В стандартных условиях испытаний, Предел концентрации, при котором горючий газ или пар, смешанный с окисляющим газом, приводит к взрыву, называется пределом взрываемости.. Обычно, термин «предел взрываемости»’ относится к предельным концентрациям горючих газов или паров в воздухе.. Наименьшая концентрация горючего газа, которая может вызвать взрыв, называется нижним пределом взрываемости. (ЛЭЛ), и самая высокая концентрация как верхний предел взрываемости. (УЭЛ).
Когда горючие газы или пары жидкости находятся во взрывоопасных пределах и сталкиваются с источником тепла. (например, открытое пламя или высокая температура), пламя быстро распространяется по газовому или пылевому пространству. Эта быстрая химическая реакция выделяет значительное количество тепла., образование газов, которые расширяются из-за тепла, создание высоких температур и давлений с огромным разрушительным потенциалом.
Пределы взрываемости являются ключевыми параметрами при описании опасностей, связанных с легковоспламеняющийся газы, пары, и горючая пыль. Обычно, пределы взрываемости горючих газов и паров выражаются в процентах от количества газа или пара в смеси..
Например, при 20°С, формула перевода объемной доли и массовой концентрации горючего газа имеет вид:
Y = (л/100) × (1000М/22,4) × (273/(273+20)) = Л × (М/2,4)
В этой формуле, L – объемная доля (%), Y - массовая концентрация (г/м³), M – относительная молекулярная масса горючий газ или пар, и 22.4 это объем (литры) занят 1 моль вещества в газообразном состоянии при стандартных условиях (0°С, 1 банкомат).
Например, если концентрация метана в атмосфере 10%, он преобразуется в:
Y = Л × (М/2,4) = 10 × (16/2.4) = 66,67 г/м³
Понятие о пределах взрываемости горючих газов., пары, и пыль можно объяснить теорией теплового взрыва. Если концентрация горючего газа, пар, или уровень пыли ниже НПВ, из-за избытка воздуха, охлаждающее действие воздуха, и недостаточная концентрация горючего, система теряет больше тепла, чем получает, и реакция не идет. Сходным образом, если концентрация выше UEL, выделяемое тепло меньше теряемого тепла, предотвращение реакции. Кроме того, чрезмерный горючий газ или пыль не только не вступают в реакцию и не выделяют тепло из-за отсутствия кислород но и охлаждает смесь, предотвращение распространения пламени. Более того, для некоторых веществ, таких как этилен окись, нитроглицерин, и горючая пыль, подобная пороху, UEL может достичь 100%. Эти материалы выделяют кислород во время разложения., позволяя реакции продолжаться. Повышенное давление и температура еще больше способствуют их разложению и взрыву..