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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。
爆炸是指在极短的时间内,释放出大量能量,产生高温,并放出大量气体,在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化。其中,化学爆炸其实就是一种十分剧烈的燃烧(燃烧的高级阶段),比如,汽油机中燃料混合物在压缩冲程末,发生爆炸性燃烧。
燃烧需要三个条件:
(1)可燃物;
(2)氧气(或空气);
(3)达到燃烧所需的最低温度(也叫着火点)。
粮食的主要成分是蛋白质、脂肪、碳水化合物和膳食纤维,都可以燃烧,一旦有氧气助燃,再达到着火点,就能燃烧。古今中外,通过烧毁敌方粮仓,取得战场胜利的例子,不胜枚举。但粮仓里的粮食堆积在一起,不能与氧气充分接触,难以形成爆炸性的效果。
将粮食粉碎成面粉,再飘散到空中,就能与空气充分接触,一旦遇到明火,就会将面粉引燃。如果一定空间中飘散的面粉达到足够的浓度,一处燃烧就能迅速引燃周围面粉,接着就是连锁式燃烧,几乎是一瞬间,就造成很大范围的面粉燃烧,势必释放出大量的内能,产生大量高温高压的燃气,体积急剧膨胀,引起空气剧烈的振动,发出巨大的响声。
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