"Shenhai" sprogimui atsparus
Standartinėmis bandymų sąlygomis koncentracijos riba, kuriai esant degiosios dujos arba garai, susimaišę su oksiduojančiomis dujomis, sukelia sprogimą, vadinama sprogimo riba. Paprastai terminas "sprogimo riba" reiškia degiųjų dujų ar garų koncentracijos ore ribas. Mažiausia degiųjų dujų koncentracija, galinti sukelti sprogimą, vadinama apatine sprogimo riba (LEL), o didžiausia koncentracija - viršutine sprogimo riba (UEL).
Kai degiosios dujos ar skysti garai yra sprogimo ribose ir susiduria su šilumos šaltiniu (pvz., atvira liepsna ar aukšta temperatūra), liepsna greitai plinta dujų ar dulkių erdvėje. Dėl šios greitos cheminės reakcijos išsiskiria daug šilumos, susidaro dujos, kurios dėl karščio plečiasi, todėl susidaro aukšta temperatūra ir slėgis, turintys didžiulį griaunamąjį potencialą.
Sprogimo ribos yra pagrindiniai parametrai, apibūdinantys degiųjų dujų, garų ir degiųjų dulkių keliamą pavojų. Paprastai degiųjų dujų ir garų sprogimo ribos išreiškiamos dujų ar garų kiekio mišinyje procentais.
Pavyzdžiui, esant 20 °C temperatūrai, degiųjų dujų tūrinės dalies ir masės koncentracijos perskaičiavimo formulė yra tokia:
Y = (L/100) × (1000 M/22,4) × (273/(273+20)) = L × (M/2,4)
Šioje formulėje L yra tūrinė dalis (%), Y - masės koncentracija (g/m³), M - degiųjų dujų arba garų santykinė molekulinė masė, o 22,4 - tūris (litrais), kurį užima 1 mol dujinės medžiagos standartinėmis sąlygomis (0 °C, 1 atm).
Pavyzdžiui, jei metano dujų koncentracija atmosferoje yra 10%, ji konvertuojama į:
Y = L × (M/2,4) = 10 × (16/2,4) = 66,67 g/m³
Degiųjų dujų, garų ir dulkių sprogimo ribų sąvoką galima paaiškinti terminio sprogimo teorija. Jei degiųjų dujų, garų ar dulkių koncentracija yra mažesnė už LEL, dėl oro pertekliaus, oro aušinimo poveikio ir nepakankamos degiosios medžiagos koncentracijos sistema praranda daugiau šilumos, nei jos gauna, ir reakcija nevyksta. Panašiai, jei koncentracija yra didesnė už UEL, išsiskiriančios šilumos yra mažiau nei prarandamos, todėl reakcija neįvyksta. Be to, per didelis degiųjų dujų ar dulkių kiekis ne tik nesureaguoja ir neišskiria šilumos dėl deguonies trūkumo, bet ir atvėsina mišinį, neleisdamas plisti liepsnai. Be to, tam tikrų medžiagų, pavyzdžiui, etileno oksido, nitroglicerino ir degių dulkių, pavyzdžiui, šaunamųjų ginklų miltelių, UEL gali siekti 100%. Šios medžiagos skilimo metu aprūpina deguonimi, todėl reakcija gali vykti toliau. Padidėjęs slėgis ir temperatūra dar labiau palengvina jų skilimą ir sprogimą.