安全生产技术复习资料汇编12

五、建筑灭火器配置
(一)、建筑灭火器适用范围度危险场所划分
扑救A类火灾应选用水型、泡沫、磷酸铵盐干粉、卤代烷型灭火器。扑救B类火灾应选用干粉、泡沫、卤代烷、二氧化碳型灭火器。扑救极性溶剂B类火灾不得选用化学泡沫灭火器。扑救C类火灾应选用干粉、卤代烷、二氧化碳、干粉型灭火器。扑救A、B、C类和带电火灾应选用磷酸铵盐干粉、卤代烷型灭火器。扑救D类火灾的灭火器材应由设计部门和当地公安消防监督部门协商解决。危险场所分为严重危险级、中危险级、轻危险级。
(二)、建筑灭火器的配置基准与设置
   灭火器配置场所的火灾种类；灭火有效程度；对保护物品的污损程度；设置点的环境温度；使用灭火器人员的素质。
(三)、建筑灭火器的灭火级别与选择
   灭火器的灭火级别应由数字和字母组成，数字应表示灭火级别的大小，字母(A或B)、应表示灭火级别的单位及适用扑救火灾的种类。
(四)、建筑灭火器的使用与维护
   灭火器应设置在明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散。灭火器应设置稳固，其铭牌必须朝外。手提式灭火器宜设置在挂钩、托架上或灭火器箱内，其顶部离地面高度应小于1.50 m；底部离地面高度不宜小于0.15 m。灭火器不应设置在潮湿或强腐蚀性的地点，当必须设置时，应有相应的保护措施。设置在室外的灭火器，应有保护措施。灭火器不得设置在超出其使用温度外范围的地点。灭火器的使用温度范围应符合规范规定。
   在卤代烷灭火器定期维修、水压试验或作报废处理时，必须使用经国家认可的卤代烷回收卤代烷灭火剂。已配置在工业与民用建筑及人防工程内的所有卤代烷灭火器，除用于扑灭火灾外，不得随意向大气中排放。在非必要配置卤代烷灭火器的场所已配置的卤代烷灭火器，当其超过规定的使用年限或达不到产品质量标准要求时，应将其撤换，并应作报废处理。
六、初起火灾的扑救与人员疏散逃生
(一)、初起火灾扑救的方法和原则
发生火灾后，要及时使用本单位(地区)、的灭火器材、设备进行扑救。有手动灭火系统的应立即启动。
1．断绝可燃物
(1)、将燃烧点附近可能成为火势蔓延的可燃物移走。
(2)、关闭有关阀门，切断流向燃烧点的可燃气体和液体。
(3)、打开有关阀门，将已经燃烧的容器或受到火势威胁的容器中的可燃物料通过管道导至安全地带。
(4)、采用泥土、黄沙筑堤等方法，阻止流淌的可燃液体流向燃烧点。
2冷却
(1)、本单位(地区)、如有消防给水系统、消防车或泵，应使用这些设施灭火。
(2)、本单位如配有相应的灭火器，则使用这些灭火器灭火。
(3)、如缺乏消防器材设施，则应使用简单工具灭火，如水桶、面盆等。
3．窒息
(1)、使用泡沫灭火器喷射泡沫覆盖燃烧物表面。
(2)、利用容器、设备的顶盖盖没燃烧区。
(3)、油锅着火时，立即盖上锅盖。
(4)、利用毯子、棉被、麻袋等浸湿后覆盖在燃烧物表面。
(5)、用沙、土覆盖燃烧物。对忌水物质则必须采用燥沙、土扑救。
4．扑打
对小面积草地、灌木及其他固体可燃物燃烧，火势较小时，可用扫帚、树枝条、衣物扑打。
5．断电
(1)、如发生电气火灾，或者火势威胁到电气线路、电气设备，或电气影响灭火人员安全时，首先要切断电源。
(2)、如使用水、泡沫等灭火剂灭火，必须在切断电源以后进行。
6．阻止火势蔓延
(1)、对封闭条件较好的小面积室内着火，在未做好灭火准备前，先关闭门窗，以阻止新鲜空气进入。
(2)、与着火建筑相毗邻的房间，先关上相邻房门，可能条件下还应再向门上浇水。
7．防爆
(1)、将受到火势威胁的易燃易爆物质，压力容器、槽成等疏散到安全地区。
(2)、设备应立即停止向内传输物料，
(3)、停止对压力容器加温，打开冷却系统阀门，对压力容器设备进行冷却。
(4)、有手动放空泄压装置的，应立即打开有关阀门放空泄压。
(二)、火场人员疏散及逃生路线
1．尽量利用建筑物内的设施逃生
利用建筑物内已有的设施进行逃生，是争取逃生时间，提高逃生率的重要办法。
(1)、利用消防电梯进行疏散逃生，但着火时普通电梯千万不能乘坐。
(2)、利用室内的防烟楼梯、普通楼梯、封闭楼梯进行逃生。
(3)、利用建筑物的阳台、通廊、避难层、室内设置的缓降器、救生袋、安全绳等进行逃生
(4)、利用观光楼梯避难逃生。
(5)、利用墙边落水管进行逃生。
(6)、利用房间床单等物连接起来进行逃生。
2．不同部位、不同条件下人员的逃生方法
(1)、当某一楼层某一部位起火，且火势已经开始发展时，应注意听广播通知，广播会告诉着火的楼层，以及安全疏散的路线、方法等。不要一听有火警就惊慌失措盲目行动。
(2)、当房间内起火，且门已被火封锁，室内人员不能顺利疏散时，可另寻其他通道。如通过阳台或走廊转移到相邻未起火的房间，再利用这个房间通道疏散。
