爆炸性氣體混合物的爆炸必須同時具備兩個條件:在爆炸界限內(nèi)的爆炸性氣體濃度和足夠能量的點火源。防爆的出發(fā)點旨在使這兩個條件相分離
,
也就是兩個條件同時出現(xiàn)的概率趨于零。作為隔爆型電氣設(shè)備的共同特征
都是具有一個隔爆外殼,它將點火源限制在隔爆外殼這個有限的空間中
,
使之與環(huán)境中的混合物相分離,同時將殼內(nèi)可能發(fā)生的爆炸限制在外殼空
間內(nèi),從而實現(xiàn)防止殼外爆炸的發(fā)生——防爆。
由于加工制造、安裝使用、維護等原因
,
隔爆外殼一般不可能是“天衣無
縫”的一個整體,而是由兩個以上的外殼零件構(gòu)成,零件組成外殼時
,零
件表面間的結(jié)合處必然會有間隙。由于環(huán)境中存在混合物,隔爆外殼存在
間隙,經(jīng)對流
、擴散等作用
,使得隔爆外殼內(nèi)部空間一定含有電氣設(shè)備安
裝使用環(huán)境中同樣的混合物。因此當電氣設(shè)備正常運行或事故狀態(tài)下產(chǎn)生火花、電弧或危險溫度時,隔爆外殼中發(fā)生爆炸時完全可能的。
影響隔爆外殼中爆炸壓力主要原因有:
一、混合物濃度的影響
在常溫常壓下,任何一種混合物的爆炸壓力,都隨著混合物濃度變化而變化,但必然存在一個對應(yīng)一定濃度值得最大爆炸壓力值,此值為該混合物最大爆炸壓力。
二 、混合物初始壓力的影響
混合物爆炸前所受到的壓力 ,稱之為混合物的初始壓力 ,初始壓力大于
常壓時 ,其單位體積的分子數(shù)目比常壓時多
,即相當于其分子密度加大,
在體積一定時 ,混合物的初始壓力逐漸增大
,則其分子數(shù)目隨初始壓力增
大而增加。
三 、混合物初始溫度的影響
混合物爆炸簽本身溫度稱之為混合物的初始溫度 ,初始溫度降低時,使氣
體冷縮而密度變大 ,相當于單位體積內(nèi)爆炸截止的質(zhì)量增加爆炸壓力與混
合物初始溫度關(guān)系是爆炸壓力隨初始溫度降低而增大 。
四、外殼形狀的影響
根據(jù)熱爆炸理論及其氣體反應(yīng)動力學(xué)觀點 ,混合物在爆炸過程中
,壓力波
總是以火源為中心,以同心球的形式向周圍空間擴展 ,最終形狀則與外殼
形狀一致 ,在球形外殼中心點火,壓力倍擴展不受任何干擾
,并同時結(jié)合
外殼的內(nèi)壁 ,因此此反應(yīng)的爆炸壓力較高。
五、外殼容積的影響
由于混合物爆炸時總是通過外殼壁產(chǎn)生熱損失,所以外殼內(nèi)部表面面積對爆炸壓力有一定影響。如果外殼內(nèi)部表面面積對容積之比值很大,則爆炸壓力比較小。
六、外殼間隙的影響
由于隔爆外殼存在的隔爆間隙,壓力波對新鮮混合物的壓縮,使部分新鮮混合物通過間隙而溢出。從而使外殼中的爆炸壓力下降。間隙越大,爆炸壓力越小,間隙對爆炸壓力的影響,在慢速爆炸的甲烷空間混合物中比快速反應(yīng)的氫氣空氣混合物中更明顯。
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