爆燃及爆轰表现与方法
炸药化学反应的基本形式
炸药化学反应的基本形式
炸药是在一定的外界能量作用下，能发生快速化学反应，生成大量的热和气体产物，对周围介质产生强烈的机械作用并显示爆炸效应的化合物或混合物。
炸药爆炸的基本形式主要有以下几种：
1. 热分解：炸药在受热作用下发生分解反应，产生热量和气体。这种反应通常是缓慢的，只有在较高的温度下才会加速。
2. 燃烧：炸药在有氧存在的条件下发生燃烧反应，产生大量的热量和气体。这种反应通常是快速的，并且可以产生很高的压力。
3. 爆轰：炸药在极高的压力和温度下发生爆轰反应，产生极高的压力和温度，并释放出大量的能量。这种反应通常是瞬间发生的，并且可以产生非常强烈的爆炸效应。
需要注意的是，炸药的爆炸过程非常复杂，涉及到许多因素，如炸药的种类、密度、纯度、起爆方式等。不同的炸药在爆炸过程中可能会表现出不同的特性和反应形式。同时，炸药的爆炸过程也会对周围环境产生很大的影响，因此在炸药的生产、运输、储存和使用过程中需要严格遵守相关的安全规定和操作规程，以确保人身安全和社会稳定。
炸药爆炸原理
炸药爆炸原理
炸药爆炸原理是燃烧反应和爆轰效应的综合作用结果。炸药一般由燃烧剂、氧化剂和增感剂组成。
在爆炸事件中，燃烧剂起到燃烧的作用，可以放出大量的能量。氧化剂则提供氧气来维持燃烧反应进行。增感剂可以提高燃烧的速度和稳定性。
当炸药受到外部能量的刺激，比如火焰、电火花等，燃烧剂和氧化剂之间的化学反应迅速发生。这种反应被称为爆轰，它比普通的燃烧反应更为剧烈和迅猛。
爆轰由三个连续的阶段组成：引爆、扩散和排气。在引爆阶段，外部能量使炸药内部的燃烧剂迅速燃烧起来。燃烧产生的高温和高压使氧化剂分解，并进一步释放更多的氧气。
在扩散阶段，已经引爆的燃烧剂和氧化剂扩散到炸药的整个区域。燃烧剂的燃烧加速，消耗更多的氧气，释放出更多的热量和气体。
在排气阶段，燃烧产生的大量气体迅速膨胀，造成爆炸的冲击波。这个冲击波可以摧毁建筑物或其他结构物，造成巨大的破坏。
总的来说，炸药爆炸的原理可以简单地归结为燃烧剂和氧化剂之间的剧烈燃烧反应，加上爆轰效应的放大作用。这种反应释放出大量的能量和气体，导致巨大的破坏力。
化学的爆炸知识点总结
化学的爆炸知识点总结
化学爆炸的类型
化学爆炸可以分为两种类型：高速燃烧爆炸和爆轰。高速燃烧爆炸是一种化学反应，在短
时间内放出大量的能量，导致物质燃烧并产生高温。而爆轰是一种化学反应，其速度远远
超过燃烧速度，导致产生冲击波和大幅度的膨胀。爆轰的速度可以达到音速甚至超音速。
化学爆炸的条件
化学爆炸的发生需要满足一定的条件，包括燃料、氧气和点火源。燃料是产生化学反应的
物质，氧气是氧化反应的氧化剂，而点火源可以引发化学反应。当这三个条件齐全时，就
有可能发生化学爆炸。
化学爆炸的影响
化学爆炸会产生很大的影响，其中包括高温、冲击波和气体释放。高温会导致物质燃烧和
蒸发，冲击波会导致物体的震动和破坏，而气体的释放会导致爆炸现场产生浓厚的污染。
因此，化学爆炸会对周围的环境和人们的生命产生很大的威胁。对于化学爆炸的预防和处
理就显得尤为重要。
化学爆炸的预防和处理
化学爆炸的预防和处理是保障人们生命安全的重要措施。对于化学反应会产生爆炸的情况，需要采取一系列的预防措施，包括控制燃料和氧气的供应，防止点火源的发生，以及合理
的储存和使用化学品。当发生化学爆炸时，需要迅速采取应急措施，包括疏散周围人员、
通风等。此外，需要调查事故的原因，加强对爆炸事故的治理和处罚。
化学爆炸的应用
化学爆炸在军事、民用、工业和科研等领域有着广泛的应用。在军事领域，化学爆炸可以
用于制造武器、发动攻击等；在民用领域，化学爆炸可以用于爆破工程、矿场爆破、以及
庆祝等；在工业领域，化学爆炸可以用于化工生产中的气体生成和燃烧等；在科研领域，
