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0 绪论1

0.1 工业生产与安全1

0.2 工业生产中的爆炸事故1

0.3 生产中爆炸形式的分类3

0.3.1 可燃气体和可燃液体蒸气的爆炸3

0.3.2 可燃固体粉尘与空气混合物的爆炸4

0.3.3 化学反应失控而引起的工艺设备爆炸4

0.4 爆炸灾害防治对策4

0.5 本书的主要内容6

思考题6

1 基本概念7

1.1 燃烧的基本概念7

1.1.1 燃烧7

1.1.2 闪燃与闪点7

1.1.3 自燃与自燃点7

1.2 爆炸的基本概念8

1.3 爆炸发生的基本条件8

1.3.1 可燃气体发生爆炸的条件8

1.3.2 粉尘发生爆炸的条件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 密闭空间可燃气体或粉体爆炸12

1.4.3 开敞空间可燃气体或粉体爆炸12

1.4.4 沸腾液体膨胀蒸气爆炸（BLEVE爆炸）14

1.4.5 化学反应失控15

1.4.6 物理蒸气爆炸15

1.5 爆炸参数15

1.5.1 火焰速度和燃烧速度16

1.5.2 理论火焰温度16

1.5.3 爆炸强度17

1.5.4 最大试验安全间隙18

1.6 爆炸波破坏准则18

1.6.1 爆炸波的结构和破坏机理19

1.6.2 爆炸波破坏准则20

小结22

思考题23

习题23

2 可燃气体与蒸气的爆炸极限25

2.1 爆炸极限理论25

2.2 爆炸极限的影响因素27

2.2.1 可燃气体或蒸气的种类及化学性质的影响27

2.2.2 混合均匀程度的影响28

2.2.3 温度的影响28

2.2.4 初始压力的影响28

2.2.5 惰性介质或杂质的影响29

2.2.6 实验管径和材质的影响30

2.2.7 点火能量的影响30

2.3 爆炸反应方程分析31

2.3.1 化学计量浓度31

2.3.2 完全与不完全燃烧32

2.3.3 最危险浓度33

2.4 爆炸极限的计算33

2.4.1 单一燃料在空气中的爆炸极限的估算33

2.4.2 多种可燃气体混合物在空气中的爆炸极限的估算34

2.4.3 可燃气体与惰性气体混合物的爆炸极限的估算35

2.4.4 可燃气体在氧气中的爆炸极限39

2.4.5 可燃气体在其他氧化剂中的爆炸极限39

2.5 含氧量安全限值40

2.6 其他助燃气体41

小结41

思考题42

习题42

3 密闭空间内可燃气体的爆炸强度44

3.1 火焰传播44

3.2 爆炸过程的解析解法45

3.2.1 质量速率方程45

3.2.2 压力上升速率和火焰速度方程46

3.3 几何微元方法50

3.4 爆炸强度的测试56

3.5 影响爆炸强度的因素57

3.5.1 可燃气体活性57

3.5.2 可燃气体的浓度58

3.5.3 点火能量和位置58

3.5.4 容器形状和容器59

3.5.5 初始压力60

3.5.6 初始温度60

3.5.7 湍流状态60

小结61

思考题61

习题61

4 开敞空间可燃气云的爆炸强度63

4.1 影响可燃气云爆炸强度的因素63

4.1.1 可燃气云特性的影响63

4.1.2 周围环境对爆炸的影响64

4.1.3 天气情况的影响65

4.1.4 点火能量、点火位置的影响65

4.2 气云爆炸强度的研究和预测方法65

4.2.1 实验方法66

4.2.2 经验与理论研究方法68

小结73

思考题74

5 粉尘的爆炸强度75

5.1 粉尘爆炸的特点75

5.1.1 粉尘的概念75

5.1.2 粉尘爆炸发生的条件76

5.1.3 粉尘爆炸的特点77

5.2 粉尘爆炸参数的确定78

5.2.1 粉尘云浓度的测试79

