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可燃物化学爆炸条件及防火防爆技术

时间:2023-10-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:具体分解过程如下所示:但当硝酸铵受到强起爆作用时就可以发生化学大爆炸,这是一个放热分解。炸药的爆炸具有爆炸的显著特征,这是由其反应的快速性所决定的。综上所述,放热性、快速性和生成气体产物是化学爆炸的三个必要条件。反应的放热性将爆炸物加热到高温,从而使化学反应速率大大地增加,即增大了反应的快速性。

可燃物化学爆炸条件及防火防爆技术

1.反应的放热性

反应的快速放热或吸热是爆炸物发生爆炸的必要条件。爆炸本身是能量急骤转化的过程,将化学能转化为热能,热能再转化为对周围介质所做的机械功。

例如硝酸铵受低温加热作用时分解缓慢,这是一个吸热分解。具体分解过程如下所示:

但当硝酸铵受到强起爆作用时就可以发生化学大爆炸,这是一个放热分解。

由此可见,即使同一个物质,反应条件不同其反应结果也不同,其反应是否具有爆炸性决定于反应过程是否能放出热量,只有放热反应才可能具有爆炸性。

2.反应的快速性

爆炸的第二个必要条件是反应的快速性,它是区别于一般化学反应过程的最重要的标志。炸药的爆炸具有爆炸的显著特征,这是由其反应的快速性所决定的。

如1 kg汽油发动机燃烧需要5~6min;而1 kg TNT爆炸所放出的热仅为4 222 kJ,但它形成爆炸反应的时间只需百分之几秒至百万分之几秒,所以在爆炸完成的瞬间,气体尚未来得及膨胀就被反应热加热到2000~3000℃,气体来不及膨胀就被加热到很高的温度,具有很高的压力,高温高压的气体骤然膨胀就形成了爆炸。(www.xing528.com)

3.生成气体产物

爆炸物的化学反应产生了大量的气体,由于气体的可压缩性很大,膨胀系数也很大,而爆炸对周围介质的做功就是通过高温高压的气体迅速膨胀实现的。因此在反应过程中,生成大量气体也是爆炸的一个重要因素。

如1 kg TNT能生成1180L气态产物,体积膨胀1 000余倍。由于反应过程的放热性,造成气体产物瞬间被强烈压缩在近似原有体积内,形成高温、高压(数十万个大气压)气体对外界进行膨胀做功。

如果反应产物不是气体,而是固体或液体,那么,即使是放热反应,也不会形成爆炸现象。例如铝热剂的反应:

反应放出的热可使生成物加热到3 000℃左右,但由于生成物在3 000℃时仍处于液态,没有大量气体生成,因而不是爆炸反应。

综上所述,放热性、快速性和生成气体产物是化学爆炸的三个必要条件。放热给爆炸提供了能源,而快速性则是使有限能量集中在较小容积内产生大功率的必要条件。反应的放热性将爆炸物加热到高温,从而使化学反应速率大大地增加,即增大了反应的快速性。此外,由于放热可以将产物加热到很高的温度,这就使更多的产物处于气体状态。

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