化学爆炸可以用于研究化学反应的规律和机制等。因此，在日常生活中，人们要对化学爆
爆燃、爆轰与爆炸
爆燃、爆轰与爆炸
目前，很多安全工程技术中的概念并没有统一，这里只是一种解释。
一、燃烧过程可以产生爆炸，燃烧导致的爆炸可以按照燃烧速度分为两类：
1 爆炸性混合气体的火焰波以低于声速传播的燃烧过程称为爆燃;
2 爆炸性混合气体的火焰波在管道内以高于声速传播的燃烧过程称为爆轰。(注：声速的绝对数值取决于介质，例如空气中的声速和氢气中的声速当然是不一样的。)
二、爆炸可以是化学爆炸(例如由燃烧产生)和物理爆炸(例如快速蒸发引起
的爆炸)，但是它的共同物理本质就是压力骤变形成压缩波，按照爆炸传播速度
分为三类：
1 轻爆爆炸传播速度数量级0.1~10m/s;
2 爆炸(狭义) 爆炸传播速度数量级10~1000m/s;
3 爆轰爆炸传播速度大于1000m/s。
这里的“爆轰”定义包涵了燃烧过程中的爆轰。
炸的物理学炸药和火药的能量释放
炸的物理学炸药和火药的能量释放炸药和火药作为常见的爆炸物质，被广泛应用于军事、工程和矿山等领域。它们在爆炸过程中释放出巨大的能量，给人们带来了便利和危险。本文将从物理学的角度来探讨炸药和火药的能量释放机制。
1. 能量的定义和释放方式
能量是指物体具有的使其发生运动、变形或发热的物理量。在爆炸过程中，炸药和火药通过释放储存的化学能、热能和压力能来产生能量的转化和释放。
2. 炸药的能量释放机制
炸药是一种由化学物质组成的爆炸品，其内部含有高度不稳定的化学键和大量的化学能。炸药通过自身的爆燃或爆轰反应释放能量。
2.1 爆燃反应
炸药中的化学物质在接触到热源或引信起火后，发生缓慢的氧化反应，这种反应被称为爆燃。爆燃反应需要外界氧气的参与，其过程相对较缓慢。
2.2 爆轰反应
当炸药中的爆燃反应达到一定程度时，会引发爆轰反应。爆轰是炸药中的能量快速释放的过程，产生大量的高压和高温气体。爆轰反应具有极快的反应速度和高度破坏力。
3. 火药的能量释放机制
火药是一种由硝酸盐、炭和硫黄等物质组成的混合物。它是古老而
常见的火器发射药，被广泛应用于军事和民用领域。火药的能量释放
主要通过以下过程实现：
3.1 燃烧反应
火药通过燃烧反应来释放能量。当火药与外界的引火源接触后，硝
酸盐释放出大量的氧气，促进炭和硫黄的燃烧反应。燃烧释放出的能
量推动了火药内部的火焰和高温气体的产生。
3.2 高速燃烧
火药的燃烧速度通常比炸药的爆燃和爆轰速度慢，但仍然很快。高
速燃烧过程中，火药内部形成的大量气体迅速膨胀，产生冲击波和火焰。
4. 炸药和火药的能量释放与爆炸威力
爆轰学第3章_爆轰波、爆燃波的经典理论
第3章 爆轰波、爆燃波的经典理论
➢ 对于通常的气相爆炸物爆轰波的传播速度一般约 为1500m/s～4000m/s，爆轰终了断面所达到的 压力和温度分别为数个兆帕和2000K～4000K。
➢ 对于军用高猛炸药，爆速通常在6000m/s～ 10000m/s的范围，波阵面穿过后产物的压力高达 数十个吉帕，温度高达3000K～5000K，密度增 大1/3。
Tdsdepdv
T d1 2s v0 vd p pp 0dv
2Tdsv0v2dp v0pv0
pp0 tg
v0 v
33
3.1.2 爆轰波稳定传播的条件
T d v 0 v s 2 1 t2 g d
2 Td d v sv0 v21 tg 2 d d v
12 P
K
M aL
P0
O
0
v0
v 34
由（3）、（6）、（7）式可推导出：
e j e 0 1 2p j p 0v 0 v j Q e ……(8)
这就是爆轰波的Hugoniot方程，也称放热的 Hugoniot方程。
18
3.1.1 爆轰波的基本关系式
