一、燃燒與爆炸

1、一、燃燒與爆炸造成爆炸的原因是由于可燃性物質(zhì)的快速氧化反應(yīng)，而產(chǎn)生大量的熱量，在很短時(shí)間內(nèi)是反應(yīng)產(chǎn)生的熱量無(wú)法冷卻而散失，而造成溫度升高，反過(guò)來(lái)又促使反應(yīng)急劇加快，以致最后導(dǎo)致爆炸。爆炸要滿(mǎn)足三個(gè)條件才能產(chǎn)生：1、要有爆炸性物質(zhì)。爆炸性物質(zhì)根據(jù)其不同的物理性質(zhì)分成(a) 爆炸性氣體或蒸汽i類(lèi)甲烷、ii類(lèi)(b) 爆炸性粉塵iii類(lèi)2、要求有氧化劑，一般為空氣中的氧氣。3、足夠能量的點(diǎn)燃源，能引起爆炸的火花電弧、高溫、靜電放電等都為點(diǎn)燃源。爆炸性物質(zhì)和氧氣混合在一起，形成爆炸性混合物，在一定濃度范圍內(nèi)才能引起爆炸，超出一定的濃度范圍，一般就很難引起爆炸，在濃度的上、下限之處就會(huì)因爆炸性物質(zhì)的量不足

2、或氧化劑量不足，即而使爆炸不出現(xiàn)，有些防爆電氣設(shè)備就是通過(guò)限制爆炸性混合物來(lái)實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)燃源是爆炸重要條件，因而，也有些防爆電氣設(shè)備是通過(guò)采取抑制點(diǎn)燃源的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)防爆。二、爆炸混合物1、根據(jù)目前劃分方法分成3類(lèi)甲烷i類(lèi)其他ii類(lèi) 爆炸性氣體或蒸汽粉塵：iii類(lèi)粉塵性防爆設(shè)備較少，常易于被忽略，gb3836標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)爆炸性氣體混合物或蒸汽，但粉塵爆炸涉及面也很廣，如糧食、木材或水、亞麻纖維等場(chǎng)所，而能量大，產(chǎn)生的破壞作用更為巨大。根據(jù)粉塵爆炸產(chǎn)生的條件，粉塵防爆電氣設(shè)備大致有這么2大類(lèi)：(1)本質(zhì)安全型，就是該電氣設(shè)備的能量完全在安全水平以?xún)?nèi)，即低于粉塵的最小點(diǎn)燃能量，從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的粉塵防爆

3、性能。(2)采取隔離措施，將可燃性粉塵混合物與電氣設(shè)備的可能點(diǎn)燃源隔開(kāi)，并且從提高安全性出發(fā)應(yīng)盡可能降低或防止點(diǎn)燃源的發(fā)生。塵密外殼dt dust-fisht ip6x具有6級(jí)防外物能力，阻止所有可見(jiàn)顆粒進(jìn)入。塵防外殼dp：dust-poofeet ip5x具有5級(jí)防外物能力，不能完全阻止粉塵進(jìn)入，但可以保證進(jìn)入量不會(huì)影響設(shè)備的安全性。gb3836系列標(biāo)準(zhǔn)，主要涉及的是爆炸性氣體混合物或蒸汽，有關(guān)粉塵防爆主要參見(jiàn)gb12476.1-90。三、防爆機(jī)理及防爆類(lèi)型所有防爆機(jī)理都源自于抑制爆炸產(chǎn)生的因素，即限制產(chǎn)生爆炸的條件，無(wú)論對(duì)爆炸性混合物還是對(duì)點(diǎn)燃源，或者是采用隔離措施，限制爆炸產(chǎn)生的可能性。

4、現(xiàn)有的幾種防爆型式，如增安型、本質(zhì)安全型、正壓外殼型、充砂型、油浸型、澆封型以及防爆特殊型，除隔爆型外，其它類(lèi)型的電氣設(shè)備都運(yùn)行過(guò)程中是不會(huì)產(chǎn)生火花的，而只有隔爆型電氣設(shè)備在使用過(guò)程中是有可能產(chǎn)生電弧和火花（產(chǎn)生爆炸），其隔爆外殼將爆炸限制在隔爆外殼內(nèi)。按目前防爆電氣設(shè)備的基本原理，大體上可分為：(1) 限制點(diǎn)燃能量防爆原理。(2) 阻止點(diǎn)火源與爆炸性混合物相接觸。(3) 特定條件下，提高電氣安全措施防爆原理。(4) 間隙防爆機(jī)理。前三項(xiàng)所采取的就是對(duì)形成爆炸的3個(gè)條件進(jìn)行限制，間隙隔爆機(jī)理。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究證明，在火焰穿過(guò)一定長(zhǎng)度的金屬縫隙時(shí)，當(dāng)縫隙系列一定程度時(shí)，可以使容量?jī)?nèi)的爆炸氣體性

5、混合物爆炸時(shí)，不會(huì)引起容器外面同樣濃度的爆炸性混合物爆炸，其主要原因是金屬間隙能阻止爆炸火焰的傳播和冷卻作用，從而起到隔爆作用，縫隙長(zhǎng)而窄時(shí)，殼內(nèi)爆炸火焰及灼熱物質(zhì)將不能通過(guò)間隙傳至殼外而引燃?xì)ね獗ㄐ曰旌衔?，由于不同的氣體混合物有不同的性質(zhì)，其反應(yīng)的劇烈程序或特性也各不同，因而有不同最大試驗(yàn)安全間隙，所謂最大試驗(yàn)安全間隙是指最大試驗(yàn)安全間隙，所謂最大試驗(yàn)安全間隙是指最大不傳播間隙，在ii級(jí)爆炸性氣體混合物中，根據(jù)不同的最大試驗(yàn)安全間隙，分成iia、iib、iic 3個(gè)防爆級(jí)別，加上煤礦i類(lèi)、共為4個(gè)級(jí)別。(1)限制點(diǎn)燃能量的防爆原理通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的元器件采限一些特別的選擇要求以外，使其產(chǎn)生的