(3)、如果是晚上听到报警，首先应该用手背去接触房门，试一试房门是否已变热。如果是热的，门不能打开，否则烟和火就会冲进卧室；如果房门不热，火势可能还不大，通过正常的途径逃离房间是可能的。离开房间以后，一定要随手关好身后的门，以防火势蔓延。如在楼梯间或过道上遇到浓烟时要马上停下来，千万不要试图从烟火里冲出，也不要躲藏到顶楼或壁橱等地方，应选择别人易发现的地方，向消防队员求救。
(4)、当某一防火区着火，如楼房中的某一单元着火，楼层的大火已将楼梯间封住，致使着火层以上楼层的人员无法从楼梯间向下疏散时，被困人员可先疏散到屋顶，再从相邻未着火的楼梯间往地面疏散。
(5)、当着火层的走廊、楼梯被烟火封锁时，被困人员要尽量靠近当街窗口或阳台等容易被人看到的地方，向救援人员发出求救信号，如呼唤、向楼下抛掷一些小物品、用手电筒往下照等，以便让救援人员及时发现，采取救援措施。
(6)、在充满烟雾的房间和走廊内时，由于烟和热气上升的道理，在离地板近的地方，烟雾相对少一点，可少吸些烟。逃离时最好弯腰使头部尽量接近地板，必要时应匍匐前进。
(7)、如果处于楼层较低(三层以下)、的被困位置，当火势危及生命又无其他方法可自救时，可将室内席梦思、被子等软物抛到楼底，人从窗口跳至软物上逃生。
3．自救、互救逃生
(1)、利用各楼层的消防器材，如干粉、泡沫灭火器或水枪扑灭初期火灾是积极的逃生方法。
(2)、互相帮助，共同逃生，对老、弱、病、残、孕妇、儿童及不熟悉环境的人要引导疏散，帮助逃生。
(3)、自救逃生。发生火灾时，要积极行动，不能坐以待毙。要充分利用身边的各种利于逃生的东西，如把床单、窗帘、地毯等接成绳，进行滑绳自救，或用洗手间的水淋湿墙壁及用门阻止火势蔓延等。
4．火灾逃生时的注意事项
(1)、不能因为惊慌而忘记报警。进入高层建筑后应注意通道、警铃、灭火器位置，一旦火灾发生，要立即按警铃或打电话。延缓报警是很危险的。
(2)、不能一见低层起火就往下跑。低楼层发生火灾后，如果上层的人都往下跑，反而会给救援增加困难。正确的做法是应更上一层楼。
(3)、不能因清理行李和贵重物品而延误时间。起火后，如果发现通道被阻，则应关好房门，打开窗户，设法逃生。
(4)、不能盲目从窗口往下跳。当被大火困在房内无法脱身时，要用湿毛巾捂住鼻子，阻挡烟气侵袭，耐心等待救援，并想方设法报警呼救。
(5)、不能乘普通电梯逃生。高楼起火后容易断电，这时候乘普通电梯就有“卡壳”的可能，使疏散失败。
(6)、不能在浓烟弥漫时直立行走。大火伴着浓烟腾起后，应在地上爬行，避免呛烟和中毒。
【例题】：以下灭火方法使用窒息原理的是＿＿＿ 。
A使用泡沫灭火器喷射泡沫覆盖燃烧物表面
B关闭有关阀门，切断流向燃烧点的可燃气体和液体  
C.利用毯子、棉被、麻袋等浸湿后覆盖在燃烧物表面       
D油锅着火时，立即盖上锅盖
E用沙、土覆盖燃烧物 【答案】： ACDE
第二节   爆炸基本概念    
一、爆炸的概念(一)、爆炸的机理及其分类
在自然界中存在各种爆炸现象。广义地讲，爆炸是物质系统的一种极为迅速的物理的或化学的能量释放或转化过程，是系统蕴藏的或瞬间形成的大量能量在有限的体积和极短的时间内，骤然释放或转化的现象。在这种释放和转化的过程中，系统的能量将转化为机械功以及光和热的辐射等。
爆炸可以由不同的原因引起，但不管是何种原因引起的爆炸，归根结底必须有一定的能源。按照能量的来源，爆炸可以分为三类，即物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。
(1)、物理爆炸。物理爆炸是由系统释放物理能引起的爆炸。例如，高压蒸汽锅炉当过热蒸汽压力超过锅炉能承受的程度时，锅炉破裂，高压蒸汽骤然释放出来，形成爆炸；陨石落地、高速弹丸对目标的撞击等物体高速碰撞时，物体高速运动产生的功能，在碰撞点的局部区域内迅速转化为热能，使受碰撞部位的压力和温度急剧升高，并在碰撞部位材料发生急剧变形，伴随巨大响声，形成爆炸现象；自然界中的雷电也属于物理爆炸，它是由带有不同电荷的云块间发生强烈的放电现象，使能量在10-6～10-7s内释放出来，放电区达到极大的能量密度和高温，导致放电区空气压力急剧升高并迅速膨胀，对周围空气产生强烈扰动，从而形成闪电雷鸣般的爆炸现象；高压电流通过细金属丝时，温度可达到2×104℃，使金属丝瞬间化为气态而引起爆炸现象；此外，地震和火山爆发等现象也能属于物理爆炸。总之，物理爆炸是机械能或电能的释放和转化过程，参与爆炸的物质只是发生物理状态或压力的变化，其性质和化学成分不发生改变。
(2)、化学爆炸。化学爆炸是由于物质的化学变化引起的爆炸，如炸药爆炸，可燃气体(甲烷、乙炔等)、爆炸。悬浮于空气中的粉尘(煤粉、面粉等)、以一定的比例与空气混合时，在一定的条件下所产生的爆炸也属于化学爆炸。化学爆炸是通过化学反应，将物质内潜在的化学能，在极短的时间内释放出来，使其化学反应产物处于高温、高压状态的结果。一般气体爆炸和粉尘爆炸的压力可以达到2×106Pa，高能炸药爆炸时的爆轰压可达2×1010Pa以上，二者爆炸时产物的温度均可达到3×103~5×103K，因而使爆炸产物急剧向周围膨胀，产生强冲击波，造成对周围介质的破坏。化学爆炸时，参与爆炸的物质在瞬间发生分解或化合，变成新的爆炸产物。
