爆炸性混合氣體與火源接觸，便有原子或自由基生成而成為連鎖反應(yīng)的作用中心。熱以及活化中心引起鄰近層爆炸混合氣體起化學(xué)反應(yīng)，這種作用逐層傳播。同時(shí)，火焰也逐層向外傳播。如果爆炸性氣體濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)，則反應(yīng)放出的熱量足以維持化學(xué)反應(yīng)和火焰的持續(xù)傳播，*終導(dǎo)致爆炸的發(fā)生。研究結(jié)果表明，爆炸極限不是一個(gè)固定值，它受多種因素影響，工業(yè)生產(chǎn)中很難確定可燃、可爆氣體的安全濃度范圍。但如掌握了外界條件變化對(duì)爆炸極限的影響規(guī)律和計(jì)算方法，則根據(jù)實(shí)際所測(cè)的氣體濃度并經(jīng)計(jì)算得到的爆炸極限對(duì)工業(yè)生產(chǎn)仍有一定的指導(dǎo)意義。
爆炸性氣體混合物的原始溫度越高，則爆炸極限范圍越大，即爆炸下限降低而爆炸上限增高。因?yàn)橄到y(tǒng)溫度升高，其分子內(nèi)能增加，使更多的氣體分子處于激發(fā)態(tài)，原來(lái)不燃的混合氣體成為可燃、可爆系統(tǒng)，所以溫度升高使爆炸危險(xiǎn)性增大。若t℃時(shí)的下限為L(zhǎng)，25℃時(shí)的下限為L(zhǎng)25，則其關(guān)系式為
1.2系統(tǒng)初始?jí)毫?/div>
混合氣體的原始?jí)毫?duì)爆炸極限有很大的影響，在增壓的情況下，其爆炸極限的變化也很復(fù)雜。壓力增大，爆炸極限擴(kuò)大。這是因?yàn)橄到y(tǒng)壓力增高，其分子間距更為接近，碰撞幾率增高，因此使燃燒的*初反應(yīng)和反應(yīng)的進(jìn)行更為容易。壓力降低，則爆炸極限范圍縮小。待壓力降至某值時(shí)，其下限與上限重合，將此時(shí)的*低壓力稱(chēng)為爆炸的臨界壓力。若壓力降至臨界壓力以下，系統(tǒng)就不爆炸。因此，在密閉容器內(nèi)進(jìn)行減壓(負(fù)壓)操作對(duì)安全生產(chǎn)有利。天然氣--空氣混合的爆炸界限與壓力的依存關(guān)系可表示為
L=4.9—0.71lnP
U=14.1—20.4lnp
式中
L為爆炸下限，％(體積分?jǐn)?shù))；U為爆炸上限，％(體積分?jǐn)?shù))；P為初始?jí)毫Γ琍a。
1.3惰性介質(zhì)及雜質(zhì)
若混合氣體中所含惰性氣體的百分?jǐn)?shù)增加，可使爆炸極限的范圍縮小，直至不爆炸。如在甲烷的混合氣體中加入惰性氣體(氮、二氧化碳，水然氣、氬、氦、四氯化碳等)，隨著混合氣體中惰性氣體量的增加，對(duì)上限的影響較之對(duì)下限的影響更為顯著。因?yàn)槎栊詺怏w濃度加大，表示氧的濃度相對(duì)減少，而在上限中氧的濃度本來(lái)已經(jīng)很小，故惰性氣體濃度稍微增加一點(diǎn)，即產(chǎn)生很大影響，而使爆炸上限劇烈下降。
對(duì)于有氣體參與的反應(yīng)，雜質(zhì)也有很大的影響，例如，如果沒(méi)有水，干燥的氯就沒(méi)有氧化的性能，干燥的空氣也完全不能氧化鈉或磷。干燥的氫和氧的混合氣體在較高的溫度下不會(huì)產(chǎn)生爆炸。大量的水會(huì)急劇加速氯氧化物等物質(zhì)的分解。少量的硫化氫會(huì)大大降低水煤氣和混合氣體的燃點(diǎn)，并因此促使其爆炸。
1.4容器
充裝容器的材質(zhì)、尺寸等，對(duì)物質(zhì)爆炸極限均有影響。實(shí)驗(yàn)證明，容器管子直徑越小，爆炸極限范圍越小。同一可燃物質(zhì)，管徑越小，其火焰蔓延速度亦越小。當(dāng)管徑(或火焰通道)tb到一定程度時(shí)，火焰即不能通過(guò)。這一間距稱(chēng)*大滅火間距，亦稱(chēng)之為臨界直徑。燃燒與爆炸是由自由基產(chǎn)生一系列連鎖反應(yīng)的結(jié)果，只有當(dāng)新生自由基大于消失的自由基時(shí)，燃燒才能繼續(xù)。但隨著管道直徑(尺寸)的減小，自由基與管道壁的碰撞幾率相應(yīng)增大。當(dāng)尺寸減少到一定程度時(shí)，即因自由基(與器壁碰撞)消毀大于自由基產(chǎn)生速度，燃燒反應(yīng)便不能繼續(xù)進(jìn)行。
容器材料也有很大的影響，例如氫和氟在玻璃器皿中混合，甚至放在液態(tài)空氣溫度下于黑暗中也會(huì)發(fā)生爆炸，而在銀制器皿中，一般溫度下才能發(fā)生反應(yīng)。
1.5點(diǎn)火源能量值
火花的能量、熱表面的面積、火源與混合氣體的接觸時(shí)間等，對(duì)爆炸極限均有影響。如甲烷對(duì)電壓為100V、電流強(qiáng)度為1A的電火花，無(wú)論在何種比例下都不爆炸；電流強(qiáng)度為2A時(shí)其爆炸極限為5.9％～13.6％；3A時(shí)為5.85％～14.8％
除上述因素外，光對(duì)爆炸極限也有影響。眾所周知，在黑暗中氫與氯的反應(yīng)十分緩慢，但在強(qiáng)光照射下則發(fā)生連鎖反應(yīng)導(dǎo)致爆炸。又如甲烷與氯的混合氣體，在黑暗中長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生反應(yīng)，但在日光照射下，便會(huì)引起激烈的反應(yīng)，如果兩種氣體的比例適當(dāng)則會(huì)發(fā)生爆炸。另外，表面活性物質(zhì)對(duì)某些介質(zhì)也有影響，如在球形器皿內(nèi)于5301E時(shí)，氫與氧完全不反應(yīng)，但是向器皿中插入石英、玻璃、銅或鐵棒時(shí)，則發(fā)生爆炸。
2爆炸極限的理論計(jì)算方法
2.1按爆炸性氣體完全燃燒時(shí)化學(xué)理論濃度計(jì)算
爆炸性氣體完全燃燒時(shí)化學(xué)理論濃度可以用來(lái)確定鏈烷烴類(lèi)的爆炸下限，其計(jì)算公式為
L下=0.55Co
式中0.55為常數(shù)；Co為爆炸性氣體完全燃燒時(shí)化學(xué)理論濃度。
現(xiàn)以甲烷為例，其燃燒反應(yīng)為
CH4+202--CO2+2H20+Q
如空氣中氧濃度為20.9％，則Co可用下式確定
Co=1/(1+n/0.209)*100%=20.9/(n+0.209)
式中n為完全燃燒時(shí)所需分子數(shù)，這里n=2
則L下=O.55Co=0.55×20.9/(0.209+2)=5.2
因此，甲烷的爆炸下限值確定為5.2％。
此式也可用于估算鏈烷烴類(lèi)以外的其他有機(jī)可燃?xì)怏w爆炸極限。
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