6、故障短路能量不足以引燃爆炸性氣體混合物，從而實(shí)現(xiàn)防爆。四、關(guān)于爆炸壓力1、爆炸性混合物在爆炸時(shí)是一個(gè)熾熱的放熱反應(yīng)，例如瓦斯在常溫、常壓下，爆炸時(shí)產(chǎn)生的溫度可達(dá)21502650，由于高溫產(chǎn)生高壓，根據(jù)波義耳馬略特定律，可以計(jì)算出，爆炸壓力可達(dá)8.4kg/cm2，波義耳馬略特定律：273+tbpb=p0 （21502650）273+t0 1850273+1850=1 =7.4大氣壓273+15但在實(shí)際試驗(yàn)測(cè)得的是一般7.4大氣壓，這是由于試驗(yàn)容器壁的吸熱和散熱消耗了部分的熱量，對(duì)這一點(diǎn)可以從下列試驗(yàn)結(jié)果看出。在相同容積而不同形狀的容器試驗(yàn)的數(shù)據(jù)外殼形狀球形正方形圓柱體長(zhǎng)方體壓力（公斤/厘米2）7

7、.36.25.65.2注：容器的容積一般對(duì)爆炸壓力的影響是不太大的對(duì)密閉容器來(lái)說(shuō)，在0.564升的外殼中，爆炸壓力差僅僅是0.1公斤/厘米2，只是在小于0.5升時(shí)，就出現(xiàn)隨容積減少而降低，至0.01升時(shí)，其壓力是4公斤/厘米2左右。2、這是在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)狀況下爆炸性氣體爆炸時(shí)產(chǎn)生壓力的情況，但我們通常的電氣產(chǎn)品外殼只有結(jié)合面間隙的，而且壓力情況下外殼會(huì)發(fā)生變開(kāi)形。因此，在這種狀況下的爆炸時(shí)產(chǎn)生的壓力情況是與標(biāo)準(zhǔn)狀況下不相同的。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)際測(cè)壓結(jié)果一般在4公斤/平方厘米左右。低的只有2公斤/平方厘米，實(shí)際產(chǎn)品外殼內(nèi)爆炸壓力的大小影響的因素就比較多了，例如，影響較大的泄壓比，即容積與各結(jié)合面間隙

8、的斷面面積，以及爆炸性混合物種類(lèi)和濃度等都有關(guān)系，因此，國(guó)際電工委員會(huì)即iec推薦的防爆標(biāo)準(zhǔn)是以實(shí)測(cè)為依據(jù)，我國(guó)修訂的規(guī)程也采納了這意見(jiàn)。3、關(guān)于壓力重疊現(xiàn)象壓力重疊現(xiàn)象是復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，要詳細(xì)的從物理變和化學(xué)反應(yīng)上來(lái)說(shuō)明，是比較因難的，因?yàn)楫a(chǎn)生壓力重疊現(xiàn)象與許多因素有關(guān)，諸如，兩空腔比的大小，外殼形狀，外殼內(nèi)另件的布置，聯(lián)通孔面積大小以及爆炸混合物的爆炸壓力的大小，壓力波與火焰?zhèn)鞅俣鹊拇笮〉鹊纫蛩赜嘘P(guān)。但可以說(shuō)明產(chǎn)生壓力重疊現(xiàn)象的基本情況，以圖例說(shuō)明如下：a室容積遠(yuǎn)大于b室，a、b二室充以爆炸性混合物，a室點(diǎn)燃爆炸后，由于壓力波的傳播速度快（按正聲速約330米/秒，而火焰?zhèn)鞑ニ俣葹槊棵?/p>

9、幾米至幾十米，甲烷6%，5米/秒，乙稀為15米/秒（8%），因此壓力波首先傳至b室，便b室的爆炸性混合物預(yù)壓，然后火焰?zhèn)髦羈室，引爆b室，已預(yù)壓的爆炸性混合物，便b室產(chǎn)生較多的爆炸壓力。這就是壓力重疊現(xiàn)象。在單個(gè)腔中由于元件布置也有可能產(chǎn)生壓力重疊現(xiàn)象，如我們碰到上海礦用電器廠(chǎng)的小斷面采煤機(jī)控制箱，就有壓力重疊現(xiàn)象，如無(wú)錫縣礦山電器廠(chǎng)生產(chǎn)的手持式電氣設(shè)備的綜合保護(hù)裝置也出現(xiàn)此現(xiàn)象，試驗(yàn)37次再通過(guò)，開(kāi)始幾次內(nèi)部的元件如接觸器等都炸破了。在設(shè)計(jì)、制造防爆電氣設(shè)備時(shí)，通常還必須對(duì)產(chǎn)品所使用的危險(xiǎn)場(chǎng)所有所了解，以便使這些設(shè)備能適用于相應(yīng)的危險(xiǎn)區(qū)域。1、 煤礦井下工作環(huán)境條件(a)有瓦斯和煤塵，瓦斯主要成份是甲烷。(b)煤礦井下巷道狹小，地面高低