(3)、核爆炸。核爆炸是核裂变(如原子弹是用铀235、钚239裂变)、、核聚变(如氢弹是用氘、氚或锂核的聚变)、反应所释放出的巨大核能引起的。核爆炸反应释放的能量比炸药爆炸时放出的化学能大的多，核爆炸中心温度可达数107K，压力可达1015Pa以上，同时产生极强的冲击波、光辐射和粒子的贯穿辐射等，比炸药爆炸具有更大的破坏力。化学爆炸和核爆炸反应都是在微秒量级的时间内完成的。
综上所述，爆炸过程表现为两个阶段，在第一阶段中，物质的(或系统的)、潜在能以一定的方式转化为强烈的压缩能；第二阶段，压缩急剧膨胀，对外做功，从而引起周围介质的变形、移动和破坏。不管由何种能源引起的爆炸，它们都同时具备两个特征，即能源具有极大的能量密度和极大的能量释放速度。
按反应相态的不同爆炸可分为以下3类：
(1)、气相爆炸。它包括可燃性气体和助燃性气体混合物的爆炸；气体的分解爆炸；液体被喷成雾状物在剧烈燃烧时引起的爆炸等。
(2)、液相爆炸。它包括聚合爆炸、蒸汽爆炸以及不同液体混合所引起的爆炸。
(3)、固相爆炸。它包括爆炸性化合物和混合危险物质的爆炸。
    (二)、爆炸反应历程
爆炸性物质或混合物发生爆炸有热反应和链式反应两种不同的历程。按照链式反应理论，爆炸性混合物(如可燃性气体和氧气)、与火源接触后，活化分子就会吸收能量而离解为游离基，并与其他分子相互作用形成一系列的链式反应，释放燃烧热。链式反应有直链式反应和支链式反应两种。直链反应是指每一个游离基都进行自己的连锁反应，如氯和氢属于这一类反应。即氯分子在光的作用下被活化成两个氯的游离基，每一个氯的游离基都进行自己的连锁反应，而且每次反应只引出一个新的游离基，即：
Cl2+hv(光量子)、 = Cl·+ Cl·
Cl·+H2 = HCl + H·
H·+ Cl2 = HCl + Cl·
Cl·+ H2 = HCl + H·
H+ Cl2 = HCl + Cl·
    依此类推
Cl·+Cl·= Cl2
H·+H·= H2
支链反应是指在反应中一个游离基能生成一个以上的新的游离基，如氢和氧的连锁反应属于此类反应，其反应历程为：
    I                   H2+ O2 = 2 OH·
   Ⅱ                  OH·+H2 = H2O +H·
    Ⅲ                  H·+ O2 = OH+O·
    Ⅳ                   O·+H2= OH·+H·
链式反应历程大致分为3个阶段：
(1)、链引发，游离基生成。
(2)、链传递，游离基作用于其他参与反应的化合物，产生新的游离基。
(3)、链终止，即游离基的消耗，使连锁反应终止。
链式反应速度可用下式表示：
                     F(c)、
         v =——————————                 (2—1)、
                f s + f c + A (1- a)、
式中F(c)、——反应物浓度函数；
         f s——链在器壁上销毁因数；
         f c——链在气相上销毁因数；
         A——与反应物浓度有关的函数；
         a ——链的分支数，在直链反应中n=l，支链反应中n>1。
热反应历程是指危险物受热发生化学反应，反应在某一定空间内进行时，如果散热不良会使反应温度不断提高，温度的提高又会使反应速度加快，使得热大于失热，导致爆炸发生。
至于什么情况下发生热反应，什么情况下发生链式反应，需根据具体情况而定，甚至同一爆炸性混合物在不同条件下有时也会有所不同。图2 3所示为氢和氧按完全反应的浓度(2H2+O2)、组成的混合气发生爆炸的温度和压力区间。从图中可以看出，当压力很低且温度不高时(如在温度500℃和压力不超过200 Pa时)、，由于游离基很容易扩散到器壁上销毁，此时连锁中断速度超过支链产生速度，因而反应进行较慢，混合物不会发生爆炸；当温度为500℃，压力升高到200Pa和6666 Pa之间时(如图中的a和b点之间)、，由于产生支链速度大于销毁速度，链反应很猛烈，就会发生爆炸；当压力继续提高，超过b点(大于6666 Pa)、以后，由于混合物内分子的浓度增高，容易发生链中断反应，致使游离基销毁速度又超过链产生速度，链反应速度趋于缓和，混合物又不会发生爆炸了。
图2—3中a和b点时的压力，即200Pa和6666 Pa，分别是混合物在低限和爆炸高限。随着温度增加，爆炸极限会变宽。这是由于链反应需要有链分支反应速度随温度升高而增加，而链终止的反应却随温度的升高而降低，故升高温度对产生链反应有利，结果使爆炸极限变宽，在图上呈现半岛形，当压力再升高超过c点(大于666610 Pa)、时，开始出现下列反应：
