氣體和粉塵爆炸防治工程學（第2版）

0緒論1
0．1工業(yè)生產(chǎn)與安全1
0．2工業(yè)生產(chǎn)中的爆炸事故1
0．3生產(chǎn)中爆炸形式的分類3
0．3．1可燃氣體和可燃液體蒸氣的爆炸3
0．3．2可燃固體粉塵與空氣混合物的爆炸4
0．3．3化學反應失控而引起的工藝設備爆炸4
0．4爆炸災害防治對策4
0．5本書的主要內(nèi)容6
思考題6
1基本概念7
1．1燃燒的基本概念7
1．1．1燃燒7
1．1．2閃燃與閃點7
1．1．3自燃與自燃點7
1．2爆炸的基本概念8
1．3爆炸發(fā)生的基本條件8
1．3．1可燃氣體發(fā)生爆炸的條件8
1．3．2粉塵發(fā)生爆炸的條件9
1．4爆炸的基本特性11
1．4．1凝聚相含能材料的爆炸11
1．4．2密閉空間可燃氣體或粉體爆炸12
1．4．3開敞空間可燃氣體或粉體爆炸12
1．4．4沸騰液體膨脹蒸氣爆炸(BLEVE爆炸)14
1．4．5化學反應失控15
1．4．6物理蒸氣爆炸15
1．5爆炸參數(shù)15
1．5．1火焰速度和燃燒速度16
1．5．2理論火焰溫度16
1．5．3爆炸強度17
1．5．4最大試驗安全間隙18
1．6爆炸波破壞準則18
1．6．1爆炸波的結構和破壞機理19
1．6．2爆炸波破壞準則20
小結22
思考題23
習題23
2可燃氣體與蒸氣的爆炸極限25
2．1爆炸極限理論25
2．2爆炸極限的影響因素27
2．2．1可燃氣體或蒸氣的種類及化學性質(zhì)的影響27
2．2．2混合均勻程度的影響28
2．2．3溫度的影響28
2．2．4初始壓力的影響28
2．2．5惰性介質(zhì)或雜質(zhì)的影響29
2．2．6實驗管徑和材質(zhì)的影響30
2．2．7點火能量的影響30
2．3爆炸反應方程分析31
2．3．1化學計量濃度31
2．3．2完全與不完全燃燒32
2．3．3最危險濃度33
2．4爆炸極限的計算33
2．4．1單一燃料在空氣中的爆炸極限的估算33
2．4．2多種可燃氣體混合物在空氣中的爆炸極限的估算34
2．4．3可燃氣體與惰性氣體混合物的爆炸極限的估算35
2．4．4可燃氣體在氧氣中的爆炸極限39
2．4．5可燃氣體在其他氧化劑中的爆炸極限39
2．5含氧量安全限值40
2．6其他助燃氣體41
小結41
思考題42
習題42
3密閉空間內(nèi)可燃氣體的爆炸強度44
3．1火焰?zhèn)鞑?4
3．2爆炸過程的解析解法45
3．2．1質(zhì)量速率方程45
3．2．2壓力上升速率和火焰速度方程46
3．3幾何微元方法50
3．4爆炸強度的測試56
3．5影響爆炸強度的因素57
3．5．1可燃氣體活性57
3．5．2可燃氣體的濃度58
3．5．3點火能量和位置58
3．5．4容器形狀和容器59
3．5．5初始壓力60
3．5．6初始溫度60
3．5．7湍流狀態(tài)60
小結61
思考題61
習題61
4開敞空間可燃氣云的爆炸強度63
4．1影響可燃氣云爆炸強度的因素63
4．1．1可燃氣云特性的影響63
4．1．2周圍環(huán)境對爆炸的影響64
4．1．3天氣情況的影響65
4．1．4點火能量、點火位置的影響65
4．2氣云爆炸強度的研究和預測方法65
4．2．1實驗方法66
4．2．2經(jīng)驗與理論研究方法68
小結73
思考題74
5粉塵的爆炸強度75
5．1粉塵爆炸的特點75
5．1．1粉塵的概念75
5．1．2粉塵爆炸發(fā)生的條件76
5．1．3粉塵爆炸的特點77
5．2粉塵爆炸參數(shù)的確定78
5．2．1粉塵云濃度的測試79
5．2．2爆炸下限（LEC）的測試81