➢ 如果已知爆轰产物的状态方程：
eep,v
或
pp,s
……(9)
➢ 从数学上来说，爆轰波应满足什么条件才能使爆
➢ 但实际上，化学反应是有一定速率的，化学反应 区有一定的厚度。显然，CJ理论未顾及爆轰波 阵面厚度的存在及其内部发生的化学过程和流体 动力学过程，因此不能用来研究爆轰波阵面的结 构及其内部发生的过程。
爆燃及爆轰表现与方法
爆燃破坏机理
• 如果爆炸是由爆燃造成，爆炸产生的碎 片比较少，而且在裂缝附近的容器壁面 厚度会变薄；
• 这是因为在破裂前容器壁会发生形变， 也可称为应力破裂或延性破坏（stress fracture 或ductile failure）。
爆燃及爆轰表现和方法
爆轰破坏机理
• 如果爆炸是由爆轰引起的，则激波阵面 的突然到来造成容器破裂，形成大量碎 片。
• 厂区内不宜种植高大的乔木，以免影响 可燃气体逸散。
• 在适当位置安装可燃物检测仪表。如能 在低浓度下发现可燃泄出物，则应尽快 采取防范措施。
爆燃及爆轰表现和方法
第三节 沸腾液体扩展蒸气爆炸
• 沸腾液体膨胀蒸气爆炸是温度高于常压 沸点的加压液体突然释放并立即气化而 产生的爆炸。
• 加压液体的突然释放通常是因为容器的 突然破裂引起的。
3．压力
• 压力的增加也可以导致反应速度的增加。 • 乙炔管线过热。温度的增加导致乙炔分
解。反应增加了气体压力从而使分解速 度增加，并发展为爆轰速度。
爆燃及爆轰表现和方法
4．反应热
• 如果在燃烧反应中放出的热量巨大，同 样可能造成某些稳定混合物发生爆轰。
爆燃及爆轰表现和方法
5．初始温度
• 混合气的初始温度对爆轰的传播速度影 响很小，实验数据表明，升高温度反而 使爆轰速度有所下降。
什么是轰燃、回燃、爆燃、爆炸、爆轰
什么是轰然、回燃、爆燃、爆炸、爆轰
2022年1月3日，山东青岛一起火灾扑救中，由于保温材料受热分解形成聚集性爆炸气体，当达到爆炸极限时发生爆燃，导致两名名消防员牺牲。爆燃释放能量相当于约30千克TNT爆炸当量，威力巨大。
轰然
轰然是指某一空间内，所有可燃物的表面全部卷入燃烧的瞬变过程称为轰然。建筑物室内火灾轰然即为初期增长阶段发展为充分发展阶段的瞬变过程。轰然的发生标志着室内火灾进入全面发展阶段。回燃
回燃是指建筑火灾发生一段时间后，由于新鲜空气补充不足，不能满足加速燃烧的要求，火灾逐步进入缺氧性燃烧状态，烟气中逐渐积累大量可燃气体，由于某种原因造成新鲜空气大量进入或热烟气流出，热烟气和新鲜空气形成非均匀预混气体，这种非均匀预混气体燃烧的现象称为回燃。
爆燃
化学爆炸按照爆炸传播速率，可分为爆燃、爆炸、爆轰（又称爆震）。爆燃是指以亚音速（小于340m/s)传播的燃烧。通常指爆炸速率在每秒数米以下的爆炸，这种爆炸的破坏力相对爆轰的破坏力不大，声响也不大。例如，无烟火药在空气中的快速燃烧，可燃气体混合物在接近爆炸浓度上限或下限时的燃烧等。
爆炸
爆炸是指在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化，通常伴随有强烈放热、发光和声响。通常指速率为每秒十几米到数白米的爆炸。这种爆炸能在爆炸点周围引起压力的激增，有震耳的声响，有较大的破坏力，爆炸产物传播速率很快而且可变。例如火药遇到火源引起的爆炸，可燃气体在多数情况下的爆炸。
爆轰
爆轰是指以冲击波为特征，传播速率大于未反应物质中声速的化学反应。通常指爆炸速率为每秒千米的爆炸。发生爆轰时能在爆炸点引起极高压力，并产生超音速的冲击波。这种爆炸的特点是具备了相应条件之后突然发生的，同时产生高速（2000~3000m/s）、高温（1300~3000℃）、高压（10万~40万大气压）、高能（2930~6279KJ/Kg)\高冲击力的冲击波。这种冲击波能远离爆震源而独立存在，并能引起位于一定距离处、与其没有联系的其他爆炸性气体混合物或炸药的爆炸，从而产生一种“殉爆”现象。
