一篇图文让你轻松学懂消防基础知识之爆炸

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前面咱们讲了燃烧,讲了火灾,现在就最后的爆炸啦 


一、爆炸的定义


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相比起燃烧,爆炸要剧烈得多。一般燃烧烧完是这样的

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炸药爆炸炸完是这样的

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二、爆炸的分类

爆炸也不同的爆法,按物质产生爆炸的原因和性质不同分为三类:物理,化学,核爆炸。


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看下一个这个黑白的图,这个就是核爆炸,是不是很吓人。

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核爆炸就是指那些原子弹,氢弹中子弹,这个我们消防管不了,所以呢,不是我们学习范围,教材上仅仅用两句话来介绍。


我们消防中主要学习的就是物理爆炸和化学爆炸。物理爆炸

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这个图,就是个高压锅,压力很大的情况下,就轰的一下炸飞了。


化学爆炸,就是两个物质一接触,瞬间就产生了反应,马上就有这个果了。化学爆炸又分为炸药爆炸,可燃气体爆炸,可燃粉尘爆炸。

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这是三种爆炸的分类总结,我们一个个的来看。


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(一)物理爆炸

首先来看物理爆炸,物质因为形态或者是压力发生突变而形成的爆炸。


它的特点就是爆炸前后物质的化学成分均不改变。有哪些是物理爆炸呢?


比如:蒸汽锅炉中的水变成水蒸汽,它的体积就膨胀了,容器的压力就急剧增加,憋爆炸了;

还有装液化气的钢瓶,当他受热,温度升高的时候,瓶内压力增大也容易引发爆炸。


物理爆炸本身没有燃烧的过程,但是,他也是有破坏力的。它产生的冲击力可以直接或者间接的造成火灾。


(二)化学爆炸

化学爆炸是指由于物质在化学反应的过程中,释放出来热量,或者压力增加,或者两者同时增加导致了爆炸。


化学爆炸是发生化学反应,所以它的物质会发生根本的变化。这跟我们刚才说的物理爆炸是正好相反的。化学爆炸的爆炸速度非常快,能产生大量的热能和很大的气体压力。


化学爆炸又分为:炸药爆炸,可燃气体爆炸和可燃粉尘爆炸;这三种爆炸都会有燃烧现象,所以化学爆炸是可以直接造成火灾的。


其实炸药不属于咱们消防工程师研究的重点,咱们了解一下炸药爆炸的破坏作用就可以了。


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1.炸药爆炸

炸药爆炸是在几种化学爆炸中威力最大的。


比如说我们熟悉的TNT炸药,它的化学反应速度极快,有多快呢?整个爆炸过程,可以在万分之一秒甚至更短的时间内完成。


在这么短的时间里完成了化学反应,就会产生出大量的热,温度会升到几千度并且产生高压


在这种高温高压高能量的状态下,爆炸的产物会对周围的物体产生直接的冲击作用,而外围的空气则会形成冲击波,别看这是气体冲击波,那威力可不小,爆炸时候最主要的破坏都是它搞出来的。


除此以外,爆炸产生的外壳碎片、物体碎片到处炸飞,也有很强的杀伤作用


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2.可燃气体爆炸

气体爆炸分为混合气体爆炸和气体单分解爆炸。


(1)混合气体:比如说谁谁天然气泄漏了,跟空气混合在了一起。当我们回到家里拉开电灯开关的时候,产生了电弧电火花,就引起了爆炸。这个就是混合气体爆炸。气体和空气,提前就混合在一起了。


(2)气体单分解爆炸。指物质自己能够发生分解反应,然后生成了另外的物质,同时能发出大量的热,使这个气态物膨胀引起爆炸。比如说乙炔,他自己就非常容易进行分解,引起爆炸。


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3.可燃粉尘爆炸

粉尘爆炸是使悬浮于空气中的可燃粉尘,在触及明火或电火花等电源的时候,发生的爆炸现象。


粉尘爆炸危险性比炸药爆炸略小一些。大家注意这个粉尘它是固体物质,虽然它漂浮着看起来有点像烟气,但其实他是固体小颗粒。


我们看一下这个图

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假设你家正在抖了面口袋,然后旁边有火,可能会出现这种情况;


像下面这图指在一个相对密闭的一个小空间内充满了粉尘,然后也遇到这个火源的时候发生了爆炸;

