物质的爆炸极限是怎么计算出来的?

Question

物质的爆炸极限是怎么计算出来的?

Answer 1

　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 0.55——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20.9%计,c0可用下式确定
　　c0=20.9/（0.209+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=0.55×20.9/（0.209+2）=5.2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：
　　2.1 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.
　　2.2 查特里公式
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=5.0%）、乙烷15%（L下=3.22%）、丙烷4%（L下=2.37%）、丁烷1%（L下=1.86%）求爆炸下限.
　　Lm=100/（80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86）=4.369
　　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.