爆炸极限
可燃性混合物发生爆炸的范围
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历史版本
爆炸极限（英文名：Explosion Limit，EL），又称爆炸浓度极限，是指可燃物（可燃气体、蒸气、粉尘或纤维）与空气（氧气或氧化剂）均匀混合形成爆炸性混合物，其浓度达到一定的范围时，遇到明火或一定的引爆能量立即发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，[2]一般用体积分数表示。[3]可燃物与空气的混合物能使火焰蔓延时可燃物的最低浓度称为该可燃物的爆炸下限（Lower Explosion Limit，LEL）；反之，能使火焰蔓延时可燃物的最高浓度称为该可燃物的爆炸上限（Upper Explosion Limit，UEL）。可燃物与空气的混合物的浓度在爆炸下限以下或爆炸上限以上，便不会爆炸。[4]
爆炸极限是随着多种不同外界条件的影响而变化的，其主要影响因素包括初始温度、初始压力、氧含量、惰性气体含量、其他杂质，以及容器等。[1][3]爆炸性气体混合物的初始温度越高，则爆炸极限范围越宽。[3]压力升高时，爆炸下限变化不大，但上限随压力增加较为显著。压力降低，则气体分子间距加大，爆炸极限范围会变小。[3]氧含量增大，会使爆炸极限的范围扩大，尤其是爆炸上限会提高很多。[1]爆炸性混合物中惰性气体含量增加，其爆炸极限范围缩小。此外，对于爆炸性气体，水等杂质对其反应影响很大。[3]
爆炸极限在工业、消防安全，[5][6]以及内燃机领域内均有应用。[7]在工业生产过程中，根据各种可燃物所具有的爆炸极限不同的特点，严防危险现象出现，[6]也可以判断可燃物的爆炸危险程度，尽可能用爆炸危险性小的物质代替危险性大的物质。[6][8]爆炸极限也可以应用于消防上，可以作为评定可燃气体火灾危险性大小、气体生产和储存场所火险类别、选择电气防爆形式等方面的依据，也可根据爆炸极限确定安全操作规程，确定建筑物耐火等级、层数、面积等。[5][6]爆炸极限也可应用在内燃机上，其目的是防止火花点火，发动机出现爆震，并促进压燃试发动机的点火。[7]
概述
可燃物与空气的混合物，并不是在任何组成下都可以燃烧或爆炸，而且燃烧（或爆炸）的速率也随着 组分或组成而变。实验发现，可燃物在空气中足以使火焰蔓延的浓度有一个从最低到最高的范围，当混合物中可燃物浓度接近化学反应式的化学计量比时，燃烧最快、最剧烈；若浓度减少或增加，火焰蔓延速率则降低；当浓度低于或高于某个极限值，火焰便不再蔓延。可燃物质与空气的混合物能使火焰蔓延的最低浓度，称为该可燃物的爆炸下限；反之，能使火焰蔓延的最高浓度则称为爆炸上限。上限与下限之间的浓度范围称为爆炸极限。显然，如混合物的浓度在此范围以外时，一般是不会发生着火或爆炸的。[3][2]混合体系中可燃物浓度在爆炸下限以下时因含有过量空气，空气的冷却作用使活化中心的消失数大于产出数，阻止了火焰的蔓延；浓度在爆炸极限以上时，因含有过量的可燃气体，助燃气体不足，火焰也不能蔓延，但此时若补充空气，仍有火灾和爆炸风险，所以浓度在爆炸上限以上的混合气体不能认为是安全的。[4]