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我们家用常见的这种杀虫剂喷雾状,喷出来以后遇到火源,他其实也是会整个爆起来的。

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关于粉尘爆炸,我们要了解它的条件、影响因素、过程、特点。也就是粉尘爆炸是怎么产生的,产生的整个过程是怎么样的,在这个过程里,它有什么表现。


(1)粉尘爆炸的条件

粉尘为什么会爆炸呢?它的爆炸,一定要具备三个的条件。我们来看一下是哪三个条件。


1.粉尘本身是可燃的,不燃的粉尘是不可能爆炸的。

有的粉尘即使可燃,也不一定可以爆炸,只有一部分可以。下面这里有一个表格,列举了常见的具有爆炸性的粉尘。同学们可以自己了解一下。


如果粉尘本身可燃,还具有爆炸性,一定就会爆炸吗?那也不一定,那还在一定的环境下,达到一定的量才行。所以第二个条件是:


2.粉尘必须要悬浮在空气中,并且浓度在一定的范围。

可燃的条件够了,但你像烂泥一样瘫在地上也不行,要想燃起来,得有足够的助燃物,所以要悬浮在空气中,跟空气充分地融合在一起;


而想要爆炸,那就要求它的浓度不能太多,也不能太少。太少了,不够力气爆;太多了,那空气就不够用了。


这个浓度得在合适的范围才行,这个范围,咱们称为爆炸极限,后面咱们会讲到这个知识点。


有足够多可以爆炸的粉尘了,也有空气了,那可以爆炸了吗?还差一点,是什么呀?对,是引火源,得有人点火。但是点火有要求,不是随便点个火就行,就能爆炸了。


3.有足够的能够引起粉尘爆炸的引火源。

粉尘是一种固体,它需要经过加热,然后熔融蒸发或者受热裂解,释放出可燃气体。在这里面啊,有好几个流程,每个流程都需要一些能量。


所以不是随便来一根火柴都能引起爆炸,有可能得几十盒火柴一起上。这就不像气体爆炸,气体爆炸需要的点火能量要小很多。


三个条件集齐了,就可以召唤真正的爆炸了。


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(2)影响粉尘爆炸的因素

书本里还提到影响粉尘爆炸的因素,其实刚才讲的粉尘的条件差不多一个意思,我们对应一下,看不是就是换了一个话来说同样的意思:


1:粉尘本身的物理化学性质。就是前面讲的粉尘得是可燃的,最好是能燃到爆的。


2:粉尘浓度。浓度太低,太高都炸不了。这是爆炸极限的问题。这里说的浓度越高,指的也是在爆炸极限内浓度相对较高,但是没有超出规定的范围。


3:环境条件。跟前面讲的,得在空气中一个意思。最好不要太多水分,潮湿的环境不利于爆炸。


4:可燃气体和惰性气体的含量。其实跟爆炸浓度差不多,也是个爆炸极限的问题。如果在粉尘中加入更多可燃气体,就能够为可燃粉尘提供更多着火能量。

降低了它的爆炸下限,粉尘会更容易爆炸;相反,加入惰性气体,会使氧气含量降低,粉尘就没那么容易爆炸了。


5.其他。包括引火源的强度,这个在前面条件中是不是也说了?除此以外,还有容器大小、结构等因素会影响粉尘的爆炸。


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(3)粉尘爆炸的过程

那么粉尘爆炸从头到尾是个什么样的过程呢?不同的粉尘,有不同的反应过程。

 

第1种是这样的。先放气,放出来的气自己先烧起来,再加热其他粉尘,循环传播,越爆越猛;


第2种是这些粉粉。不放气,自己就跟空气干起架来。这里的内容大家自己去看一下,不难理解。

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(4)粉尘爆炸的特点

1:和可燃气体相比,粉尘爆炸的压力上升较缓慢,这说明什么呢?粉尘虽然看起来很像气体飘浮在空中,但是跟真的气体还是不一样的。


粉尘是固体,还是要先分解,或者蒸发出气态物质,再去燃烧、爆炸。然后呢,这个过程再循环。跟气体不能比,他的速度就会慢一些。


2:为什么会发生二次三次爆炸,连锁爆炸呢?它是怎么连接起来的呢?