燃烧与爆炸理论复习提纲及知识点
燃烧与爆炸理论复习提纲及知识点
一、燃烧理论基础
1.燃烧概念及特征：
燃烧是指可燃物质与氧气（或含氧体）在一定条件下放出热、光以及
大量的有害气体等物质，产生火焰、产生明亮或红外线的光亮、产生热、
产生烟雾和气体等。
2.燃烧产物及其特点：
燃烧产物主要有热、光、火焰、烟雾和气体等，其中烟雾和气体是有
害的，会对人体以及环境造成危害。
3.燃烧过程及要素：
燃烧过程由以下三个要素组成：燃料、助燃剂和氧气。燃料是产生热
的物质，助燃剂是加速燃烧的物质，氧气是燃烧的供给气体。
4.燃烧反应方程式：
燃烧反应方程式描述了燃料和氧气在一定条件下发生燃烧的化学反应
过程，可以通过方程式来推算燃烧的产物以及释放的能量。
5.燃烧的传热方式：
燃烧的传热方式包括辐射、传导和对流。辐射是指燃烧产生的热通过
空气中的电磁波辐射传递；传导是指热通过物体固体材料内部的分子传递；对流是指热通过流体内部的对流传递。
二、燃烧过程和制止燃烧方法
1.燃烧过程：
燃烧过程包括燃烧启动、燃烧加速和燃烧自维持三个阶段。燃烧启动
是指燃料和氧气开始发生化学反应；燃烧加速是指燃料和氧气的化学反应
速率逐渐加快；燃烧自维持是指燃料和氧气的化学反应维持在一定的速率，不再需要外界能量提供。
2.燃烧过程中的火焰结构：
火焰由三个区域组成：燃料区、氧化区和冷却区。燃料区是燃料、助
燃剂和部分未反应的氧气混合的区域，发生燃烧反应；氧化区是氧气与燃
料在火焰中反应的区域；冷却区是接近火焰外围的空气。
3.制止燃烧的方法：
制止燃烧的方法主要有断燃剂、隔离、升温、窒息和抑制等。断燃剂
是指切断燃料与氧气接触的方法；隔离是指将燃料与氧气分开的方法；升
第4章 爆轰波、爆燃波的经典理论
9
4.1.1 爆轰波的基本关系式
10
4.1.1 爆轰波的基本关系式
CJ理论将爆轰波视为带有化学反应的冲击波， 其波阵面上仍满足质量、动量和能量守恒。
设爆轰波传播速度为D，把坐标系建立在波阵
面上，则原始爆炸物以D-u0的速度流入波阵面， 而以D-uj的速度从波阵面流出，如图4－1所示， 其中下标j代表波阵面后的参数。
1 e j e0 p j p 0 v0 v j Qe 2
……(8)
这就是爆轰波的 Hugoniot 方程，也称放热的 Hugoniot方程。
18
4.1.1 爆轰波的基本关系式
如果已知爆轰产物的状态方程：
e e p, v
p p , s 从数学上来说，爆轰波应满足什么条件才能使爆
……(4) ……(5) ……(6) ……(7)
17
u j u 0 v0 v j
在u0 0 时，（4）、（5）式可变为：
D v0 p j p0 v0 v j
u j v0 v j
p j p0 v0 v j
4.1.1 爆轰波的基本关系式
由（3）、（6）、（7）式可推导出：
3
第4章 爆轰波、爆燃波的经典理论
爆轰波是沿爆炸物传播的强冲击波，其传过后爆
可燃气体火焰加速及爆燃转爆轰的机理研究
可燃气体火焰加速及爆燃转爆轰的机理研究可燃气体火焰加速及爆燃转爆轰的机理研究一直是火药化学领
域内的重要课题，它研究的是航空、航天火箭、火药和火箭发动机等火力系统中可燃气体环境中火焰传播加速及爆燃转爆轰的机理。在发动机和火箭运行中，可燃气体火焰的存在会增加火力系统的动能，因此探索可燃气体火焰加速及爆燃转爆轰的机理非常重要。
可燃气体火焰加速及爆燃转爆轰的机理首先是要了解可燃气体
