高志崇，赵萍

(1.泰山学院化学化工学院;2.泰安技师学院机电系，山东泰安271000)

初始温度对甲烷爆炸极限的影响

高志崇1，赵萍2

(1.泰山学院化学化工学院;2.泰安技师学院机电系，山东泰安271000)

利用公式△U=－0.1196n/λ计算了不同温度、不同爆炸下限时甲烷爆炸后的温度，进而计算了爆炸形成的压力.当初始温度为20℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃时，根据欧洲标准，计算的温度值分别为1123.0 K、1133.2 K、1148.9 K、1168.2 K、1189.7 K、1211.0 K、1233.3 K，计算的压力值分别为388.156 kPa、307.709 kPa、246.037 kPa、206.522 kPa、179.078 kPa、158.707 kPa、143.119 kPa;根据中国标准，计算的温度值分别为1342.3 K、1323.2 K、1345.7 K、1332.7 K、1359.8 K、1396.6 K、1442.7 K，计算的压力值分别为463.955 kPa、359.301 kPa、288.181 kPa、235.603 kPa、204.697 kPa、183.031 kPa、167.419 kPa.

爆炸反应;温度;压力;甲烷

多年以来，对甲烷爆炸的研究受到高度的重视，对其进行了多方面的研究，取得了大量的实验数据。其中，爆炸极限是研究的一个重要方面。影响甲烷爆炸极限的因素有许多，如惰性气体、初始温度、初始压力等.那么，不同的数据之间有什么联系?如果能够从热力学的角度应予以分析，就可以对某些情况作出预判，以达到减少灾害的目的。不同温度下甲烷爆炸极限的中国标准和欧洲标准有所不同，见表1、2［1］.由于在爆炸上限时，爆炸产物包括CO、CO2、H2、H2O等，产物复杂，因而，本文仅讨论温度对甲烷爆炸下限的影响.

1 原理

甲烷燃烧反应的机理为:(1)O2+hv→2O·;(2)CH4→C+2H2;(3)H2+O·→H2O+hv;(4)C+ O·→CO+hv;(5)2CO+O2→2CO2.根据该机理，甲烷燃烧反应的方程式为:CH4+2O2→CO2+2H2O+ 1.5hv.由方程式可以看出，每摩尔甲烷燃烧发出1.5mol光子.

假设某燃烧反应发出n mol波长为λ的光，根据热力学第一定律，可以推导出［2－3］:

下面利用式(1)计算不同温度下甲烷浓度为爆炸下限时爆炸后体系的温度与压力.

2 温度对甲烷爆炸下限的影响

2.1 不同温度下甲……