首先,我们在某一个局部的区域里面,达到条件,能够产生第1次的粉尘爆炸。爆炸他是有冲击波的,将附近的堆积在地上的粉尘,震起来,扬起来到空中,开始了新一轮的爆炸。


3:点火能大。因为它是固体,他要分解,消耗能量,所以引爆时间长,过程复杂。


刚才讲了化学爆炸的分类,我们再回过头想一想,到底是哪三种爆炸来着?


为了防止有的同学是金鱼的记忆五秒不到就忘了,送大家五个字,爆炸要起尘。这话是天然对吧,爆炸了肯定会起尘啊。


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注:爆炸要——炸药,起——可燃气体,可燃粉尘——尘


我们总说爆炸爆炸,那在什么浓度内会爆炸呢?就是我们说的爆炸极限了。


三、爆炸极限

看看爆炸极限的概念:一般认为是物质发生爆炸必须具备的浓度或温度范围,全称为爆炸浓度极限。

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这里主要就看“浓度”这两个字,说明了气体想要爆炸,浓度很重要。

 

爆炸范围的概念里,说到了最高,最低。什么意思呢?


我们来看这两张图。

第一张图

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可燃气体太少,不能引起爆炸;


再看看这张图

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这样浓到极致了吧?氧化剂就剩一点点了,可以爆炸吗?仍然是不行的,为什么呢?


因为我们知道这里的爆炸是化学爆炸,氧化剂的剂量太少的话,不够进行化学反应的,化学反应不能进行下去,当然不能爆炸了。


总而言之就是做人不能太极端,极端就火爆不起来,得在一个合适的范围里。有范围,就有上限和下限。想要爆炸,要达到的最低浓度就是爆炸下限。超过某个浓度不能爆炸了,我们就把这个最高浓度称为爆炸上限

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这个浓度怎么计量呢?一般气体和液体是用体积分数来表示;粉尘用单位体积的粉尘质量来表示,比如氢气,在空气中的爆炸极限是空气体积的4%-75%。


这个爆炸极限可以变化的,如果我们把一个事物放入纯氧中,那么它的爆炸范围会变大。像氢气在空气中的爆炸范围是4%~7%,现在变成了纯氧环境,就扩大到了4.7%~94%。


不仅仅是助燃物会影响气体爆炸范围,还有四个方面的条件会影响:


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 火源能量、初始压力、初温,都是你们的值越大,那我的爆炸极限范围越宽,意味着我越危险,越容易爆。


但是惰性气体相反,惰性气体含量越多,爆炸极限范围越窄,意味着我越安全,如果说惰性气体超过一定量以后,任何比例的混器都不会再爆炸了。这说明,它是一个和事老,用来阻止我爆炸的。


对于粉尘,大家注意一点,工业粉尘的爆炸上限值比较高,工业粉尘,一开始会飘在空气中,但是粉尘比较重嘛,不久就会掉到地上,所以一般达不到爆炸上限值。


因此粉尘的爆炸上限没有什么实用价值,我们只看它的爆炸下限。下限越低,就越容易爆炸。当然粉尘有多大的爆炸危险,也不是完全只看爆炸下限,还要考虑爆炸压力、悬浮状态下的粉尘自燃点这些因素。


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四、爆炸危险源

最后咱们说一下爆炸的危险源。也就是爆炸形成的各种原因。


(一)爆炸的直接成因

发生爆炸需要两个要素,爆炸介质和引爆能源。再来看有几种情况,容易引发爆炸。


这几个原因,大家了解一下就行,咱们用一句口诀简单记住它:物业设工人,遇灾害爆炸。

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(二)常见爆炸引火源

讲了这么多种类的爆炸,肯定是因为有引火源对吧。这些引火源分别有哪些呢?


机械火源:就是有机械运动;

热火源,就是到达一定的温度;

电火源,就是带电的;

化学火源,就是有化学反应的

这几个内容也简单,我们一句口诀可以记住:电话机热到爆。



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这里扩展的概念比较简单,大家看一下

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​(三)最小点火能

有了引火源,不一定能够形成爆炸,因为爆炸是一种大招,是需要能量来激发的,这个能量,叫最小点火能。我们的教材给出了一些例子,了解一下。

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好了,通过这几篇文章,我们把第一篇消防基础知识的原理和考点的记忆就全部讲解完了。


下一篇呢,我们就要把第一篇所有考点的记忆思路打个大礼包,重新跟大家梳理一遍,这个环节只讲记忆,不讲原理。


所以,快来关注啦,后续学习不迷路~

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