火焰特性，它可以分为两种形式：静止火焰和动态火焰。静止火焰是指可燃气体在平衡状态下燃烧时，不由外界力而产生的火焰；动态火焰是因外力作用而产生，它会伴随有可燃气体的流动而形成。可燃气体火焰的加速及爆燃转爆轰主要是由于火焰的动态特性所致，当可燃气体的流速增加时，会导致火焰的传播速度也增加。当火焰加速到足以使火焰从爆燃流动转变为爆轰流动时，就会发生爆燃转爆轰的过程，此时可燃气体的火焰就可能被加速至超声速度，从而达到火力系统最大输出能力。
可燃气体火焰加速及爆燃转爆轰机理的研究主要采用实验法和
理论法两种方式。首先，在实验室环境下，使用定距火焰探测系统，对可燃气体火焰进行测量实验，并用火焰视频技术对火焰进行影像观测，最终确定火焰的加速机理及极限速度；其次，使用火焰理论和数值模拟技术，以多相流理论为基础，从可燃气体进入火焰区中，到火焰传播加速，以及发生爆燃转爆轰，最终对整个可燃气体火焰加速及爆燃转爆轰机理进行理论解释。
可燃气体火焰加速及爆燃转爆轰机理在航空、航天领域及火药领域有着重要的应用价值。以航空领域为例，火焰加速及爆燃转爆轰机理研究可以为飞机提供更高的机动性和更好的操控能力，保证飞机的安全性及机动性；火药领域的研究可以更好地驱动弹药的射出，使弹药达到最大射击距离，有效地保障攻击效果。
气体爆燃和爆轰的的发生条件
气体爆燃和爆轰的的发生条件
一、气体爆燃的发生条件
1、火灾危险性分析
发生爆燃的前提条件是有适宜的条件，火灾危险性分析是评估火灾危险性的重要方法，其中包括气体爆燃危险性分析，评估气体爆燃危险性的因素有火源、易燃物、可燃气体及其气体混合物分布、不同的温度、压力和火源爆发力等因素。
2、可燃气体与火源—气体爆燃三元组
构成气体爆燃的三元组是可燃气体、氧气和火源。如果三元组的三者任一条件不满足，则气体爆燃不会发生，可燃气体是气体爆燃的主要成分，它必须具备一定的条件才能燃烧。氧气是燃烧的必要条件，而火源是促使燃烧的原因，具备了以上三者，气体燃烧才会发生。
三、气体爆轰的发生条件
1、气体极端温度、压力下的发生
气体爆轰是指在极端温度、压力下引起的气体稳定性危害，爆轰是由气体发生大量化学反应的结果，而这种大量化学反应需要温度和压力必须达到爆轰的临界值才能发生，温度高于爆燃的临界温度，压力大于爆燃的临界压力时，气体就会发生爆轰，这意味着气体爆轰主要依赖于温度和压力。
2、气体积聚
气体爆轰的另一个发生条件是气体的积聚。气体在一定的温度压力下，当气体积聚到一定的量时，即使不存在火源，也会产生爆轰的
效果，由于火源的存在可以明显加速爆轰的发生。
因此，气体爆燃和爆轰的发生条件主要有：
1、可燃气体与火源—气体爆燃三元组：可燃气体、氧气和火源；
2、气体极端温度、压力下的发生：温度高于爆燃的临界温度，压力大于爆燃的临界压力；
3、气体积聚：气体在一定的温度压力下当积聚到一定的量时可以引起爆轰。
第6章可燃气体爆轰
第9章可燃气体爆轰
本章首先简要介绍爆轰、爆炸、爆燃等基本概念，然后着重论述了经典爆轰理论（CJ
理论和ZND模型），给出爆轰波三维结构和胞格结构；最后分析典型爆轰基本现象（直管中气体爆轰、爆轰波反射、爆轰波绕射等）。主要目的是使读者认识爆轰基本理论，搞清爆轰传播机理，并逐步掌握爆轰问题的分析和研究方法。
9.1 引言
爆炸现象是自然界包括工业生产活动和人类活动中常见的现象之一。所谓爆炸是指能量发生急剧转化的物理化学过程。其包括物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三类。如锅炉蒸汽爆炸属于物理爆炸，火药爆炸、可燃气体爆炸等属于化学爆炸，而原子弹爆炸、氢弹爆炸、宇宙大爆炸等属于核爆炸。
