爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一状态,并在瞬间放出大量能量,同时产生声响的现象。
一、爆炸的定义
由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象,称为爆炸。爆炸是由物理变化和化学变化引起的。在发生爆炸时,势能(化学能或机械能)突然转变为动能,有高压气体生成或者释放出高压气体,这些高压气体随之做机械功,如移动、改变或抛射周围的物体。一旦发生爆炸,将会对邻近的物体产生极大的破坏作用,这是由于构成爆炸体系的高压气体作用到周围物体上,使物体受力不平衡,从而遭到破坏。
二、爆炸的分类
通常将爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三种。其中物理爆炸和化学爆炸最为常见。
(一)物理爆炸
例如:蒸汽锅炉因水快速汽化,容器压力急剧增加,压力超过设备所能承受的强度而发生的爆炸;压缩气体或液化气钢瓶、油桶受热爆炸;等等。物理爆炸本身虽没有进行燃烧反应,但它产生的冲击力可直接或间接地造成火灾。
(二)化学爆炸
1.炸药爆炸
2.可燃气体爆炸
(1)混合气体爆炸。
(2)气体单分解爆炸。
3.可燃粉尘爆炸
(2)粉尘爆炸的条件。可燃粉尘爆炸一般应具备三个条件:一是粉尘本身是可燃的,但并非所有的可燃粉尘都能发生爆炸;二是粉尘必须悬浮在空气中,并且其浓度处于一定的范围;三是有足以引起粉尘爆炸的引火源。
(3)粉尘爆炸的特点。
1)与可燃气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升和下降速度都较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,爆炸的破坏性和对周围可燃物的烧毁程度较严重。而且,有的粉尘爆炸会随着爆炸的延续,反应速度和爆炸压力呈现跳跃式加快和升高,具有离起爆点越远破坏越严重的特点。
2)粉尘初始爆炸产生的气浪会使沉积粉尘扬起,在新的空间内形成爆炸性混合物,从而可能会发生二次爆炸。二次爆炸往往比初次爆炸压力更大,破坏更严重。
3)粉尘爆炸比气体爆炸所需的点火能大、引爆时间长、过程复杂。
(4)影响粉尘爆炸的因素。
1)粉尘本身的物理化学性质。各类可燃性粉尘因其燃烧热的高低、氧化速度的快慢、带电的难易度、含挥发物的多少等物理化学性质的不同而具有不同的燃烧爆炸特性。此外,粉尘颗粒的尺寸也是粉尘爆炸的重要影响因素,颗粒越细小,其比表面积越大,在空气中分散度越大且悬浮时间越长,吸附氧的活性越强,爆炸危险性越大。
2)粉尘浓度。可燃粉尘必须在其浓度处于爆炸极限范围内才能发生爆炸。在一定粒径条件下,粉尘浓度越高,其着火温度越低。
3)环境条件。环境中的水分会削弱粉尘的爆炸性能。水分含量越高,作用越强。环境的温度和压力升高时,粉尘爆炸的危害性也相应增加。
4)可燃气体和惰性气体的含量。当可燃粉尘和空气的混合物中混入一定量可燃气体时,粉尘的爆炸危险性会显著增大,这体现在最小点火能和爆炸下限降低,爆炸压力和升压速度升高。相反,当混合物中混入一定量的惰性气体时,会因粉尘环境氧含量的下降,缩小粉尘爆炸的浓度范围,降低爆炸的压力和升压速度。惰性气体的加入也会削弱可燃粉尘的爆炸性能。
5)其他。引火源强度或点火方式以及容器的大小、结构等因素,均会对粉尘爆炸产生一定影响。
(三)核爆炸
由于原子核裂变或聚变反应,释放出核能所形成的爆炸,称为核爆炸。如原子弹、氢弹、中子弹的爆炸都属核爆炸。
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