爆炸是一種極為迅速的物理或化學的能量釋放過程。在此過程中,物質以極快的速度把其內部所含有的能量釋放出來,轉變成機械功、光和熱等能量形態(tài)。所以一旦發(fā)生爆炸事故,就會產生巨大的破壞作用。
(1)爆炸現象及其分類? 按照物質發(fā)生爆炸的原因和性質不同,可將爆炸分為物理爆炸、化學爆炸和核爆炸3類。
a.物理爆炸。它是由物理變化引起的爆炸,最常見的鍋爐爆炸和高壓氣瓶的爆炸。蒸汽鍋爐爆炸是由于鍋爐出現缺陷,鍋爐內過熱水迅速轉變?yōu)檎羝?,產生很高的壓力:沖破容器的阻力而引起的。高壓氣瓶充氣壓力過高,且靠近熱源或者在陽光下曝曬,也會使氣瓶內部壓力升高,當它們超過氣瓶的強度時,就會發(fā)生因氣瓶破裂而爆炸。高壓容器長期使用,缺乏良好的檢查和維護,以及違反安全操作規(guī)程,也是發(fā)生壓力容器爆炸事故的重要原因。
b.化學爆炸? 物質以極快的反應速度發(fā)生放熱的化學反應,產生的高溫高壓氣體急劇膨脹做功而形成的爆炸,稱為化學爆炸。當爆炸物質由少量能量引爆發(fā)生化學爆炸時,爆炸物質瞬間化作一團火光,形成煙霧,并產生轟隆巨響,附近形成強烈的爆炸風,建筑物、設備受到損壞或強烈振動?;瘜W爆炸按照爆炸時所發(fā)生的化學變化可以分為3類。
(a)簡單分解爆炸。能夠發(fā)生簡單分解爆炸的爆炸物,在爆炸時并不一定發(fā)生燃燒反應。爆炸所需的能量是由爆炸物分解時所放出的分解熱提供的。
(b)復雜分解的爆炸。能發(fā)生這類爆炸的物質稱為炸藥。
(c)爆炸性混合物的爆炸。這類爆炸發(fā)生在氣相里,指的是可燃氣體,易燃和可燃液體蒸氣、可燃粉塵、霧滴與空氣混合所形成的混合物發(fā)生的爆炸現象。這類物質爆炸需要具備一定的條件,如一定比例的爆炸物含量和氧含量以及存在有激發(fā)能源,它們的危險性較上兩類物質低。
c.核爆炸。物質的原子核發(fā)生裂變或聚變反應,瞬間釋放出巨大能量而形成的爆炸現象,稱為核爆炸。核爆炸反應所釋放出的能量比化學爆炸釋放出的能量要大得多,集中得多。爆炸時可形成百萬度到數千萬度的高溫,在爆炸中心區(qū)形成數百萬大氣壓的高壓,同時放出很強的光和熱輻射以及各種粒子的放射線。因此,核爆炸的破壞力比化學爆炸的破壞力大得多,它的能量相當于數萬噸到數千萬噸梯恩梯炸藥爆炸。
(2)燃燒、爆炸和爆轟? 發(fā)生在爆炸物質內的燃燒、爆炸和爆轟,有它們的共同點和不同點。它們的共同點在于:燃燒、爆炸和爆轟都是以化學反應的形式進行的。燃燒、爆炸和爆轟一經發(fā)生,它們不是在全體爆炸物內進行,而是在某一局部區(qū)域進行化學反應,這個化學反應區(qū)域按一定的方向,一定的速度,一層層地自動傳播進行?;瘜W反應區(qū)很窄,反應就在這個區(qū)域內完成,而且這個過程一經發(fā)生就可以自動地繼續(xù)下去,直到爆炸物質全部反應完畢。參見圖20—11所示。
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燃燒、爆炸、爆轟間的最本質區(qū)別在于傳播速度不同。燃燒的傳播速度比較慢,比爆炸物質內的聲速要低得多;爆轟的速度是很快的,也是恒定的,比爆炸物質的聲速要快得多,爆炸是由燃燒到爆轟之間的過渡階段,它的速度介于兩者之間,是可變的,因此稱為不穩(wěn)定的爆轟。考慮到爆炸、爆轟產生破壞作用的共同性,安全工作者習慣于把爆炸和爆轟統稱為爆炸。燃燒、爆炸、爆轟的傳播速度的區(qū)分范圍如下:
燃燒——通常指傳播速度為每秒數毫米至數米的過程;
爆炸——通常指傳播速度為每秒十米至數百米的過程;
爆轟——指傳播速度為每秒一千米至一萬米的過程。