì)潛藏的能量在瞬間釋放出來(lái)，會(huì)造成巨大的破壞和傷害。上述這些物理性爆炸是蒸汽和氣體膨脹力作用的瞬時(shí)表現(xiàn)，它們的破壞性取決于蒸汽或氣體的壓力。
2.化學(xué)爆炸
化學(xué)爆炸是由化學(xué)變化造成的。化學(xué)爆炸的物質(zhì)不論是可燃物質(zhì)與空氣的混合物，還是爆炸性物質(zhì)(如炸藥)，都是一種相對(duì)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，在外界一定強(qiáng)度的能量作用下，能產(chǎn)生劇烈的放熱反應(yīng)，產(chǎn)生高溫高壓和沖擊波，從而引起強(qiáng)烈的破壞作用。爆炸性物品的爆炸與氣體混合物的爆炸有下列異同。(1)、爆炸的反應(yīng)速度非常快。爆炸反應(yīng)一般在10-5～10-6S間完成，爆炸傳播速度(簡(jiǎn)稱爆速)一般在2000m/s～9000m/s之間。由于反應(yīng)速度極快，瞬間釋放出的能量來(lái)不及散失而高度集中，所以有極大的破壞作用。氣體混合物爆炸時(shí)的反應(yīng)速度比爆炸物品的爆炸速度要慢得多，數(shù)百分之一至數(shù)十秒內(nèi)完成，所以爆炸功率要小得多。
(2)、反應(yīng)放出大量的熱。爆炸時(shí)反應(yīng)熱一般為2900～6300kJ/kg，可產(chǎn)生2400～3400℃的高溫。氣態(tài)產(chǎn)物依靠反應(yīng)熱被加熱到數(shù)千度，壓力可達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)兆帕，能量最后轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，使周?chē)橘|(zhì)受到壓縮或破壞。氣體混合物爆炸后，也有大量熱量產(chǎn)生，但溫度很少超過(guò)1000℃。
(3)、反應(yīng)生成大量的氣體產(chǎn)物。1kg炸藥爆炸時(shí)能產(chǎn)生700～1000L氣體，由于反應(yīng)熱的作用，氣體急劇膨脹，但又處于壓縮狀態(tài)，數(shù)萬(wàn)個(gè)兆帕壓力形成強(qiáng)大的沖擊波使周?chē)橘|(zhì)受到嚴(yán)重破壞。氣體混合物爆炸雖然也放出氣體產(chǎn)物，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)氣體量要少，而且因爆炸速度較慢，壓力很少超過(guò)2MPa。
3.核爆炸
核爆炸是劇烈核反應(yīng)中能量迅速釋放的結(jié)果，可能是由核裂變、核聚變或者是這兩者的多級(jí)串聯(lián)組合所引發(fā)。
爆炸的評(píng)價(jià)指標(biāo)
閃 點(diǎn)
易燃、可燃液體(包括具有升華性的可燃固體)表面揮發(fā)的蒸氣與空氣形成的混合氣，當(dāng)火源接近時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間燃燒。這種現(xiàn)象稱為閃燃。引起閃燃的最低溫度 稱閃點(diǎn)。當(dāng)可燃液體溫度高于其閃點(diǎn)時(shí)則隨時(shí)都有被火焰點(diǎn)燃的危險(xiǎn)。就火災(zāi)和爆炸來(lái)說(shuō)，化學(xué)物質(zhì)的閃點(diǎn)越低，危險(xiǎn)性越大。
燃 點(diǎn)
可燃物質(zhì)在空氣充足的條件下，達(dá)到某一溫度與火焰接觸即行著火(出現(xiàn)火焰或灼熱發(fā)光)，并在移去火焰之后仍能繼續(xù)燃燒的最低溫度稱為該物質(zhì)的燃點(diǎn)或著火點(diǎn)。易燃液體的燃點(diǎn)，約高于其閃點(diǎn)1～5℃。
自燃點(diǎn)
指可燃物質(zhì)在沒(méi)有火焰、電火花等明火源的作用下，由于本身受空氣氧化而放出熱量，或受外界溫度、濕度影響使其溫度升高而引起燃燒的最低溫度稱為自燃點(diǎn)(或引燃溫度)。
自燃有兩種情況：
受熱自燃：易燃物質(zhì)在外部熱源作用下溫度升高，達(dá)到自燃點(diǎn)而自行燃燒。
自熱自燃：可燃物在無(wú)外部熱源影響下，其內(nèi)部發(fā)生物理的、化學(xué)的或生化過(guò)程而產(chǎn)生熱量，并經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間積累達(dá)到該物質(zhì)的自燃點(diǎn)而自行燃燒的現(xiàn)象。自熱自燃是化工產(chǎn)品貯存運(yùn)輸中較常見(jiàn)的現(xiàn)象，危害性極大。自燃點(diǎn)越低，自燃的危險(xiǎn)性越大
爆炸極限
可燃?xì)怏w、可燃液體蒸氣或可燃粉塵與空氣混合并達(dá)到一定濃度時(shí)，遇火源就會(huì)燃燒或爆炸。這個(gè)遇火源能夠發(fā)生燃燒或爆炸的濃度范圍，稱為爆炸極限。通常用可燃?xì)怏w在空氣中的體積百分比(%)表示。