H·+ O2——HO2·
  HO2·+ H2——H·+ H2O2
HO2·+ H2O——OH·+ H2O2
产生游离基H·和OH·这两个反应是放热的，结果使反应释放出的热量超过从器壁散失的热量，从而使混合物的温度升高，进一步加快反应，促使释放出更多的热量，导致热爆炸的发生。
 【例题】：悬浮于空气中的粉尘(煤粉、面粉等)、以一定的比例与空气混合时，在一定的条件下所产生的爆炸，属于＿＿＿。
A物理爆炸    B化学爆炸。    C. 碰撞爆炸     D 机械爆炸
【答案】： B
二、爆炸极限
(一)、爆炸极限的基本理论及其影响因素
 爆炸极限是表征可燃气体和可燃粉尘危险性的主要示性数。当可燃性气体、蒸气或可燃粉尘与空气(或氧)、在一定浓度范围内均匀混合，遇到火源发生爆炸的浓度范围称为爆炸浓度极限，简称爆炸极限。
将这一浓度范围的混合气体(或粉尘)、称作爆炸性混合气体(或粉尘)、。可燃性气体、蒸气的爆炸极限一般用可燃气体或蒸气在混合气体中的所占体积分数来表示；可燃粉尘的爆炸极限是以在混合物中的质量浓度(g／m3)、来表示。
可燃性气体的体积分数及质量浓度比在20℃时的换算公式如下：
              L     1000M      273                M
     Y =  ——×————×———— = L×——     （2—2）
           100     22.4      273+20           2.4
式中L——体积分数，
        Y——质量浓度，g／m3。
        M——可燃性气体或蒸气的相对分子质量；
       22.4——标准状态下(0℃，l atm)、 l mol物质气化时的体积。 
把能够爆炸的最低浓度称作爆炸下限；能发生爆炸的最高浓度称作爆炸上限。用爆炸上限与下限浓度之差与爆炸下限浓度之比值表示其危险度H，即：
H = (L上—L下)、/ L下    或   H = (Y上—Y下)、/ Y下     (2—3)、
H值越大，表示可燃性混合物的爆炸极限范围越宽，其爆炸危险性越大。
可燃性气体、蒸气或粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源(明火或温度)、，火焰瞬间传播于整个混合气体(或混合粉尘)、空间化学反应速度极快，同时释放大量的热，生成很多气体，气体受热膨胀，形成很高的温度和很大的压力，具有很强的破坏力。
可燃性气体、蒸气或粉尘爆炸极限的概念可以用热爆炸理论来解释。当可燃性气体、蒸气或粉尘的浓度小于爆炸下限时，由于在混合物中含有过量的空气，过量空气的冷却作用及可燃物浓度的不足，导致系统得热小于失热，反应不能延续下去；同样，当可燃性气体(或粉尘)、的浓度大于爆炸上限时，则会有过量的可燃物，过量的可燃物不仅因缺氧而不能参与反应、放出热量，反而起冷却作用，阻止了火焰的蔓延。当然，也还有爆炸上限达100％的可燃气体和蒸气(如环氧乙烷、硝化甘油等)、，可燃性粉尘(如火炸药粉尘)、。这类物质在分解时会自身供氧，使反应持续进行下去。随着气体压力和温度的升高，越容易引起分解爆炸。
    爆炸极限值不是一个物理常数，它是随实验条件的变化而变化，在判断某工艺条件下的爆炸危险性时，需根据危险物品所处的条件来考虑其爆炸极限，如在火药、起爆药、炸药烘干工房内可燃蒸气的爆炸极限与其他工房在正常温度下的极限是不一样的，在受压容器和在正常压力下的爆炸极限亦有所不同；其他因素如点火源的能量，容器的形状、大小，火焰的传播方向，惰性气体与杂质的含量等均对爆炸极限有影响。
1．温度的影响
混合爆炸气体的初始温度越高，爆炸极限范围越宽，则爆炸下限降低，上限增高，爆炸危险性增加。这是因为在温度增高的情况下，活化分子增加，分子和原子的动能也增加，使活化分子具有更大的冲击能量，爆炸反应容易进行，使原来含有过量空气(低于爆炸下限)、或可燃物(高于爆炸上限)、而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成可以使火焰蔓延的浓度，从而扩大了爆炸极限范围。例如丙酮的爆炸极限受温度影响的情况见表2—1。
2．压力的影响
混合气体的初始压力对爆炸极限的影响较复杂，在0.1～2.0 MPa的压力下，对爆炸下限影响不大，对爆炸上限影响较大；当大于2.0 MPa时，爆炸下限变小，爆炸上限变大，爆炸范围扩大。这是因为在高压下混合气体的分子浓度增大，反应速度加快，放热量增加，且在高气压下，热传导性差，热损失小，有利于可燃气体的燃烧或爆炸。甲烷混合气初始压力对爆炸极限的影响见表2 —2。    