5.2.2 爆炸下限（LEC）的测试81

5.2.3 爆炸强度的测试82

5.2.4 最小点火能（MIE）的测试84

5.2.5 粉尘最低着火温度（MIT）的测试85

5.3 粉尘爆炸的影响因素87

5.3.1 粉尘粒度87

5.3.2 粉尘性质和浓度87

5.3.3 氧化剂浓度87

5.3.4 点火能量88

5.3.5 含杂混合物的影响89

5.3.6 爆炸空间形状和尺寸89

5.3.7 初始压力的影响90

5.3.8 湍流度的影响90

小结91

思考题92

6 爆炸灾害的防护与控制原理及应用93

6.1 可燃物质浓度控制93

6.1.1 操作参数控制94

6.1.2 防止泄漏94

6.1.3 除尘95

6.2 氧化剂浓度控制95

6.2.1 遇水发生燃烧爆炸的物质96

6.2.2 混合危险性物质98

6.3 惰化技术99

6.4 点火源控制100

6.4.1 防止明火100

6.4.2 防止静电101

6.4.3 防止自燃102

6.4.4 防雷103

6.5 爆炸抑制技术104

6.5.1 爆炸抑制技术的有效性和局限性104

6.5.2 爆炸探测器的工作原理105

6.5.3 爆炸信号控制器的工作原理107

6.5.4 爆炸抑制器的工作原理107

6.6 爆炸阻隔技术110

6.6.1 阻火器110

6.6.2 主动式隔爆装置113

6.6.3 被动式隔爆装置115

小结116

思考题118

7 密闭空间内爆炸的安全泄放原理与应用119

7.1 泄放过程理论分析119

7.1.1 泄放能力的计算119

7.1.2 泄放面积的理论计算121

7.2 泄放面积工程设计121

7.2.1 比例法121

7.2.2 高强度包围体泄压设计图算法122

7.2.3 低强度包围体的泄压设计130

7.2.4 经验公式法130

7.2.5 泄放管的影响132

7.3 泄放过程的其他危害132

7.3.1 火焰扩展133

7.3.2 压力扩展133

7.3.3 反坐力133

7.4 泄放装置的设置与选型133

7.4.1 泄放装置的设置原则133

7.4.2 泄放装置的选型134

小结141

思考题142

习 题143

8 可燃气体和粉尘燃烧爆炸过程的数值计算144

8.1 数值模拟方法介绍144

8.2 可燃气体燃烧数值模拟145

8.2.1 层流预混火焰模型145

8.2.2 层流扩散火焰模型146

8.2.3 湍流火焰模型147

8.2.4 化学反应模型149

8.3 煤粉燃烧数值模拟150

8.3.1 气相模型151

8.3.2 颗粒相模型151

8.3.3 燃烧模型152

8.3.4 传热模型154

8.4 模拟案例155

8.4.1 甲烷-空气预混气体爆炸155

8.4.2 煤尘-甲烷预混气体爆炸模拟160

小结161

思考题162

附录163

附录1 常见液体的闪点163

附录2 常见物质的自燃点165

附录3 几种典型场合的点火能量166

附录4 部分气体最低点火能量166

附录5 常见粉尘的最小点火能量166

附录6 常见介质的基本燃烧速度167

附录7 部分可燃性气体或蒸气的最大试验安全间隙值167

附录8 常见可燃介质的燃烧热和爆炸极限168

附录9 燃气体或蒸气极限氧含量（以N2或CO2稀释）169

附录10 悬浮可燃粉尘极限氧含量（以N2或CO2稀释）170

附录11 悬浮可燃粉尘极限氧含量（以N2稀释）171

附录12 典型助燃气体氟、氯、氧、氧化亚氮的性质173

附录13 部分与水等发生爆炸反应物质的性质173

附录14 部分遇到空气即自燃的物质的性质174

附录15 常用物质的电阻率175

附录16 常见物质介电常数表176

参考文献177