可燃?xì)怏w、可燃液體蒸氣的爆炸極限分下限和上限，即在空氣中含量的最低濃度和最高濃度，爆炸極限又稱燃燒極限。濃度低于爆炸下限，遇到明火既不會(huì)燃燒， 也不會(huì)爆炸;高于爆炸上限，也不會(huì)爆炸，但是會(huì)燃燒;只有在下限和上限之間時(shí)才會(huì)發(fā)生爆炸。而可燃粉塵的爆炸上限很高，一般達(dá)不到，所以通常只標(biāo)明爆炸下 限，而且用克/米3來(lái)表示。當(dāng)濃度超過(guò)爆炸下限時(shí)，遇到明火即發(fā)生爆炸。爆炸極限范圍越寬，下限越低，爆炸危險(xiǎn)性也就越大。
最小點(diǎn)火能
最小點(diǎn)火能是指能引起爆炸性混合物燃燒爆炸時(shí)所需的最小能量。最小點(diǎn)火能數(shù)值愈小，說(shuō)明該物質(zhì)愈易被引燃。
爆炸壓力
可燃?xì)怏w、可燃液體蒸氣或可燃粉塵與空氣的混合物、爆炸物品在密閉容器中著火爆炸時(shí)所產(chǎn)生的壓力稱爆炸壓力。爆炸壓力的最大值稱最大爆炸壓力。
爆炸壓力通常是測(cè)量出來(lái)的，但也可以根據(jù)燃燒反應(yīng)方程式或氣體的內(nèi)能進(jìn)行計(jì)算，物質(zhì)不同，爆炸壓力也不同，即使是同一種物質(zhì)因周?chē)h(huán)境、原始?jí)毫Α囟鹊炔煌?，其爆炸壓力也不同?/p>
最大爆炸壓力愈高，最大爆炸壓力時(shí)間愈短，最大爆炸壓力上升速度愈高，說(shuō)明爆炸威力愈大，該混合物或化學(xué)品愈危險(xiǎn)。
火災(zāi)與爆炸都會(huì)帶來(lái)生產(chǎn)設(shè)施的重大破壞和人員傷亡，但兩者的發(fā)展過(guò)程顯著不同。 火災(zāi)是在起火后火場(chǎng)逐漸蔓延擴(kuò)大，隨著時(shí)間的延續(xù)，損失數(shù)量迅速增長(zhǎng)，損失大約與時(shí)間的平方成比例，如火災(zāi)時(shí)間延長(zhǎng)一倍，損失可能增加四倍。
爆炸則是猝不及防的?？赡軆H在一秒種內(nèi)爆炸過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，設(shè)備損壞、廠房倒塌、人員傷亡等巨大損失也將在瞬間發(fā)生。爆炸通常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、壓力上升、 真空和電離等現(xiàn)象，具有很大的破壞作用。它與爆炸物的數(shù)量和性質(zhì)、爆炸時(shí)的條件、以及爆炸位置等因素有關(guān)。
爆炸的破壞形式
1. 直接的破壞作用
機(jī)械設(shè)備、裝置、容器等爆炸后產(chǎn)生許多碎片，飛出后會(huì)在相當(dāng)大的范圍內(nèi)造成危害。一般碎片在100～500米內(nèi)飛散。
2.沖擊波的破壞作用
物質(zhì)爆炸時(shí)，產(chǎn)生的高溫高壓氣體以極高的速度膨脹，象活塞一樣擠壓周?chē)諝?，把爆炸反?yīng)釋放出的部分能量傳遞給壓縮的空氣層，空氣受沖擊而發(fā)生擾 動(dòng)，使其壓力、密度等產(chǎn)生突變，這種擾動(dòng)在空氣中傳播就稱為沖擊波。沖擊波的傳播速度極快，在傳播過(guò)程中，可以對(duì)周?chē)h(huán)境中的機(jī)械設(shè)備和建筑物產(chǎn)生破壞作 用和使人員傷亡。沖擊波還可以在它的作用區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生震蕩作用，使物體因震蕩而松散，甚至破壞。 沖擊波的破壞作用主要是由其波陣面上的超壓引起的。在爆炸中心附近，空氣沖擊波波陣面上的超壓可達(dá)幾個(gè)甚至十幾個(gè)大氣壓，在這樣高的超壓作用下，建筑物被 摧毀，機(jī)械設(shè)備、管道等也會(huì)受到嚴(yán)重破壞。 當(dāng)沖擊波大面積作用于建筑物時(shí)，波陣面超壓在20kPa～30kPa內(nèi)，就足以使大部分磚木結(jié)構(gòu)建筑物受到強(qiáng)烈破壞。超壓在100kPa以上時(shí)，除堅(jiān)固的 鋼筋混凝土建筑外，其余部分將全部破壞。
3.造成火災(zāi)
爆炸發(fā)生后，爆炸氣體產(chǎn)物的擴(kuò)散只發(fā)生在極其短促的瞬間內(nèi)，對(duì)一般可燃物來(lái)說(shuō)，不足以造成起火燃燒，而且沖擊波造成的爆炸風(fēng)還有滅火作用。但是爆炸 時(shí)產(chǎn)生的高溫高壓，建筑物內(nèi)遺留大量的熱或殘余火苗，會(huì)把從破壞的設(shè)備內(nèi)部不斷流出的可燃?xì)怏w、易燃或可燃液體的蒸氣點(diǎn)燃，也可能把其它易燃物點(diǎn)燃引起火 災(zāi)。 當(dāng)盛裝易燃物的容器、管道發(fā)生爆炸時(shí)，爆炸拋出的易燃物有可能引起大面積火災(zāi)，這種情況在油罐、液化氣瓶爆破后最易發(fā)生。正在運(yùn)行的燃燒設(shè)備或高溫的化工 設(shè)備被破壞，其灼熱的碎片可能飛出，點(diǎn)燃附近儲(chǔ)存的燃料或其它可燃物，引起火災(zāi)。
4.造成中毒和環(huán)境污染
在實(shí)際生產(chǎn)中，許多物質(zhì)不僅是可燃的，而且是有毒的，發(fā)生爆炸事故時(shí)，會(huì)使大量有害物質(zhì)外泄，造成人員中毒和環(huán)境污染。
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