值得重视的是当混合物的初始压力减小时，爆炸极限范围缩小，当压力降到某一数值时，则会出现下限与上限重合，这就意味着初始压力再降低时，不会使混合气体爆炸。把爆炸极限范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。甲烷在3个不同的初始温度下，爆炸极限随压力下降而缩小的情况如图2—4所示。因此，密闭设备进行减压操作对安全是有利的。
3．惰性介质的影响
若在混合气体中加入惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氮等)、，随着惰性气体含量的增加，爆炸极限范围缩小。当惰性气体的浓度增加到某一数值时，使爆炸上下限趋于一致，使混合气体不发生爆炸。这是因为加入惰性气体后，使可燃气体的分子和氧分子隔离，它们之间形成一层不燃烧的屏障，而当氧分子冲击惰性气体时，活化分子失去活化能，使反应键中断。若在某处已经着火，则放出热量被惰性气体吸收，热量不能积聚，火焰不能蔓延到可燃气分子上去，可起到抑制作用。惰性气体氩、氦，阻燃性气体CO2及水蒸气、四氯化碳的浓度对甲烷气体爆炸极限的影响如图2—5所示。
由图2—5可知混合气体中惰性气体浓度的增加，使空气的浓度相对减少，在爆炸上限时，可燃气体浓度大，空气浓度小，混合气中氧浓度相对减少，故惰性气体更容易把氧分子和可燃性气体分子隔开，对爆炸上限产生较大的影响，使爆炸上限剧烈下降。同理混合气体中氧含量的增加，爆炸极限范围扩大，尤其对爆炸上限提高得更多。可燃气体在空气中和纯氧中的爆炸极限范围比较见表2—3。 
 4．爆炸容器对爆炸极限的影响
爆炸容器的材料和尺寸对爆炸极限有影响，若容器材料的传热性好，管径越细，火焰在其中越难传播，爆炸极限范围变小。当容器直径或火焰通道小到某一数值时，火焰就不能传播下去，这一直径称为临界直径或最大灭火间距。如甲烷的临界直径为0.4～0.5m m，氢和乙炔为0.1～0.2 mm。目前一般采用直径为50 mm的爆炸管或球形爆炸容器。
5．点火源的影响
当点火源的活化能量越大，加热面积越大，作用时间越长，爆炸极限范围也越大。图2—6是电点火能量对甲烷、空气混合气体爆炸极限的影响。从图中可以看出，当火花能量达到某一值时，爆炸极限范围受点火能量的影响较小，如图2—6中，当点火能量为l0J时，其爆炸极限范围趋于稳定值，为6％～15％。所以，一般情况下，爆炸极限均在较高的点火能量下测得，如测甲烷与空气混合气体的爆炸极限时，用10J以上的点火能量，其爆炸极限为5％～15％。
【例题】：乙烷在空气中的爆炸极限范围是3～15 %，那么乙烷在空气中爆炸的危险度H是＿＿＿ 。
A 1       B 2      C. 3      D  4
【答案】： D
【解析】：根据  H = (L上—L下)、/ L下   
                 = （15-3）/3=4
（二)、爆炸反应浓度、爆炸温度和压力的计算
 1．爆炸完全反应浓度计算
爆炸混合物中的可燃物质和助燃物质完全反应的浓度也就是理论上完全燃烧时在混合物中可燃物的含量，根据化学反应方程式可以计算可燃气体或蒸气的完全反应浓度。现举例如下：
[例]求乙炔在氧气中完全反应的浓度。
[解]写出乙炔在氧气中的燃烧反应式：
2C2H2+502 = 4C02+2H20+Q
根据反应式得知，参加反应物质的总体积为2+5 = 7。若以7这个总体积为100，则2个体积的乙炔在总体积中占：
Xo = 2/7 = 28．6％
答：乙炔在氧气中完全反应的浓度为28．6％。
可燃气体或蒸气的化学当量浓度，也可用以下方法计算。
燃气体或蒸气分子式一般用CαHβOγ表示，设燃烧1 mol气体所必需的氧的物质的量为n，则燃烧反应式可写成：
CαHβOγ+ nO2 → 生成气体
如果把空气中氧气的浓度取为20．9％，则在空气中可燃气体完全反应的浓度x(％)、一般可用下式表示：
          1          20.9
X =  ———— =  -----———%     (2—4)、
           n        0.209+ n
     1+ ———
         0.209
又设在氧气中可燃气体完全反应的浓度为 X0(％)、，即： 
      100
X0 = ——%                     （2—5）
      1+n
式(2—4)、和式(2—5)、表示出X和X。与n或2n之间的关系(2n表示反应中氧的原子数)、。
CαHβOγ+ nO2 →αCO2 + 1/2βH2O
式中2n = 2α+1/2β-γ，对于石蜡烃β=2a+2。因此，2n = 3a+1-γ。根据2n的数值，从表2 4中可直接查出可燃气体或蒸气在空气(或氧气)、中完全反应的浓度。
[例]试分别求H2、CH3OH、C3H8  C6H6在空气中和氧气中完全反应的浓度。
[解]
(1)、公式法：
              20.9
X( H2 )、=  —————— % =29.48％
            0.209+ 0.5
                
