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为什么面粉和粉尘会爆炸?是什么科学原理?
为什么面粉和粉尘会爆炸?是什么科学原理?
粉尘爆炸其实是可燃固体颗粒悬浮在空气中,当达到一定的浓度时,只要被火源引燃就会发生爆炸。在我们生活中容易引起爆炸的粉尘有面粉、淀粉等,工厂中主要是有金属粉尘,如镁粉、铝粉等,非金属粉尘硫磺、煤炭等。
题目说的粉尘爆炸是什么科学原理?
粉尘爆炸属于一个连锁反应,这个可燃固体颗粒粉尘要想从点火源获得点火能量,那么粉尘粒子表面要不通过热传导或者通过热辐射的方式,从点火源获得点火能量。获得点火能量能,这些粉尘粒子的表面温度急剧上升,只要温度上升到粉尘粒子的加速分解或者蒸发温度时,那么粉尘粒子就变成粉尘蒸汽或者分解气体。从而这些粉尘蒸汽或分解气体与空气混合的混合气体引起点火。上述只是说到粉尘粒子表面获得点火能量,获得点火能量其表面到内部,相继发生熔融和气化,而且还会有微小火花崩出,为周围没有被点燃的粉尘提供了点火源,然后周围粉尘着火从而爆炸范围被扩大。
根据题目说的面粉是可燃粉尘的一种,因此只要符合粉尘爆炸条件,依然会发生爆炸的。
例如面粉在空气中达到一定浓度,而且又有一定的含氧量,有符合点燃面粉的点火源,这些面粉又是处于悬浮状态,恰好又是处于比较密闭的空间。能够满足这些基本条件,那么面粉是能够发生爆炸的。
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”(空气燃烧弹)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
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。
2016年6月27日,台湾某水上乐园用玉米淀粉为原料,举办“彩色派对”,结果发生粉尘爆炸***,造成10人死亡,500多人受伤。
图示:如果使用可燃烧的物质,举办这种派对,那就是在作死
所谓爆炸,就是过度剧烈的燃烧。
当物质燃烧时,它会释放出能量,并常常会产生大量高温气体,伴随着气体的剧烈膨胀过程,就产生了爆炸现象,爆炸最明显的现象就是能在空气中产生冲击波,甚至能震碎远处的玻璃窗,这就和一般意义上的燃烧相区别。
图示:注意图片中的冲击波
原因就是因为面粉或其它粉尘具有可燃性,没有可燃性的粉尘是无法发生爆炸的。让我们再重复一遍:所谓爆炸就是过于剧烈的燃烧,本质上都属于化学放能反应。释放出来的能量加热了空气,化学反应本身还可能产生大量气体。局部突然产生大量高温气体,这些气体剧烈向外膨胀的过程,就产生了爆炸现象。
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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