Shenhai plahvatuskindel
Standardsetes katsetingimustes, plahvatuspiiriks nimetatakse kontsentratsioonipiiri, mille juures oksüdeeriva gaasiga segatud põlev gaas või aur põhjustab plahvatuse. Tavaliselt, mõiste "plahvatuspiir".’ viitab põlevate gaaside või aurude kontsentratsioonipiiridele õhus. Põlevgaasi madalaimat kontsentratsiooni, mis võib plahvatust põhjustada, nimetatakse alumiseks plahvatuspiiriks (LEL), ja kõrgeim kontsentratsioon kui ülemine plahvatuspiir (UEL).
Kui põlevad gaasid või vedelikuaurud jäävad plahvatuspiiridesse ja puutuvad kokku soojusallikaga (nagu lahtine leek või kõrge temperatuuri), leek levib kiiresti läbi gaasi- või tolmuruumi. See kiire keemiline reaktsioon eraldab märkimisväärse koguse soojust, soojuse toimel paisuvate gaaside tekitamine, tekitades kõrgeid temperatuure ja rõhku, millel on tohutu hävitav potentsiaal.
Plahvatuspiirid on peamised parameetrid ohtude kirjeldamisel tuleohtlik gaasid, aurud, ja põlev tolm. Tavaliselt, tuleohtlike gaaside ja aurude plahvatuspiirid on väljendatud protsendina segus sisalduvast gaasist või aurust.
Näiteks, 20°C juures, süttiva gaasi mahuosa ja massikontsentratsiooni teisendusvalem on:
Y = (L/100) × (1000M/22,4) × (273/(273+20)) = L × (M/2.4)
Selles valemis, L on mahuosa (%), Y on massikontsentratsioon (g/m³), M on suhteline molekulmass põlev gaas või auru, ja 22.4 on helitugevus (liitrit) poolt hõivatud 1 mol gaasilises olekus ainet standardtingimustes (0°C, 1 atm).
Näiteks, kui metaani kontsentratsioon atmosfääris on 10%, see teisendab:
Y = L × (M/2.4) = 10 × (16/2.4) = 66,67 g/m³
Tuleohtlike gaaside plahvatuspiiride kontseptsioon, aurud, ja tolmu saab seletada termilise plahvatuse teooriaga. Kui süttiva gaasi kontsentratsioon, aur, või tolm on alla LEL-i, liigse õhu tõttu, õhu jahutav toime, ja põleva aine ebapiisav kontsentratsioon, süsteem kaotab soojust rohkem kui võidab, ja reaktsioon ei edene. Samamoodi, kui kontsentratsioon on üle piirnormi, tekkiv soojus on väiksem kui kaotatud soojus, reaktsiooni ärahoidmine. Lisaks, liigne põlev gaas või tolm ei suuda reageerida ega tekitada soojust selle puudumise tõttu hapnikku vaid ka jahutab segu, leegi leviku takistamine. enamgi veel, teatud ainete puhul nagu etüleen oksiid, nitroglütseriin, ja põlev tolm nagu püssirohi, UEL võib ulatuda 100%. Need materjalid annavad oma hapnikku lagunemise ajal, võimaldades reaktsioonil jätkuda. Suurenenud rõhk ja temperatuur soodustavad veelgi nende lagunemist ja plahvatust.