               100
X0 ( H2 )、= —— % =  66.7 ％  
              1+n
                   20.9
X(CH3OH )、=  —————— % =12.23％
                 0.209+ 1.5
                
                   100
X0 (CH3OH )、=——— % =  40 ％  
                  1+1.5
 
                20.9
X(C3H8)、=  —————— % =4.01％
              0.209 + 5
                 
                100
X0 (C3H8)、= —— % =  16.7 ％  
               1+ 5
 
              20.9
X(C6H6)、=—————— % =2.71％
             0.209+ 7.5
                
                100
X0 (C6H6 )、=——— % = 11.8 ％  
               1+7.5 
                  
 (2)、查表法：根据可燃物分子式，用公式2n = 2α+1/2β-γ，求出其2n值。由2n数值，直接从表2—4中分别查出它们在空气(或氧)、中完全反应的浓度。
 由式2n = 2α+1/2β-γ，依分子式分别求出2n值如下：
 H2    2n=1
 CH30H    2n=3
 C3H8    2n=10
 C6H6    2n=15
由2n值直接从表2--4分别查出它们的X和Xo值：
    X(H2)、=29.5％          X。(H2)、=66.7％
    X(CH30H)、=12％        X。(CH30H)、=40％
    X(C3H8)、=4％           X。(C3H8)、=16．7％
    X(C6H6)、=2．7％        X。(C6H6)、=11.76％
表2—4可燃气体(蒸气)、在空气和氧气中完全反应的浓度 2．爆炸温度计算
1)、根据反应热计算爆炸温度
理论上的爆炸最高温度可根据反应热计算。
[例]求乙醚与空气的混合物的爆炸温度。
[解](1)、先列出乙醚在空气中燃烧的反应方程式：
C4H100 + 602 + 22.6N→ 4C02 + 5H2O + 22.6N2
式中，氮的摩尔数是按空气中N2∶O2=79∶21的比例确定的，即 602对应的N2应为：
6×79／21 = 22．6
由反应方程式可知，爆炸前的分子数为29.6，爆炸后为31.6。
(2)、计算燃烧各产物的热容。
气体平均摩尔定容热容计算式见表2—5。
表2-5气体平均摩尔定容热容计算式
根据表中所列计算式，燃烧产物各组分的热容为：
N：的摩尔定容热容为[(4.8 + O.00045t)、×4186．8]J／(kmol·℃)、
H20的摩尔定容热容为[(4.0 + 0.00215t)、X4186．8]J／(kmol·℃)、
CO。的摩尔定容热容为[(9.0 + 0.00058t)、X4186．8]J／(kmol·℃)、
燃烧产物的热容为：
[22.6(4.8+0.00045t)、×4186.8]J／(kmol·℃)、 = [(454+0．042t)、×1O3]J／(kmol·℃)、
[5(4．0+0．00215t)、×4186，8]J／(kmol·℃)、 = [(83．7+0．045t)、 ×1O3]J／(kmol·℃)、
[4(9．0+0．00058t)、×4186．8]J／(kmol·℃)、=E(150．7+0．0097t)、 ×1O3]J／(kmol·℃)、
 燃烧产物的总热容为(688.4+0.0967t)、×103J／(kmol·℃)、。这里的热容是定容热容,符合于密闭容器中爆炸情况。
(3)、求爆炸最高温度。
先查得乙醚的燃烧热为2.7×lO6J／mol，即2.7×109J／kmol。
因为爆炸速度极快，是在近乎绝热情况下进行的，所以全部燃烧热可近似地看作用于提高燃烧产物的温度，也就是等于燃烧产物热容与温度的乘积，即：
2.7XlO9 = [(688.4+0.0967t)、×103]·t
解上式得爆炸最高温度t=2826℃。
上面计算是将原始温度视为0℃。爆炸最高温度非常高，虽然与实际值有若干度的误差，但对计算结果的准确性并无显著的影响。
2)、根据燃烧反应方程式与气体的内能计算爆炸温度
可燃气体或蒸气的爆炸温度可利用能量守恒的规律估算，即根据爆炸后各生成物内能之和与爆炸前各种物质内能及物质的燃烧热的总和相等的规律进行计算。用公式表达为：
∑u 2=∑Q+∑u l              (2--6)、
式中∑u 2——燃烧后产物的内能之总和；
∑u l——燃烧前物质的内能之总和;     
∑Q——燃烧物质的燃烧热之总和。
[例]已知一氧化碳在空气中的浓度为20％，求CO与空气混合物的爆炸温度。爆炸混合物的最初温度为300K。
[解]通常空气中氧占21％，氮占79％，所以混合物中氧和氮分别占
氧   21    100-20    
    ———×———  = 16.8％
     100      100   
 
