Шенхай Взривозащитен
При стандартни условия на тестване, границата на концентрация, при която горим газ или пара, смесени с окисляващ газ, води до експлозия, се нарича граница на експлозия. Често срещано, терминът „граница на експлозия“.’ се отнася до границите на концентрация на горими газове или пари във въздуха. Най-ниската концентрация на горим газ, която може да причини експлозия, е известна като долна граница на експлозия (LEL), и най-високата концентрация като горна граница на експлозия (UEL).
Когато запалими газове или течни пари са в границите на експлозия и се сблъскат с източник на топлина (като открит пламък или високо температура), пламъкът бързо се разпространява през пространството за газ или прах. Тази бърза химическа реакция освобождава значително количество топлина, генериране на газове, които се разширяват поради топлина, създаване на високи температури и налягания с огромен разрушителен потенциал.
Границите на експлозия са ключови параметри при описанието на опасностите от запалими газове, изпарения, и горим прах. Типично, границите на експлозия на запалими газове и пари се изразяват като процент от газа или парата в сместа.
Например, при 20°C, формулата за преобразуване на обемната фракция и масовата концентрация на запалим газ е:
Y = (L/100) × (1000М/22,4) × (273/(273+20)) = L × (М/2,4)
В тази формула, L е обемната фракция (%), Y е масовата концентрация (g/m³), M е относителната молекулна маса на горим газ или пара, и 22.4 е обемът (литри) заета от 1 mol вещество в газообразно състояние при стандартни условия (0°C, 1 банкомат).
Например, ако концентрацията на газ метан в атмосферата е 10%, се преобразува в:
Y = L × (М/2,4) = 10 × (16/2.4) = 66,67g/m³
Концепцията за границите на експлозия за запалими газове, изпарения, и прахът може да се обясни с теорията за топлинната експлозия. Ако концентрацията на запалим газ, пара, или прахът е под LEL, поради излишния въздух, охлаждащия ефект на въздуха, и недостатъчна концентрация на запалимото вещество, системата губи повече топлина, отколкото получава, и реакцията не протича. по същия начин, ако концентрацията е над UEL, генерираната топлина е по-малка от загубата на топлина, предотвратяване на реакцията. Допълнително, прекомерният горим газ или прах не само не реагира и не генерира топлина поради липса на кислород но и охлажда сместа, предотвратяване разпространението на пламък. освен това, за определени вещества като етилен оксид, нитроглицерин, и запалим прах като барут, UEL може да достигне 100%. Тези материали осигуряват своя кислород по време на разлагането, което позволява на реакцията да продължи. Повишеното налягане и температура допълнително улесняват тяхното разлагане и експлозия.