三、爆炸極限的計(jì)算
1、爆炸反應(yīng)當(dāng)量濃度的計(jì)算
爆炸氣體完全燃燒時(shí),其化學(xué)理論體積分?jǐn)?shù)可用來確定可燃物的爆炸下限,公式如下:
C =20.9/(0.209+nO)
爆炸下限(LEL)=0.55×C
爆炸上限(UEL)=4.8(C) ^0.5
C——爆炸性氣體完全燃燒時(shí)的化學(xué)計(jì)量濃度;
0.55——常數(shù);
20.9%——空氣中氧體積分?jǐn)?shù);
nO——可燃?xì)怏w完全燃燒時(shí)所需氧分子數(shù)。
例如:求丙烷的爆炸極限。
丙烷化學(xué)反應(yīng)式:
一分子丙烷+五分子氧氣→三分子二氧化碳+四分子水
丙烷(LEL)=0.55×C=2.21%
丙烷(UEL)=4.8(20.9/(0.209+5))^0.5=9.62%
2、由分子中所含碳原子數(shù)估算爆炸極限
爆炸下限(LEL)=1/(0.1347n+0.04343)
爆炸上限(UEL)=1/(0.01337n+0.05151)
n——分子中所含碳原子數(shù)
3、 兩種以上可燃?xì)怏w組成的混合體系爆炸極限的計(jì)算
3.1、萊夏特爾定律
對于兩種以上可燃?xì)怏w混合體系,已知每種可燃?xì)怏w的爆炸極限和所占空間體積分?jǐn)?shù),可根據(jù)萊夏特爾定律算出混合體系的爆炸極限。
?。ūㄏ孪蓿㎜EL=(P1+P2+P3)/(P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3)
(爆炸上限)UEL=(P1+P2+P3)/(P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3)
Pn——每種可燃?xì)庠诨旌衔镏械捏w積分?jǐn)?shù)
3.2、 理查特里公式
對于兩種以上可燃性混合體系可用理查特里公式,該式適用于各組分間不反應(yīng)、燃燒時(shí)無催化作用的可燃性混合體系。
EL=100/(V1/EL1+V2/EL2+……+Vn/ELn)
EL——混合體系爆炸極限;
ELn——混合體系中各組分的爆炸極限;
Vn——各組分在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)。
4、含惰性氣體的可燃性混合體系的爆炸極限
對于有惰性氣體混入的多元可燃性混合體系的爆炸極限,可用以下公式:
EL=ELr/(1-D+(ELr×D)/100)
EL——含惰性氣體的可燃性混合體系的爆炸極限;
ELr——可燃性混合體系中部分可燃物的爆炸極限;
D——為惰性氣體含量。
綜上所述,爆炸極限的確定對處置石油化工災(zāi)害事故具有一定的指導(dǎo)意義,但是,在實(shí)際工作中決不能把爆炸極限看作是物理常數(shù)。作為一個(gè)火場指揮員而言,要了解這一個(gè)數(shù)值的來源,并根據(jù)火場實(shí)際情況予以科學(xué)掌握靈活使用,特別是在處理特殊事故時(shí),比如熱表面積大、點(diǎn)火源溫度高與混合物的接觸時(shí)間長的情況下,就應(yīng)該充分考慮到其對爆炸極限的影響,如果一成不變,不采取特殊措施,就易引發(fā)事故,造成不必要的傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。