爆轰，相对于爆炸来说，相对狭义。具体说，爆轰是在燃烧介质中激烈而且迅速传播的一种化学形式，燃烧产物质点运动方向与波传播方向一致。爆轰在介质的传播速度相对于未燃介质是超声速的，这是爆轰区别于其它燃烧形式的最显著的特征。因此，可将爆轰定义为：相对于未燃介质以超声速传播的激烈燃烧形式。以恒定速度稳定传播的爆轰称为稳定爆轰；没有达到稳定速度的爆轰称为非稳定爆轰。而爆燃是可燃介质燃烧速度相对缓慢（一般为每秒几厘米至几百米的量级）的一种化学形式。其在介质中以亚声速传播，燃烧产物质点运动方向与波传播方向相反。
爆轰波是带有化学反应的激波。即爆轰波由诱导激波和化学反应区组成。诱导激波加热、压缩并引发化学反应。化学反应释放的能量支持诱导激波并推动其在反应气体中传播。因此，爆轰波与流体动力学中的激波不同，其不但包括诱导激波阵面，还包括其后紧跟的化学反应区。一般来说，诱导激波厚度约10-5cm量级，化学反应区宽度为mm量级。
第5章-气体爆轰理论概要
合物的能量越多，引起临层爆炸的能力越强，火 焰越易自行传播，从而爆炸浓度范围变宽。即 [a,b]中的a变小，b变大。但当点火能达到一定程 度时，爆炸浓度范围变化就不明显了。
14
4.2.1 气体爆炸浓度极限 表4-2为甲烷和空气混合物在不同能量的点火
用； 3、各组分的爆炸浓度极限已知。
32
4.2.2爆炸浓度极限的计算
【例】某天然气含甲烷80％，乙烷15％，丙烷4％， 丁烷1％，求天然气的爆炸浓度极限。 设A、B、C、D分别表示甲烷、乙烷、丙烷、丁烷
已知
LAmin 5.0% LBmin 3.0% LC min 2.1% LDmin 1.5%
pv
R M
T
Tj
Mj R
pj
j
1 njR
kD2
k 12
可得： (10)
因此，（4）～（10）式即为爆轰参数的近似公式。
40
4.3 气体爆轰参数的计算
需要注意的是： （1）作为一种近似估算，Qe , k, M j , n j 可按近似的爆炸
反应式确定； （2）Qe 的单位是单位质量（1kg）爆炸物的定容比
16
4.2.1 气体爆炸浓度极限
图4-2 温度对爆炸极限的影响（甲烷）
17
4.2.1 气体爆炸浓度极限 （3）压力
可燃气体的燃烧爆炸
1.热点火机理
在热点火理论中，物质因自热而引起着火，从阴燃到明燃
直至发生爆炸的现象，称为热爆炸或热自燃，习惯上也称自动
着火或自动点燃。从化学反应动力学观点看，热爆炸是一个从 缓慢氧化放热反应突然变为快速燃烧反应的过程，当化学反应 系统中放热速率超过热损失速率时，由于热积累致使反应物自 动加热，反应过程不断自动加速，直至爆炸发生。判断爆炸发 生与否的临界点的数学描述称为临界条件，由临界条件导出的 系统物理、化学和热力学参数称为热爆炸判据。
下也会自动加速，但并不是因为加热，而是可燃气体混合物中 积累了具有催化作用的活化中间产物所致，即某些可燃气体在 受到外界热、光等激发时，分子键被击破而发生离解形成游离 基，这些游离基与原始混合气体会发生一系列链式反应生成最 终产物，并释放出燃烧反应热，这种能使活化中间产物再生的 反应称为链式反应。链式反应每消耗掉一个活化中间产物的同 时，便会引起下一链反应的成长。
① 闪燃与闪点 可燃液体(或固体)表面蒸气达到一定浓 度形成可燃性混合气体时，在点火源作用下 就会发生燃烧。在形成可燃性混合气体的最 低温度下所发生的瞬间火苗或闪光燃烧现象 称为闪燃。此时所对应的液体(或固体)表面 温度称为闪点。当可燃液体或固体温度高于 闪点时，随时都有被外界明火点燃的危险： 而当温度低于闪点时，由于蒸气压太小不足 以在空气中形成可燃性气体混合物，因而不 能被外加明火点燃。闪点随可燃液体(或固体
易燃易爆气体爆炸的性质
易燃易爆气体爆炸的性质
概述
易燃易爆气体的爆炸是一种常见的物理现象。在实际生产和生活中，这种现象可能导致严重的安全问题。因此，了解易燃易爆气体爆炸的性质对于预防事故和保障安全至关重要。
定义
