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产生爆炸的原因有什么爆炸产生的冲击波

【产生爆炸的原因有什么】爆炸产生的冲击波

爆炸是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程，同时破坏性极强。

所以日常生活中要防止爆炸的发生。

下面给大家分析产生爆炸的原因。

爆炸的原因

1.物理爆炸

物理性爆炸是由物理变化（温度、体积和压力等因素）引起的，在爆炸的前后，爆炸物质的性质及化学成分均不改变。

锅炉的爆炸是典型的物理性爆炸，其原因是过热的水迅速蒸发出大量蒸汽，使蒸汽压力不断提高，当压力超过锅炉的极限强度时，就会发生爆炸。

又如，氧气钢瓶受热升温，引起气体压力增高，当压力超过钢瓶的极限强度时即发生爆炸。

发生物理性爆炸时，气体或蒸汽等介质潜藏的能量在瞬间释放出来，会造成巨大的破坏和伤害。

上述这些物理性爆炸是蒸汽和气体膨胀力作用的瞬时表现，它们的破坏性取决于蒸汽或气体的压力。

2.化学爆炸

化学爆炸是由化学变化造成的。

化学爆炸的物质不论是可燃物质与空气的混合物，还是爆炸性物质（如炸药），都是一种相对不稳定的系统，在外界一定强度的能量作用下，能产生剧烈的放热反应，产生高温高压和冲击波，从而引起强烈的破坏作用。

爆炸性物品的爆炸与气体混合物的爆炸有下列异同。

（1）、爆炸的反应速度非常快。

爆炸反应一般在10-5～10-6S间完成，爆炸传播速度（简称爆速）一般在2021m/s～9000m/s之间。

由于反应速度极快，瞬间释放出的能量来不及散失而高度集中，所以有极大的破坏作用。

气体混合物爆炸时的反应速度比爆炸物品的爆炸速度要慢得多，数百分之一至数十秒内完成，所以爆炸功率要小得多。

（2）、反应放出大量的热。

爆炸时反应热一般为2900～6300kJ/kg，可产生2400～3400℃的高温。

气态产物依靠反应热被加热到数千度，压力可达数万个兆帕，能量最后转化为机械功，使周围介质受到压缩或破坏。

气体混合物爆炸后，也有大量热量产生，但温度很少超过1000℃。

（3）、反应生成大量的气体产物。

1kg炸药爆炸时能产生700～1000L气体，由于反应热的作用，气体急剧膨胀，但又处于压缩状态，数万个兆帕压力形成强大的冲击波使周围介质受到严重破坏。

气体混合物爆炸虽然也放出气体产物，但是相对来说气体量要少，而且因爆炸速度较慢，压力很少超过2MPa。

3.核爆炸

核爆炸是剧烈核反应中能量迅速释放的结果，可能是由核裂变、核聚变或者是这两者的多级串联组合所引发。

根据爆炸时的化学变化，爆炸可分为四类。

（1）、简单分解爆炸

这类爆炸没有燃烧现象，爆炸时所需要的能量由爆炸物本身分解产生。

属于这类物质的有叠氮铅、雷汞、雷银、三氯化氮、三碘化氮、三硫化二氮、乙炔银、乙炔铜等。

这类物质是非常危险的，受轻微震动就会发生爆炸，如叠氮铅的分解爆炸反应为：

震动

Pb（N3）→Pb+3N+Q

（2）、复杂分解爆炸

这类爆炸伴有燃烧现象，燃烧所需要的氧由爆炸物自身分解供给。

所有炸药如三硝基甲苯、三硝基苯酚、硝化甘油、黑色火药等均属于此类。

如硝化甘油炸药的爆炸反应

引爆

CHONO）→3CO+2.5HO+1.5N+0.2502

1kg硝化甘油炸药的分解热为6688kJ，温度可达4697℃，爆炸瞬间体积可增大1.6万倍，速度达8625m/s，故能产生强大的破坏力。

这类爆炸物的危险性与简单分解爆炸物相比，危险性稍小。

（3）、爆炸性混合物的爆炸

可燃气体、蒸气或粉尘与空气（或氧）混合后，形成爆炸性混合物，这类爆炸的爆炸破坏力虽然比前两类小，但实际危险要比前两类大，这是由于石油化工生产形成爆炸性混合物的机会多，而且往往不易察觉。