氮   79     100-20    
    ———× ———  = 63.2％
     100      100   
由于气体体积之比等于其摩尔数之比，所以将体积百分比换算成摩尔数，即l mol混合物中应有0.2 mol一氧化碳、0.168mol氧和0.632 mol氮。
从表2—6查得一氧化碳、氧、氮在300K时，其摩尔内能分别为6238.33 J／mol、6238.33 J／mol和6238.33J／mol，混合物的摩尔内能为：
∑u 1 = (0.2×6238.33+0.168×6238.33+0.632×6238.33)、J
= 6238.33J
一氧化碳的燃烧热为285624J，则0.2 mol一氧化碳的燃烧热为：
 (O.2×285624)、J = 57124.8J
燃烧后各生成物内能之和应为：
∑u 2 = (6238.33+57124.8)、J = 63363.13J
从一氧化碳燃烧反应式2CO+O2 = 2CO2可以看出，0.2 mol一氧化碳燃烧时生成0.2mol二氧化碳，消耗0.1mol氧。1mol混合物中，原有0.168mol氧，燃烧后应剩下0.168-0.1= O.068 mol氧，氮的数量不发生变化，则燃烧产物的组成是：二氧化碳0.2 mol，氧
0.068mol，氮0.632mol。
假定爆炸温度为2400K，由表2—6查得二氧化碳、氧和氨的摩尔内能分别为105507.36J／mol、63220.68J／mol和59452.56J／mol，则燃烧产物的内能为：
∑u 2’= (O．2×105507.36 + 0.068×3220.68+0.632×59452.56)、J=62974．5J
说明爆炸温度高于2400K，于是再假定爆炸温度为2600K，则内能之和应为；
∑u 2”=(O．2×116893.04+0.068×69500.88+0.632×85314.08)、J=69383.17J
∑u 2”值又大于∑u 2值，因相差不太大，所以准确的爆炸温度可用内插法求得：
               2600 -2400    
T=[2400+ —————————（63363.13 —62974.5）]K =（2400+12）K=2412K
             69383.17—62974.5     
以摄氏温度表示为：
t=(T—273)、℃=(2412—273)、 ℃ = 2139℃
    3．爆炸压力的计算
可燃性混合物爆炸产生的压力与初始压力、初始温度、浓度、组分以及容器的形状、大小等因素有关。爆炸时产生的最大压力可按压力与温度及摩尔数成正比的规律确定，根据这个规律有下列关系式：
P        T        n
—— = —— × ——                      (2—7)、
P0       T0      m    
 式中P、T和n——爆炸后的最大压力、最高温度和气体摩尔数；
Po、To和m——爆炸前的初始压力、初始温度和气体摩尔数。
由此可以得出爆炸压力计算公式：
      T n      
P =  —— ×  P0                  (2—8)、
       T0 m                   
[例]设Po = 0．1MPa．To=27℃，T=2411K，求一氧化碳与空气混合物的最大爆炸压力。
[解]当可燃物质的浓度等于或稍高于完全反应的浓度时，爆炸产生的压力最大，所以计算时应采用完全反应的浓度。
先按一氧化碳的燃烧反应式计算爆炸前后的气体摩尔数：
2CO+O2+3.76N2=2C02+3.76N2
由此可得出m=6.76，n=5.76，代入式(2—8)、，得： 
      2411×5.76 ×0.1
P = ————————— = 0.69          
        300×6.67
以上计算的爆炸温度与压力都没有考虑热损失，是按理论的空气量计算的，所得的数值都是最大值。
(三)、爆炸上限和下限的计算，含有惰性气体组成混合物爆炸极限计算
1．爆炸上限和下限的计算
(1)、根据完全燃烧反应所需氧原子数，估算碳氢化合物的爆炸下限和上限，其经验公式如下：
            100
L下 = ————————         (2—9)、
      4.76 (N-1)、+1
 
