Схенхаи отпоран на експлозију
У стандардним условима испитивања, граница концентрације на којој запаљиви гас или пара помешани са оксидирајућим гасом доводе до експлозије назива се граница експлозије. Уобичајено, Израз "лимит експлозије’ односи се на концентрационе границе запаљивих гасова или испарења у ваздуху. Најнижа концентрација запаљивог гаса који може проузроковати експлозију је позната као нижа граница експлозије (ЛЕЛ), и највиша концентрација као граница горњег експлозије (УЕЛ).
Када су запаљиви гасови или течне паре унутар граница експлозије и сусрећу се извор топлоте (као што је отворени пламен или висок температура), Пламен се брзо шири кроз простор за гас или прашину. Ова брза хемијска реакција ослобађа значајну количину топлоте, генерисање гасова који се шире због топлоте, Стварање високих температура и притисака са огромним деструктивним потенцијалом.
Границе експлозије су кључни параметри у описивању опасности запаљиво гасови, испарења, и запаљива прашина. Типично, Границе експлозије запаљивих гасова и паре изражене су у проценту гаса или паре у смеши.
На пример, на 20 ° Ц, Формула претворбе за волуметријску фракцију и масовну концентрацију запаљивих гаса је:
И = (Л / 100) × (1000М / 22.4) × (273/(273+20)) = Л × (М / 2.4)
У овој формули, Л је волуметријска фракција (%), И је масовна концентрација (Г / м³), М је релативна молекуларна маса запаљиви гас или паре, и 22.4 је јачина звука (литра) заузет 1 МОЛ неке супстанце у гасовитом стању под стандардним условима (0°Ц, 1 банкомат).
На пример, Ако је концентрација гаса метана у атмосфери 10%, претвара се на:
И = Л × (М / 2.4) = 10 × (16/2.4) = 66.67г / м³
Концепт ограничења експлозије за запаљиве гасове, испарења, и прашину се може објаснити теоријом топлотне експлозије. Ако концентрација запаљивог гаса, паре, или је прашина испод лела, Због вишка ваздуха, ефекат хлађења ваздуха, и недовољна концентрација запаљиве, Систем губи више топлоте него што добије, А реакција се не наставља. Слично томе, Ако је концентрација изнад УЕЛ-а, топлота је мања од изгубљене топлоте, Спречавање реакције. Додатно, Прекомерни запаљив гас или прашина не само да не реагује само и ствара топлоту због недостатка кисеоник Али такође хлади смешу, Спречавање ширења пламена. Штавише, За одређене супстанце попут етилен оксид, нитроглицерин, и запаљива прашина попут барута, Уел може да досегне 100%. Ови материјали пружају кисеоник током распадања, омогућавајући да се реакција настави. Повећани притисак и температура даље олакшавају њихово распадање и експлозију.