5．2．3爆炸強度的測試82
5．2．4最小點火能（MIE）的測試84
5．2．5粉塵最低著火溫度（MIT）的測試85
5．3粉塵爆炸的影響因素87
5．3．1粉塵粒度87
5．3．2粉塵性質(zhì)和濃度87
5．3．3氧化劑濃度87
5．3．4點火能量88
5．3．5含雜混合物的影響89
5．3．6爆炸空間形狀和尺寸89
5．3．7初始壓力的影響90
5．3．8湍流度的影響90
小結91
思考題92
6爆炸災害的防護與控制原理及應用93
6．1可燃物質(zhì)濃度控制93
6．1．1操作參數(shù)控制94
6．1．2防止泄漏94
6．1．3除塵95
6．2氧化劑濃度控制95
6．2．1遇水發(fā)生燃燒爆炸的物質(zhì)96
6．2．2混合危險性物質(zhì)98
6．3惰化技術99
6．4點火源控制100
6．4．1防止明火100
6．4．2防止靜電101
6．4．3防止自燃102
6．4．4防雷103
6．5爆炸抑制技術104
6．5．1爆炸抑制技術的有效性和局限性104
6．5．2爆炸探測器的工作原理105
6．5．3爆炸信號控制器的工作原理107
6．5．4爆炸抑制器的工作原理107
6．6爆炸阻隔技術110
6．6．1阻火器110
6．6．2主動式隔爆裝置113
6．6．3被動式隔爆裝置115
小結116
思考題118
7密閉空間內(nèi)爆炸的安全泄放原理與應用119
7．1泄放過程理論分析119
7．1．1泄放能力的計算119
7．1．2泄放面積的理論計算121
7．2泄放面積工程設計121
7．2．1比例法121
7．2．2高強度包圍體泄壓設計圖算法122
7．2．3低強度包圍體的泄壓設計130
7．2．4經(jīng)驗公式法130
7．2．5泄放管的影響132
7．3泄放過程的其他危害132
7．3．1火焰擴展133
7．3．2壓力擴展133
7．3．3反坐力133
7．4泄放裝置的設置與選型133
7．4．1泄放裝置的設置原則133
7．4．2泄放裝置的選型134
小結141
思考題142
習題143
8可燃氣體和粉塵燃燒爆炸過程的數(shù)值計算144
8．1數(shù)值模擬方法介紹144
8．2可燃氣體燃燒數(shù)值模擬145
8．2．1層流預混火焰模型145
8．2．2層流擴散火焰模型146
8．2．3湍流火焰模型147
8．2．4化學反應模型149
8．3煤粉燃燒數(shù)值模擬150
8．3．1氣相模型151
8．3．2顆粒相模型151
8．3．3燃燒模型152
8．3．4傳熱模型154
8．4模擬案例155
8．4．1甲烷-空氣預混氣體爆炸155
8．4．2煤塵-甲烷預混氣體爆炸模擬160
小結161
思考題162
附錄163
附錄1常見液體的閃點163
附錄2常見物質(zhì)的自燃點165
附錄3幾種典型場合的點火能量166
附錄4部分氣體最低點火能量166
附錄5常見粉塵的最小點火能量166
附錄6常見介質(zhì)的基本燃燒速度167
附錄7部分可燃性氣體或蒸氣的最大試驗安全間隙值167
附錄8常見可燃介質(zhì)的燃燒熱和爆炸極限168
附錄9可燃氣體或蒸氣極限氧含量(以N2或CO2稀釋)169
附錄10懸浮可燃粉塵極限氧含量(以N2或CO2稀釋)170
附錄11懸浮可燃粉塵極限氧含量(以N2稀釋)171
附錄12典型助燃氣體氟、氯、氧、氧化亞氮的性質(zhì)173
附錄13部分與水等發(fā)生爆炸反應物質(zhì)的性質(zhì)173
附錄14部分遇到空氣即自燃的物質(zhì)的性質(zhì)174
附錄15常用物質(zhì)的電阻率175
附錄16常見物質(zhì)介電常數(shù)表176
參考文獻177