因此，石油化工生产的防火防爆是安全工作一项十分重要的内容。

爆炸混合物的爆炸需要有一定的条件，即可燃物与空气或氧达到一定的混合浓度，并具有一定的激发能量。

此激发能量来自明火、电火花、静电放电或其他能源。

爆炸混合物可分为：

①、气体混合物，如甲烷、氢、乙炔、一氧化碳、烯烃等可燃气体与空气或氧形成的混合物

②、蒸气混合物，如汽油、苯、乙醚、甲醇等可燃液体的蒸气与空气或氧形成的混合物

③、粉尘混合物，如铝粉尘、硫磺粉尘、煤粉尘、有机粉尘等与空气或氧气形成的混合物;

④、遇水爆炸的固体物质，如钾、钠、碳化钙、三异丁基铝等与水接触，产生的可燃气体与空气或氧气混合形成爆炸性混合物。

（4）、分解爆炸性气体的爆炸

分解爆炸性气体分解时产生相当数量的热量，当物质的分解热为80kJ/mol以上时，在激发能源的作用下，火焰就能迅速地传播开来，其爆炸是相当激烈的。

在一定压力下容易引起该种物质的分解爆炸，当压力降到某个数值时，火焰便不能传播，这个压力称为分解爆炸的临界压力。

如乙炔分解爆炸的临界压力为0.137MPa，在此压力下储存装瓶是安全的，但是若有强大的点火能源，即使在常压下也具有爆炸危险。

爆炸性混合物与火源接触，便有自由基生成，成为链锁反应的作用中心，点火后，热以及链锁载体都向外传播，促使邻近一层的混合物起化学反应，然后这一层又成为热和链锁载体源泉而引起另一层混合物的反应。

在距离火源0.5～1m处，火焰速度只有每秒若干米或者还要小一些，但以后即逐渐加速，到每秒数百米（爆炸）以至数千米（爆轰），若火焰扩散的路程上有障碍物，则由于气体温度的上升及由此而引起的压力急剧增加，可造成极大的破坏作用。

爆炸的条件

1）提供能量的可燃性物质，即爆炸性物质：

能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。

氢气，乙炔，甲烷等;液体：

酒精，汽油;固体：

粉尘，纤维粉尘等。

2）辅助燃烧的助燃剂（氧化剂）如氧气、空气。

3）可燃物质与助燃剂的均匀混合。

4）混合物放在相对封闭的空间（包围体）。

5）有足够能量的点燃源：

包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。

  发生爆炸怎么办?

1.立即卧倒，趴在地面不要动，或手抱头部迅速蹲下，或借助其他物品掩护，迅速就近找掩蔽体掩护。

2.爆炸引起火灾，烟雾弥漫时，要作适当防护，尽量不要吸入烟尘，防止灼伤呼吸道;尽可能将身体压低，用手脚触地爬到安全处。

3.立即打电话报警，如遇伤害，拨打救援电话求助或就近医院救治。

4.尽力帮助伤者，将伤者送到安全地方，或帮助止血，等待救援机构人员到场。

5.撤离现场时应尽量保持镇静，别乱跑，防止再度引起恐慌，增加伤亡。

爆炸的类型

1.物理爆炸

物理性爆炸是由物理变化（温度、体积和压力等因素）引起的，在爆炸的前后，爆炸物质的性质及化学成分均不改变。

锅炉的爆炸是典型的物理性爆炸，其原因是过热的水迅速蒸发出大量蒸汽，使蒸汽压力不断提高，当压力超过锅炉的极限强度时，就会发生爆炸。

又如，氧气钢瓶受热升温，引起气体压力增高，当压力超过钢瓶的极限强度时即发生爆炸。

发生物理性爆炸时，气体或蒸汽等介质潜藏的能量在瞬间释放出来，会造成巨大的破坏和伤害。

上述这些物理性爆炸是蒸汽和气体膨胀力作用的瞬时表现，它们的破坏性取决于蒸汽或气体的压力。

2.化学爆炸

化学爆炸是由化学变化造成的。

化学爆炸的物质不论是可燃物质与空气的混合物，还是爆炸性物质（如炸药），都是一种相对不稳定的系统，在外界一定强度的能量作用下，能产生剧烈的放热反应，产生高温高压和冲击波，从而引起强烈的破坏作用。

