这种爆炸叫做粉尘爆炸,粉尘爆炸是指可燃性粉尘在爆炸极限范围内,遇到高温或者明火,火焰迅速传播于整个粉尘空间,发生剧烈的化学反应,瞬间释放出大量的热量,形成高温高压的环境,继而发生爆炸,破坏力极大。
虽然面粉平时不会燃烧,但它确实是可燃物。打个比方,大家都知道柴油是可燃物,但是如果我们直接用打火机点,很难点起来,而在发动机里雾状的柴油就很容易被点燃。面粉也是一样的道理,堆成一堆点不着,一旦悬浮在空中跟空气均匀混合,就很容易被点燃了。
除了面粉,还有其他很多粉尘都会燃烧爆炸,比如奶粉、茶叶粉、烟草粉、植物纤维尘、铝粉、锌粉、铁粉等等。
其实面粉平常是不会爆炸的,只有碰到一定条件的时候才会发生爆炸,这个条件就是遇到明火。我们大家都知道面粉是可燃物,平常把面粉堆放在那里的时候,只有最外面的面粉和空气接触,所以此时就算遇到明火也不容易发生爆炸。但是如果把面粉撒在空中,这样每一粒面粉都能和空气产生充分的接触,此时如果遇到明火的话,就会瞬间产生燃烧和爆炸。
其实这和汽油爆炸的原理类似,我们大家都知道,汽油平时是不会接触空气的,但是如果让汽油挥发到了空气当中,达到一定浓度的时候,再遇上明火就会瞬间产生爆炸。所以面粉爆炸也是这个原理,当面粉中的面粉颗粒扩散到空中的时候,只要达到了一定的浓度,遇上明火就会瞬间产生爆炸,其威力足以威胁人类的生命安全。
微小的粉尘为什么会爆炸呢?这是因为粉尘和其他物质一样也具有一定能量。由于粉尘的粒径小,表面积大,从而其表面能也增大。一块1 g重的煤其表面积只有5~6cm2,而1 g的煤粉飘尘,其表面积可达2m2。粉尘与空气混合,能形成可燃的混合气体,若遇明火或高温物体,极易着火,倾刻间完成燃烧过程,释放大量热能,使燃烧气体骤然升高,体积猛烈膨胀,形成很高的膨胀压力。燃烧后的粉尘,氧化反应十分迅速,它产生的热量能很快传递给相邻粉尘,从而引起一系列连锁反应。粉尘发生爆炸必须具备一定的条件,归纳起来不外乎燃料、氧气和温度,现分述如下:(1)粒径大小——这是影响其反应速度和灵敏度的重要因素。一般,颗粒越小越易燃烧,爆炸也越强烈。粒径在200 μm以下,且分散度较大时,易于在空中飘浮,吸热快,容易着火。粒径超过500μm,其中并含有一定数量的大颗粒则不易起爆。(2)化学成分——据实践分析,有机物粉尘中若含有COOH、OH、NH2、NO、C=N、C=N和N=N的基团时,发生爆炸的危险性较大;含卤素和钾、钠的粉尘,爆炸趋势减弱。(3)粉尘浓度——在一个给定容积中,能够传播火焰的悬浮粉尘的最小重量称为爆炸浓度。通常,达到粉尘爆炸浓度的粉尘才会发生爆炸。经验告诉我们,面粉的爆炸浓度约为15~20 g/m3,散粮爆炸浓度大约是30~40g/m3。(4)空气湿度——当空气湿度较大时,亲水性粉尘会吸附水份,从而使粉尘难以弥散和着火,传播火焰的速度也会减小。湿度大的粉尘即使着火,其热量首先消耗在蒸发粉尘中的水份,然后才用于燃烧过程。一般认为,粉尘湿度超过30%便不易起爆。(5)有足够的点火温度——粉尘爆炸大都起源于外部明火,如机械撞击、电焊和切割、静电火花或电火花、摩擦火花、火柴和高温体传热等。这类火源最低点火温度为300~500 ℃。(6)足够的氧气——粉尘悬浮环境中需含有足够维持燃烧的氧气。(7)粉尘紊动程度——悬浮在空气中的粉尘,紊动强度越大,越易吸收空气中的氧气而加快其反应速率,从而容易爆炸。
爆炸是因为面粉里面的淀粉遇明火发生化学反应,产生大量的热,这种气体遇到明火以后会迅速膨胀,当温度达到一定的程度的话,这些热量就会释放出来。
因此在日常生活中,我们在使用面粉的时候要注意控制好温度和湿度,这样可以有效避免爆炸。在夏天这个时候,有些人喜欢吃烧烤,如果这些东西遇明火就会发生爆炸。尤其是烤鱼这种高脂肪的食物,温度比较高后就很容易产生一些不可逆的伤害。所以为了安全起见请不要吃烤鱼等这类的食物。在这种情况下应该尽量远离火源进行操作。