易燃易爆气体爆炸是指在气体与空气中形成可燃性混合物时，遇到一定的激发源（如火花、电弧等），引起混合物瞬间燃烧并释放大量热能，导致强烈的爆炸声和冲击波的物理现象。
形成条件
发生易燃易爆气体爆炸需要满足以下三个条件：
•气体与空气中形成可燃性混合物；
•混合物浓度在可燃范围内；
•碰到了一定的激发源。
燃烧过程
燃烧过程分为爆轰燃烧和亚爆轰燃烧。爆轰燃烧是混合物体积内燃烧波同时向前传播，混合物燃烧速度极快，能量释放很大，会产生强烈的爆炸声和冲击波。高爆药、甲基丙烯酸甲酯等化学品属于易爆物质，往往会产生爆轰燃烧。亚爆轰燃烧是混合物体积内燃烧波依次向前传播，燃烧速度相对较低，能量释放也较小，不会产生爆炸声和冲击波。
防范方案
为避免易燃易爆气体爆炸产生，需要采取以下防范方案：
•选择适当的气体，尽量选用不易燃、不充分爆炸范围的气体；
•保持气体环境稳定，避免气体泄漏，保证空气流通；
•及时清除工作场所中的火种和火源；
•加强通风系统，确保室内气体浓度适宜；
•采用防爆装置，避免气体泄漏、闪燃、爆炸等可能的情况；
•做好紧急应对措施，规范安全操作流程，提高人员安全意识。
总结
易燃易爆气体爆炸是一种危险的物理现象，需要引起足够的重视和注意。了解易燃易爆气体爆炸的性质可以帮助我们更好地预防事故和保护人员安全。我们应该采取一系列的防范措施，减少易燃易爆气体爆炸的发生。
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• 由于压缩进行得很快，导致反应阵面前 方出现压力突变或激波。这种现象就是 爆轰。
爆燃及爆轰表现和方法
二、爆轰
• 爆轰又称爆震，它是一个伴有巨大能量 释放的化学反应传输过程，同时反应阵 面及其前方的冲击波以声速或超声速向 未反应混合物传播。
• 这些过程相对较慢，促使反应阵面以低 于声速的速度传播。
爆燃及爆轰表现和方法
图5-1 气相爆燃物理模型（爆炸发生在左侧很远处）
爆燃及爆轰表现和方法
一、爆燃
• 爆燃发生时，反应阵面的传播速度低于 声速。
• 压力波阵面在未反应气体中以声速向前 传播，并逐渐远离反应阵面。
• 随着燃烧反应不断向前行进，反应阵面 会产生一系列单个的压力波阵面。
超声速驱动它持续向前行进。 • 当反应阵面和激波阵面耦合在一起同步前行
时，稳定发展的爆轰波便形成了。
爆燃及爆轰表现和方法
（一）爆轰过程
• 爆轰产生的激波阵面，其压力是突然上 升的。
• 最大压力与反应物料的相以及类型都有 关系。
• 持续时间与爆炸能有关系，一般在几秒 至数十秒之间。
爆燃及爆Байду номын сангаас表现和方法
爆燃及爆轰表现和方法
7．催化剂
• 催化剂通常可以降低初始反应所需要的 能量，并可导致反应加速。
• 因此催化剂可以使更多的混合物通过施 加一个引发源来开始反应，并达到爆轰 速度。
爆燃及爆轰表现和方法
三、爆燃向爆轰的转变 （Deflagration to Detonation
Transition）
爆轰可以通过两种方式产生： • 一种是直接起爆，如用炸药、强激光等
• 爆燃波从封闭端向另一端传播。 • 由于波后的燃烧产物被封闭端限制，从
而使爆燃波后压力和温度不断升高，使 火焰加速。
爆燃及爆轰表现和方法
转变机理
• 由此在波前形成压缩波，它在波前局部 声速向前传播。
• 由于爆燃波后的温度和压力不断提高， 后面的压缩波赶上前面的压缩波，经过 一定时间和距离形成激波。
（二）影响爆轰发生的因素
1．浓度范围 • 爆炸性混合气体的爆轰现象只发生在一
定的浓度范围内，这个浓度范围叫爆轰 范围。
爆燃及爆轰表现和方法
2．强氧化剂
• 如纯氧或氯气（不是空气）等强氧化剂， 会使反应加速，并发生爆轰现象。
