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　　一级消防工程师《技术实务》章节考点：爆炸的概念及分类

　　爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量的现象，通常伴有 发光和声响。火灾过程有时会发生爆炸，从而对火势的发展及人员安全产生重大影响，牒炸发 生后往往又易引发大面积火灾。

　　一、爆炸的定义

　　爆炸指在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化，通常伴有强烈放热、发光和声 响。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 为功能，有高压气体生成或释放出高压气体，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

　　爆炸有着不同的分类，按物质产生爆炸的原因和性质不同，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

　　物质因状态变化导致压力发生突变而形成的爆炸叫物理爆炸。物理爆炸的特点是爆炸前后 物质的化学成分均不改变。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。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

　　化学爆炸是指由于物质急剧氧化或分解产生温度、压力增加或两者同时增加而形成的爆 炸现象。化学爆炸前后，物质的化学成分和性质均发生了根本的变化。这种爆炸速度快，爆炸时产生大量热能和很大的气体压力，并发出巨大的声响。化学爆炸能直接造成火灾，具有很大 的火灾危险性。各种炸药的爆炸和气体、液体蒸气及粉尘与空气混合后形成的爆炸都属于化学 爆炸，特别是后一种爆炸，几乎存在于工业生产、交通运输、日常生活等各个领域，危害性很 大，应特别注意。

　　1.炸药爆炸

　　炸药是为了完成可控制爆炸而特别设计制造的物质，其分子中含有不稳定的基团，绝大多 数炸药本身含有氧，不需要外界提供氧就能爆炸，但炸药爆炸需要外界寻找火源引起。其爆炸一 旦失去控制，将会造成巨大灾难。

　　(1)炸药爆炸的特点。炸药爆炸与属于分散体系的气体或粉尘爆炸不同，它属于凝聚体系 爆炸。化学反应速度极快，可在万分之一秒甚至更短的时间内完成爆炸，能放出大量的热。爆 炸时的反应热达到数千到上万千焦，温度可达数千摄氏度并产生高压，能在瞬间由固体迅速转 变为大量的气体产物，使体积成百倍增加。

　　(2)炸药爆炸的破坏作用。炸药在空气中爆炸时，对周围介质的破坏作用主要有三种类 型:→是爆炸产物的直接作用，即指高温、高压、高能量密度产物的直接膨胀冲击作用，一般 爆炸产物只在爆炸中心的近距离内起作用;二是冲击波的作用，空气冲击破是一种具有巨大能 量的超声速压力波，是爆炸时起主要破坏作用的物质，离爆炸中心越近，破坏作用越强;三是 外壳破片的分散杀伤作用。

　　2. 可燃气体爆炸

　　可燃气体爆炸是指物质以气体、蒸气状态所发生的爆炸。气体爆炸由于受体积能量密 度的制约，造成大多数气态物质在爆炸时产生的爆炸压力分散在 5 - 10 倍于爆炸前的压力 范围内，爆炸威力相对较小。接爆炸原理，气体爆炸包括混合气体爆炸和气体单分解爆炸两 种。

　　(1)混合气体爆炸。混合气体爆炸是指可燃气(或液体蒸气)和助燃性气体的混合物在引 火源作用下发生的爆炸，较为常见。可燃气与空气组成的泪合气体遇火源能否发生爆炸，与混合气体中的可燃气浓度有关。可燃气与空气组成的混合气体遇火源能发生爆炸的浓度范围称为 爆炸极限(详见本章第二节)。

　　(2)气体单分解爆炸。气体单分解爆炸是指单一气体在一定压力作用下发生分解反应井产 生大量反应热，使气态物膨胀而引起的爆炸。气体单分解爆炸的发生需要满足一定的压力和分 解热的要求。能使单一气体发生爆炸的最低压力值称为临界压力。单分解爆炸气体物质压力高 于临界压力且分解热足够大时，才能维持热与火焰的迅速传播而造成爆炸。

　　3. 可燃粉尘爆炸

　　粉尘是指呈分散状态的固体物质。粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火 花等火惊时发生的爆炸现象。粉尘爆炸事故在近几年屡有发生，并造成严重后果。

　　(1)粉尘爆炸的过程。对一些在受热源作用下分解、熔融蒸发或升华而释放出可燃气体的 粉尘而言，如木粉、纸粉、棒脑粉、荼粉等，发生爆炸的过程可视为由以下三步发展形成:第 一-步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干情并产生出可燃气体;第二步是可燃气体与空气棍合 后被引火源引燃发生有焰燃烧，火焰从局部传播、扩散;第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热 传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热分解或干馆后使燃 烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。这种爆炸反应及爆炸火焰传播速度、爆炸波传播连度、爆炸压力等将持续加快和升 高，并呈跳跃式发展。 对于木炭、焦炭和一些金属粉尘，它们在接受引火源的热能后直接与空气中的氧气发生剧 烈氧化反应并着火，产生的反应热使火焰传播。在火焰传播过程中，炽热的粉尘或其氧化物加 热周围的粉尘和空气，使高温空气迅速膨胀，从而导致粉尘爆炸，但在整个爆炸中并不释放可 燃气体。

　　(2)粉尘爆炸的条件。可燃粉尘爆炸一般应具备兰个条件:一是粉尘本身是可燃的，可 燃粉尘包括有机粉尘和无机粉尘两大类，但并非所有的可燃粉尘都能发生爆炸，常见具有爆炸 性的粉尘见表 1-3-1; 二是粉尘必须悬浮在空气中，并且其浓度处于一定的范围(详见本章 第二节) ;兰是有足以引起粉尘爆炸的引火源，粉尘燃烧需要经过加热、熔融蒸发或者受热裂 解，放出可燃气体，因此需要较多的能量。一般来说，最小点火能(详见教材第三章第三节)大致是 10 - 100 MJ，比可燃气的最小点火自巨大 100 - 1000 倍。

　　(3)粉尘爆炸的特点。粉尘爆炸的特点主要有以下几点:

　　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，在连续化生产系统 中，二次爆炸甚至可能连续出现，形成连锁爆炸，有的能达到爆轰①的程度。

　　3)粉尘爆炸比气体爆炸所需的点火能大、号|爆时间长、过程复杂，所以，可以利用这→ 特点，通过仪器装置探测爆炸的前兆，及时采取措施有效遏制爆炸的发展。

　　(4)影响粉尘爆炸的因素。影响粉尘爆炸的因素主要有以下几方面:

　　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1昆合物中泪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。例如，原子弹、氢 弹、中子弹的爆炸都属于核爆炸。

　　注;①爆轰是以冲击波为特征，传播速度大于未反应物质中声速的化学反应。