         4×100
L上 = ——————             (2—10)、
          4.76 N+4
式中L下-——碳氢化台物的爆炸下限；
    L上——碳氢化合物的爆炸上限；
N——每摩尔可燃气体完全燃烧所需氧原子数。
[例]试求乙烷在空气中的爆炸下限和上限。
[解]写出乙烷的燃烧反应式，求出N值：
 C2H6+3.502 = 2C02+2H20
则N = 7。
将N值分别代入式(2—9)、及式(2—10)、，得；
   
          100              100
L下 = —————— = ——— = 3.38 %     
      4.76 (7-1)、+1    29.56
 
          4 ×100           400
L上 = —————— = ———  = 10.7 %          
      4.76×7+4        37.32
乙烷在空气中的爆炸下限浓度为3．38％，爆炸上限浓度为10．7％。
实验测得乙烷的爆炸下限为3．0％，爆炸上限为12．5％，对比上述估算结果，可知用此方法估算的爆炸上限值小于实验测得的值。
(2)、根据爆炸性混合气体完全燃烧时摩尔分散，确定有机物的爆炸下限及上限。计算公式如下：
L下 = 0.55X。                             (2—11)、
L上 = 4.8√X。                            (2—12)、
式中X。为可燃气体摩尔分数，也就是完全燃烧时在混合气体中该可燃气体的含量。
2．多种可燃气体组成的混合物的爆炸极限计算
由多种可燃气体组成爆炸性混合气体的爆炸极限，可根据各组分的爆炸极限进行计算。其计算公式如下：
 
            100            
Lm = ——————————            (2—13)、
     V1   V2   V3   
      —+ — + — +…
      L1        L2    L3
 
式中  Lm——爆炸性混合气的爆炸极限，％；
L1、L2、L3——组成混合气各组分的爆炸极限，％；
V1、V2、V3——各组分在混合气中的浓度，％。
 V1+ V2+ V3+… = 100％

例如，某种天然气的组成如下：甲烷80％，乙烷15％，丙烷4％，丁烷1％。各组分相应的爆炸下限分别为5％，3.22％，2.37％和1.86％，则天然气的爆炸下限为；
               100            
Lm = ———————————————— = 4.37 %            
         80    15        4         1
        —  + ——— + ——— + ———
        5     3.22     2.37     1.86
将各组分的爆炸上限代入式(2 13)、，可求出天然气的爆炸上限。
式(2一13)、用于煤气、水煤气、天然气等混合气爆炸极限的计算比较准确，而对于氢与乙烯、氢与硫化氢、甲烷与硫化氢等混合气及一些含二硫化碳的混合气体，计算的误差较大。
3．含有惰性气体组成混合物的爆炸极限计算
如果爆炸性混合气体中含有惰性气体如氮、二氧化碳等，计算爆炸极限时，可先求出混合物中由可燃气体和惰性气体分别组成的混合比，再从图2—7和图2—8中找出它们的爆炸极限，并分别代入式(2—13)、中求得。
[例]求某回收煤气的爆炸极限，其组分为：CO 58％，C02 19.4％，N2 20.7％，02  0.4％，H2 1.5％。
[解]将煤气中的可燃气体和惰性气体组合为两组：
(1)、C0和C02，即58(C0)、+19．4(C02)、 = 77．4％(C0+ C02)、
其中，    惰性气体／可燃气体 = C02／C0 = 19．4／58 = O．33
由图2—7中查得， L上  =70％， L下= 17％。
(2)、N2和H2，即1.5(H2)、+ 20.7(N2)、= 22．2％(N2+H2)、
其中，    惰性气体／可燃气体 = N2／H2 =20.7／1.5 = 13.8
从图2 7查得    L上 = 76％，L下 = 64％
将上述数据代入式(2—13)、即可求得煤气的爆炸极限：
     
            1          
L下 = ———————————— = 20.3 %     
     0.774/17 + 0.222/64    
 
                    1      
L上 = ———————————— = 71.5 %          
      0.774/70 + 0.222/76    
 
该煤气的爆炸极限为20.3％～71.5％。