另外当温度达到一定的程度时,里面的淀粉也会产生气体爆炸。
如果发生粉尘爆炸该如何自救:
1、爆炸一旦发生,最重要的是尽快逃离现场,因为一般粉尘爆炸可能会发生二次爆炸。
2、离开现场时,捂住口鼻,保持重心防止摔倒,顺着人流走,避开会坠落的边缘,如果不慎摔倒,保持屈体、抱头姿势,随时注意站起逃生的机会。
3、逃离现场后,可就近跳进水质较清洁的水池里,退去粉尘、给伤口降温,避免在水质污浊的水池里久留,当心遭到感染给后续治疗带来困难。
4、尽量待在开阔、空旷、醒目的地方,不要强行褪去伤口表面的衣物,请等待救援人员进一步处理。
在二战期间,由于希特勒的空军不断轰炸英国,那么炸弹就不断从天而降。英国一家面粉厂的厂长暗自庆幸炸弹没有击中他的厂房,但几乎与炸弹落下的同时,车间自己却发生了大爆炸,屋顶飞上了天,而爆炸的威力远远超过了炸弹的破坏度。与此同时,英国还有向家面粉厂也发生了爆炸。
对于这种奇特的爆炸,不但使工厂损失惨重,而且还十分令人难以置疑。因为没有炸弹落到厂房上,况且车间里只有面粉和机器,也没有炸药一类爆炸物品。为什么会出现这种奇怪的爆炸现象呢?经过研究发现,由于炸弹的气浪掀起了车间里面粉的粉尘,使得空气中所含的面粉达到一定的浓度,只要一遇火就会发生爆炸。原来爆炸物是面粉啊!
也许,有的朋友会问:面粉又不是炸药怎么会爆炸呢?我们知道,面粉厂里的粉碎机要把小麦加工成很细很细的面粉,粉碎机就要消耗电能而为被加工的物料做功,使物料被粉碎。其中,粉碎机所做的功的一部分转化成能量,而储存在被粉碎以后的物质颗粒表面,这部分能量在物理化学中被叫做“表面能”。对于一定的物质来说,被粉碎的程度越大,即颗粒越小,则表面积越大,那么表面能也就越大。举一个例子来说,一块1公斤重的二氧化硅的表面能为02焦耳,这是很小的,相当于把1公斤的物体举高002米所做的功。但是,如果把它粉碎成面粉一样细小的粉尘后,其表面能可达27×106焦耳,即相当于把同样重的物体举高2700米所做的功,表面能竟增大了1000万倍!正是由于表面能的大幅增加,才使得物料发生物理或化学变化将其能量释放出来。这样一来,面粉就很有可能发生爆炸。
其实,面粉爆炸的道理就好像由高处的水比低处的水有多余的势能。所以,它要向低处流一样。这样在平进看起来微不足道的细小粉尘一遇到适宜的条件,与空气充分混合,遇火后,就会迅速地发生激烈的燃烧反应,在瞬间放出巨大的能量。由此一来,令人惧怕的事情——面粉爆炸也就随之发生了。
在现实生活,不仅仅是面粉,对于那些易烯烧的粉尘如可可、软木、木材、轻橡胶、皮革、塑料等,以及几乎所有的有机化合物和各种无机材料如硫、铁、镁、钴等的粉尘,如果这些粉尘在空气中达到一定的浓度时,只要一遇到明火,即使是星星之火,也会引起一场轩然大波——发生剧烈的爆炸。而且,有时这些细尘的爆炸也绝不亚于炸弹的破坏作用。例如,1846年,英国的哈尔威煤矿发生了一次大爆炸。著名科学家法拉第在这次爆炸事件报告中写道:“甲烷混合物的燃烧和爆炸会掀起存在于坑道里的全部煤尘,并且使之着火。”可见,引起爆炸的物品并非是爆炸物,有时不能起人们注意的物体也会发生爆炸。
可燃物、氧化剂、点火源、粉尘抛散、有限空间。面粉爆炸是指面粉颗粒遇明火产生爆炸的现象。生产过程中产生大量的面粉的极细粉尘悬浮于空中,达到较高浓度如每立方米空气含97g面粉,遇到火苗、火星、电弧或适当的温度,会瞬间燃烧,形成猛烈的爆炸。
面粉爆炸的五个条件
粉尘会成为“炸药”,是由于粉尘具有较大的比表面积。与块状物质相比,粉尘的化学活动性强,接触的空气面积大,可吸附较多氧分子,导致氧化放热过程快。
当条件适当时,若其中某一粒粉尘被火点燃,就会像原子弹那样发生连锁反应,产生爆炸。
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