Shenhai Eksplosjonssikker
Under standard testforhold kalles eksplosjonsgrensen den konsentrasjonsgrensen der en brennbar gass eller damp blandet med en oksiderende gass fører til en eksplosjon. Vanligvis refererer begrepet "eksplosjonsgrense" til konsentrasjonsgrensene for brennbare gasser eller damper i luft. Den laveste konsentrasjonen av en brennbar gass som kan forårsake en eksplosjon, kalles nedre eksplosjonsgrense (LEL), og den høyeste konsentrasjonen kalles øvre eksplosjonsgrense (UEL).
Når brennbare gasser eller væskedamper befinner seg innenfor eksplosjonsgrensene og kommer i kontakt med en varmekilde (for eksempel en åpen flamme eller høy temperatur), sprer flammen seg raskt gjennom gass- eller støvrommet. Denne raske kjemiske reaksjonen frigjør en betydelig mengde varme og genererer gasser som utvider seg på grunn av varmen, noe som skaper høye temperaturer og trykk med et enormt destruktivt potensial.
Eksplosjonsgrenser er nøkkelparametere i beskrivelsen av farene ved brannfarlige gasser, damper og brennbart støv. Eksplosjonsgrensene for brennbare gasser og damper uttrykkes vanligvis som en prosentandel av gassen eller dampen i blandingen.
Ved 20 °C er for eksempel omregningsformelen for volumetrisk fraksjon og massekonsentrasjon av en brennbar gass følgende
Y = (L/100) × (1000M/22,4) × (273/(273+20)) = L × (M/2,4)
I denne formelen er L den volumetriske fraksjonen (%), Y er massekonsentrasjonen (g/m³), M er den relative molekylmassen til den brennbare gassen eller dampen, og 22,4 er volumet (liter) som opptas av 1 mol av et stoff i gassform under standardforhold (0 °C, 1 atm).
Hvis metangasskonsentrasjonen i atmosfæren for eksempel er 10%, blir det omregnet til
Y = L × (M/2,4) = 10 × (16/2,4) = 66,67 g/m³
Konseptet med eksplosjonsgrenser for brennbare gasser, damper og støv kan forklares ved hjelp av teorien om termisk eksplosjon. Hvis konsentrasjonen av en brennbar gass, damp eller støv er under LEL, vil systemet miste mer varme enn det tilføres på grunn av luftoverskudd, luftens kjølende effekt og utilstrekkelig konsentrasjon av det brennbare stoffet, og reaksjonen vil ikke fortsette. På samme måte, hvis konsentrasjonen er over UEL, er varmen som genereres mindre enn varmen som går tapt, og reaksjonen forhindres. I tillegg vil for mye brennbar gass eller støv ikke bare ikke reagere og generere varme på grunn av oksygenmangel, men også kjøle ned blandingen slik at flammene ikke sprer seg. For visse stoffer som etylenoksid, nitroglyserin og brennbart støv som krutt, kan UEL dessuten nå 100%. Disse materialene avgir oksygen under nedbrytningen, slik at reaksjonen kan fortsette. Økt trykk og temperatur gjør det enda lettere å spalte og eksplodere.