爆炸性物品的爆炸与气体混合物的爆炸有下列异同。

（1）、爆炸的反应速度非常快。

爆炸反应一般在10-5～10-6S间完成，爆炸传播速度（简称爆速）一般在2021m/s～9000m/s之间。

由于反应速度极快，瞬间释放出的能量来不及散失而高度集中，所以有极大的破坏作用。

气体混合物爆炸时的反应速度比爆炸物品的爆炸速度要慢得多，数百分之一至数十秒内完成，所以爆炸功率要小得多。

（2）、反应放出大量的热。

爆炸时反应热一般为2900～6300kJ/kg，可产生2400～3400℃的高温。

气态产物依靠反应热被加热到数千度，压力可达数万个兆帕，能量最后转化为机械功，使周围介质受到压缩或破坏。

气体混合物爆炸后，也有大量热量产生，但温度很少超过1000℃。

（3）、反应生成大量的气体产物。

1kg炸药爆炸时能产生700～1000L气体，由于反应热的作用，气体急剧膨胀，但又处于压缩状态，数万个兆帕压力形成强大的冲击波使周围介质受到严重破坏。

气体混合物爆炸虽然也放出气体产物，但是相对来说气体量要少，而且因爆炸速度较慢，压力很少超过2MPa。

3.核爆炸

核爆炸是剧烈核反应中能量迅速释放的结果，可能是由核裂变、核聚变或者是这两者的多级串联组合所引发。

爆炸的评价指标

闪点

易燃、可燃液体（包括具有升华性的可燃固体）表面挥发的蒸气与空气形成的混合气，当火源接近时会产生瞬间燃烧。

这种现象称为闪燃。

引起闪燃的最低温度称闪点。

当可燃液体温度高于其闪点时则随时都有被火焰点燃的危险。

就火灾和爆炸来说，化学物质的闪点越低，危险性越大。

燃点

可燃物质在空气充足的条件下，达到某一温度与火焰接触即行着火（出现火焰或灼热发光），并在移去火焰之后仍能继续燃烧的最低温度称为该物质的燃点或着火点。

易燃液体的燃点，约高于其闪点1～5℃。

自燃点

指可燃物质在没有火焰、电火花等明火源的作用下，由于本身受空气氧化而放出热量，或受外界温度、湿度影响使其温度升高而引起燃烧的最低温度称为自燃点（或引燃温度）。

自燃有两种情况：

受热自燃：

易燃物质在外部热源作用下温度升高，达到自燃点而自行燃烧。

自热自燃：

可燃物在无外部热源影响下，其内部发生物理的、化学的或生化过程而产生热量，并经长时间积累达到该物质的自燃点而自行燃烧的现象。

自热自燃是化工产品贮存运输中较常见的现象，危害性极大。

自燃点越低，自燃的危险性越大

爆炸极限

可燃气体、可燃液体蒸气或可燃粉尘与空气混合并达到一定浓度时，遇火源就会燃烧或爆炸。

这个遇火源能够发生燃烧或爆炸的浓度范围，称为爆炸极限。

通常用可燃气体在空气中的体积百分比（%）表示。

可燃气体、可燃液体蒸气的爆炸极限分下限和上限，即在空气中含量的最低浓度和最高浓度，爆炸极限又称燃烧极限。

浓度低于爆炸下限，遇到明火既不会燃烧，也不会爆炸;高于爆炸上限，也不会爆炸，但是会燃烧;只有在下限和上限之间时才会发生爆炸。

而可燃粉尘的爆炸上限很高，一般达不到，所以通常只标明爆炸下限，而且用克/米3来表示。

当浓度超过爆炸下限时，遇到明火即发生爆炸。

爆炸极限范围越宽，下限越低，爆炸危险性也就越大。

最小点火能

