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为什么面粉和粉尘会爆炸?是什么科学原理?
说起来,粉尘也会爆炸出乎很多人意料,这些粉尘指的当然不是马路上的灰尘,而是可以燃烧的粉尘,一般家庭中常见的就是面粉和咖啡粉。粉尘爆炸的条件之一就是可燃烧的粉尘颗粒,面粉属于淀粉由葡萄糖分子组成的,葡萄糖燃烧分解成二氧化碳和水,而咖啡粉是由糖类、脂肪、蛋白质和一些碳水化合物组成的,也属于可燃烧颗粒。这些可燃烧的粉尘颗粒在空气中达到一定浓度,遇上明火就会发生爆炸,这就是粉尘爆炸。
2014年的昆山粉尘爆炸***导致146人死亡,91人受伤,这是血淋淋的教训。这场事故的原因是车间内长时间没有清理灰尘,导致地面铝粉堆积,而当除尘系统的风扇开启后,大量铝粉被吹起遇到了打磨机的高温颗粒直接点火爆炸。细铝粉和空气混合能够形成一种混合型爆炸物,当空气中的浓度达到40毫克/立方米时,就可以被点燃。
原理:当一颗可燃微粒遇到了热源后,引起表面温度升高产生化学反应,固态的可燃颗粒反应变成气态,体积在极短时间内迅速膨胀同时放出大量热量,将热量传递给周围的颗粒,发生爆炸。
国内某档关于危机的综艺节目就曾模拟过面粉爆炸,高浓度的彩色面粉像一颗***一样在***人中爆炸,如果粉尘范围较大,还会引起二次、三次爆炸,人体吸入粉尘后也可能导致呼吸系统被烧伤。
一些化学比较好的人可以从超市买到日常生活用品然后调配出爆炸物,电影《V字仇杀队》最后的“爆炸列车”里就是一堆化肥
除了日常生活用品可以爆炸外,面粉厂的面粉也是可以爆炸的,而且威力还及其强大,除了常见的面粉外金属加工中的铝粉也是可以发生爆炸的,2014年时昆山的一次铝粉爆炸带走了146个人的生命,还造成了114人的受伤,所以说粉尘爆炸的威力是非常大的。
如果一个密闭空间内扬满了面粉或者铝粉这类细小但可燃的颗粒物,那么这个密闭空间内的空气就会成为粉尘和空气的混合体,带来的结果就是只要有火源甚至火星出现,空间中的粉尘就会立刻被点燃而后迅速引燃周围的粉尘,剧烈的氧化还原反应会像多米诺骨牌一样持续进行下去,直至发生爆炸。
粉尘爆炸的发生,首先说明某一空间内粉尘浓度超过安全阀值,而且粉尘和空气充分接触过了,最后被小小的静电弧或者一丁点火星引发了爆炸。
总体而言粉尘爆炸的发生条件还是很多的,因此在预防粉尘爆炸时可用的手段也很多,比如排除静电和控制空间内空气参数(降低空间内含氧量也是个好办法),最主要的预防手段是严格控制粉尘浓度,只要浓度没有超过安全阀值,爆炸就不可能发生。
2014年昆山粉尘爆炸的罪魁祸首“铝粉”的安全阀值是每立方米40毫克,一但浓度超过这个阀值的话就会有爆炸的危险,军事武器中的“云爆弹”(空气***)就是一种利用云爆剂和空气混合后爆炸产生杀伤效果的***,其爆炸过程和粉尘爆炸有一些相似之处。
面粉厂在进行小麦加工时,如果每立方米空气中的面粉量超过了9.7克就会有爆炸的危险
我们在《伪装者》的电视剧中,看到一个桥段,为了毁灭明台经营的面粉厂里的所有不利证据,明诚和明楼,利用大量面粉制造粉尘环境,然后点燃造成剧烈爆炸。这就是面粉爆炸的最直接演示。
粉尘爆炸的条件之一就是可燃烧的粉尘颗粒,面粉属于淀粉由葡萄糖分子组成的,葡萄糖燃烧分解成二氧化碳和水,而咖啡粉是由糖类、脂肪、蛋白质和一些碳水化合物组成的,也属于可燃烧颗粒。这些可燃烧的粉尘颗粒在空气中达到一定浓度,遇上明火就会发生爆炸,这就是粉尘爆炸。
在特定的环境如密闭空间中,如果类似面粉、煤粉、铝粉这种可燃性物质的颗粒在空气中达到一定浓度,遇到明火或高温,就会产生粉尘爆炸。这种情况多发生在矿场、面粉厂等容易出现粉尘的工业场所。所以在这些场所内一定要注意避免出现明火。
2014年的昆山粉尘爆炸***导致146人死亡,91人受伤。这场事故的原因是车间内长时间没有清理灰尘,导致地面铝粉堆积,而当除尘系统的风扇开启后,大量铝粉被吹起遇到了打磨机的高温颗粒直接点火爆炸。细铝粉和空气混合能够形成一种混合型爆炸物,当空气中的浓度达到40毫克/立方米时,就可以被点燃。
消防专家指出,粉尘爆炸有三个条件:一是可燃粉尘以释放的浓度在空气中飘浮;二是有充足的氧化剂和空气;三是有火源或者强烈振动或者摩擦。如何做到预防和避免粉尘爆炸呢?一是加强通风;二是杜绝火种;三是定期做检查,排除隐患。
答:粉尘爆炸是化学爆炸的一种,原理是粉尘与空气的接触面积大,使得一些平常不燃或者难燃的物质在空气中具备爆炸危险。粉尘爆炸具有连续性、最小点火能量高、压力上升缓慢、压力持续时间长的特点。
在各种安全事故当中,粉尘爆炸是比较特殊的一种,一旦发生粉尘爆炸的***,一般危害性是很大的。比如2014年8月2日,江苏省昆山市一个金属抛光车间发生铝粉尘爆炸事故,造成146人死亡、114人受伤的惨重***(数据来源于新华社2016年2月3日消息)。
我们常见的爆炸有化学爆炸和物理爆炸两种形式,化学爆炸是指爆炸前后物质发生了化学变化,粉尘爆炸属于化学变化。
其原理是:粉尘的粒径非常小,当具有爆炸性的粉尘悬浮于空气中时,粉尘与空气的接触面积大大增加,此时局部的点火源可引起粉尘燃烧,如果达到了爆炸浓度,那么局部燃烧释放的能量可以延伸,导致多米诺骨牌效应,使得整个粉尘空间发生剧烈的爆炸。
影响粉尘爆炸的因素非常多,比如粉尘浓度、空气含水量、空气温度、空气压力、粉尘性质、容器大小等等;由于粉尘与空气的接触面积非常大,对于很多正常情况下不燃或者难燃的物质,比如铝、铁、氧化亚铁、树脂等等,在粉尘状态下也变得极易发生爆炸。
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