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为什么面粉和粉尘会爆炸?是什么科学原理?
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爆炸科学原理:就是过度剧烈燃烧。当物质燃烧释放巨能,常伴生高温高密可然气体,气体剧烈膨胀爆炸。大爆炸,定会在空气中产生冲击波。能震碎远处玻璃窗,与小爆破意义燃烧有区别。
黑火药基本成份是:1:2:3=硫磺:硝石(成份硝酸钾):木炭。常温下,硝石、硫磺和木炭混合在一起不会发生化学反应,只有受到猛烈撞击或高温才会发生反应,爆炸式:2KNO₃+S+3C(点燃)=K2₂S+3CO₂+N₂.
TNT***爆炸式:2C₇H₅N₃O₆(点燃)=12CO+5H₂+3N₂+ 2C.
1863年,J.威尔勃兰德发明出了梯恩梯TNT,梯恩梯化学成份为三硝基甲苯(学名),这是一种威力很强而又相当安全的***,即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆。它在20世纪初开始广泛用于装填各种***和进行爆炸,逐渐取代了苦味酸。分子式有三个硝基作氧化剂,不需大气或氧气,但TNT性能稳定,摩擦或振动无法引爆,被***击中也不易引爆,它需要***爆炸时产生的爆轰波,使TNT分子发生秒速5千米的连锁分解反应。
♦爆炸及其科学原理示意图
面粉粉尘爆炸:指可燃物在有限空间内,混合空气后形成氧化物粉尘云,有火源,粉尘空气混合物迅速被点燃,温度骤升,发生强化学反应。氧化物即氧气,可燃物即可燃粉尘,火源即可引发,或电弧放电现象引燃。
粉尘爆炸条件:粉尘可燃,如面粉、铝粉、煤粉、奶粉、咖啡粉、木粉、胡椒等;粉尘必须悬浮空中,且浓度一定,如面粉爆炸下限9.7~60g/m³,煤粉爆炸下限是35~45g/m³,铝粉爆炸下限是35~40g/m³;引爆火源足够。满足这三种条件,随时都能引爆。
密闭空间;空气中可燃性粉尘云或浮尘适度,富含氧化剂(多指氧气,浓度越高,爆炸风险越大,威力越大);粉尘粒径小于75um;尘粉固体悬浮物。满足这四种条件,爆炸更猛烈。
♦爆炸性粉尘级组区分
一些化学比较好的人可以从超市买到日常生活用品然后调配出爆炸物,电影《V字仇杀队》最后的“爆炸列车”里就是一堆化肥
除了日常生活用品可以爆炸外,面粉厂的面粉也是可以爆炸的,而且威力还及其强大,除了常见的面粉外金属加工中的铝粉也是可以发生爆炸的,2014年时昆山的一次铝粉爆炸带走了146个人的生命,还造成了114人的受伤,所以说粉尘爆炸的威力是非常大的。
如果一个密闭空间内扬满了面粉或者铝粉这类细小但可燃的颗粒物,那么这个密闭空间内的空气就会成为粉尘和空气的混合体,带来的结果就是只要有火源甚至火星出现,空间中的粉尘就会立刻被点燃而后迅速引燃周围的粉尘,剧烈的氧化还原反应会像多米诺骨牌一样持续进行下去,直至发生爆炸。
粉尘爆炸的发生,首先说明某一空间内粉尘浓度超过安全阀值,而且粉尘和空气充分接触过了,最后被小小的静电弧或者一丁点火星引发了爆炸。
总体而言粉尘爆炸的发生条件还是很多的,因此在预防粉尘爆炸时可用的手段也很多,比如排除静电和控制空间内空气参数(降低空间内含氧量也是个好办法),最主要的预防手段是严格控制粉尘浓度,只要浓度没有超过安全阀值,爆炸就不可能发生。
2014年昆山粉尘爆炸的罪魁祸首“铝粉”的安全阀值是每立方米40毫克,一但浓度超过这个阀值的话就会有爆炸的危险,军事武器中的“云爆弹”(空气***)就是一种利用云爆剂和空气混合后爆炸产生杀伤效果的***,其爆炸过程和粉尘爆炸有一些相似之处。
面粉厂在进行小麦加工时,如果每立方米空气中的面粉量超过了9.7克就会有爆炸的危险
为什么面粉和粉尘会爆炸?是什么科学原理?
粉尘爆炸其实是可燃固体颗粒悬浮在空气中,当达到一定的浓度时,只要被火源引燃就会发生爆炸。在我们生活中容易引起爆炸的粉尘有面粉、淀粉等,工厂中主要是有金属粉尘,如镁粉、铝粉等,非金属粉尘硫磺、煤炭等。
题目说的粉尘爆炸是什么科学原理?
粉尘爆炸属于一个连锁反应,这个可燃固体颗粒粉尘要想从点火源获得点火能量,那么粉尘粒子表面要不通过热传导或者通过热辐射的方式,从点火源获得点火能量。获得点火能量能,这些粉尘粒子的表面温度急剧上升,只要温度上升到粉尘粒子的加速分解或者蒸发温度时,那么粉尘粒子就变成粉尘蒸汽或者分解气体。从而这些粉尘蒸汽或分解气体与空气混合的混合气体引起点火。上述只是说到粉尘粒子表面获得点火能量,获得点火能量其表面到内部,相继发生熔融和气化,而且还会有微小火花崩出,为周围没有被点燃的粉尘提供了点火源,然后周围粉尘着火从而爆炸范围被扩大。
根据题目说的面粉是可燃粉尘的一种,因此只要符合粉尘爆炸条件,依然会发生爆炸的。
例如面粉在空气中达到一定浓度,而且又有一定的含氧量,有符合点燃面粉的点火源,这些面粉又是处于悬浮状态,恰好又是处于比较密闭的空间。能够满足这些基本条件,那么面粉是能够发生爆炸的。
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