气体和粉尘爆炸防治工程学PDF电子书下载

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