最小点火能是指能引起爆炸性混合物燃烧爆炸时所需的最小能量。

最小点火能数值愈小，说明该物质愈易被引燃。

爆炸压力

可燃气体、可燃液体蒸气或可燃粉尘与空气的混合物、爆炸物品在密闭容器中着火爆炸时所产生的压力称爆炸压力。

爆炸压力的最大值称最大爆炸压力。

爆炸压力通常是测量出来的，但也可以根据燃烧反应方程式或气体的内能进行计算，物质不同，爆炸压力也不同，即使是同一种物质因周围环境、原始压力、温度等不同，其爆炸压力也不同。

最大爆炸压力愈高，最大爆炸压力时间愈短，最大爆炸压力上升速度愈高，说明爆炸威力愈大，该混合物或化学品愈危险。

火灾与爆炸都会带来生产设施的重大破坏和人员伤亡，但两者的发展过程显著不同。

火灾是在起火后火场逐渐蔓延扩大，随着时间的延续，损失数量迅速增长，损失大约与时间的平方成比例，如火灾时间延长一倍，损失可能增加四倍。

爆炸则是猝不及防的。

可能仅在一秒种内爆炸过程已经结束，设备损坏、厂房倒塌、人员伤亡等巨大损失也将在瞬间发生。

爆炸通常伴随发热、发光、压力上升、真空和电离等现象，具有很大的破坏作用。

它与爆炸物的数量和性质、爆炸时的条件、以及爆炸位置等因素有关。

爆炸的破坏形式

1.直接的破坏作用

机械设备、装置、容器等爆炸后产生许多碎片，飞出后会在相当大的范围内造成危害。

一般碎片在100～500米内飞散。

2.冲击波的破坏作用

物质爆炸时，产生的高温高压气体以极高的速度膨胀，象活塞一样挤压周围空气，把爆炸反应释放出的部分能量传递给压缩的空气层，空气受冲击而发生扰动，使其压力、密度等产生突变，这种扰动在空气中传播就称为冲击波。

冲击波的传播速度极快，在传播过程中，可以对周围环境中的机械设备和建筑物产生破坏作用和使人员伤亡。

冲击波还可以在它的作用区域内产生震荡作用，使物体因震荡而松散，甚至破坏。

冲击波的破坏作用主要是由其波阵面上的超压引起的。

在爆炸中心附近，空气冲击波波阵面上的超压可达几个甚至十几个大气压，在这样高的超压作用下，建筑物被摧毁，机械设备、管道等也会受到严重破坏。

当冲击波大面积作用于建筑物时，波阵面超压在20kPa～30kPa内，就足以使大部分砖木结构建筑物受到强烈破坏。

超压在100kPa以上时，除坚固的钢筋混凝土建筑外，其余部分将全部破坏。

3.造成火灾

爆炸发生后，爆炸气体产物的扩散只发生在极其短促的瞬间内，对一般可燃物来说，不足以造成起火燃烧，而且冲击波造成的爆炸风还有灭火作用。

但是爆炸时产生的高温高压，建筑物内遗留大量的热或残余火苗，会把从破坏的设备内部不断流出的可燃气体、易燃或可燃液体的蒸气点燃，也可能把其它易燃物点燃引起火灾。

当盛装易燃物的容器、管道发生爆炸时，爆炸抛出的易燃物有可能引起大面积火灾，这种情况在油罐、液化气瓶爆破后最易发生。

正在运行的燃烧设备或高温的化工设备被破坏，其灼热的碎片可能飞出，点燃附近储存的燃料或其它可燃物，引起火灾。

4.造成中毒和环境污染

在实际生产中，许多物质不仅是可燃的，而且是有毒的，发生爆炸事故时，会使大量有害物质外泄，造成人员中毒和环境污染。

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