• 氯酸盐、高氯酸盐等氧化剂的存在会发 生加速反应或爆炸性反应。
爆燃及爆轰表现和方法
• 爆轰的反应阵面移动速度比未反应气体 中的声速高。
• 对爆轰来说，主要通过压缩反应阵面前 面的未反应气体使其受热，从而使反应 阵面向前传播。
• 二者的主要差别在于前者是亚音速流动， 而爆轰则为超音速流动。
爆燃及爆轰表现和方法
一、爆燃
• 来自反应的能量通过热传导和分子扩散 转移至未反应的混合物中。
爆燃及爆轰表现和方法
爆燃及爆轰表现和方法
• 化学反应导致的爆炸破坏效应很大程度上 依赖于是爆轰还是爆燃引起的爆炸。
• 爆燃是一种燃烧过程，反应阵面 （reaction front）移动速度低于未反应 气体中的声速，反应阵面主要通过传导和 扩散而进入未反应气体中。
爆燃及爆轰表现和方法
第一节 爆燃及爆轰
爆燃及爆轰表现和方法
三、爆燃向爆轰的转变 （Deflagration to Detonation
Transition）
• 爆燃转爆轰（DDT）在管道中尤其常见， 但是在容器或开放空间中却不太可能发 生。
爆燃及爆轰表现和方法
转变机理
• 在一个装有预混可燃气体混合物的管子 里，如果一端封闭，在靠近封闭端处点 火，形成爆燃波。
• 爆轰速度约在1500~9000m/s的范围。
爆燃及爆轰表现和方法
（一）爆轰过程
图5-2气相爆轰物理模型（爆炸发生在左侧很远处）
爆燃及爆轰表现和方法
（一）爆轰过程
• 对于爆轰，反应阵面的移动速度大于声速。 • 激波阵面（shock front）在反应阵面前方
不远处。 • 反应阵面为激波阵面提供能量并且以声速或
爆燃及爆轰表现和方法
一、爆燃
• 这些压力波阵面以声速离开反应阵面并 在主压力波阵面处不断聚集。
• 由于反应阵面不断产生压力波阵面，造 成单个压力波阵面不断迭加，使得主压 力波阵面在尺寸上不断增加。
• 爆燃产生的压力波阵面持续时间长（几 毫秒至数百毫秒），阵面宽而平滑。
爆燃及爆轰表现和方法
二、爆轰
• 原因是升高温度使气体密度减小所造成。
爆燃及爆轰表现和方法
6．管径或容器的长径比
• 由于爆炸性混合气体在点火以后到形成 爆轰有一段发展过程，在常压非扰动的 初始条件下，在管子或小直径容器中爆 轰的形成与管道或容器的长径比有关。
• 大型容器即使长径比小，也不能因此认 为不会引发爆轰。当有相当大的扰动产 生，或能量很高的点火源，也可使爆轰 在大型容器中产生。
高能量物质来进行直接起爆，这种方法 需要巨大的点火能量，对于一般碳氢燃 料，约需105~106 J；
爆燃及爆轰表现和方法
三、爆燃向爆轰的转变 （Deflagration to Detonation
Transition）
• 另一种是通过爆燃向爆轰转变（DDT） 的方式产生，即采用弱点火能量点火形 成火焰，火焰在一定条件下加速，形成 湍流燃烧，再形成热点，并逐渐放大， 形成爆轰。
• 激波诱导气流二次运动，使层流火焰变 成紊流火焰，形成许多局部爆炸中心。
爆燃及爆轰表现和方法
转变机理
• 当一个或若干个局部爆炸中心达到临界点 火条件时，产生小的爆炸波向周围迅速放 大，并与激波反应区结合形成自持的超声 速爆轰波。
• 激波对化学反应有诱导作用，决定了化学 反应的感应时间。
• 化学反应对激波起驱动作用，提供激波传 播所需能量。
3．压力
• 压力的增加也可以导致反应速度的增加。 • 乙炔管线过热。温度的增加导致乙炔分
解。反应增加了气体压力从而使分解速 度增加，并发展为爆轰速度。
爆燃及爆轰表现和方法
4．反应热
• 如果在燃烧反应中放出的热量巨大，同 样可能造成某些稳定混合物发生爆轰。
爆燃及爆轰表现和方法
5．初始温度
• 混合气的初始温度对爆轰的传播速度影 响很小，实验数据表明，升高温度反而 使爆轰速度有所下降。