本書主要介紹氣體和粉塵爆炸防治方面的基本知識與最新研究成果。全書分緒論、基本概念、可燃氣體與蒸氣的爆炸極限、密閉空間內可燃氣體的爆炸強度、開敞空間可燃氣雲的爆炸強度、粉塵的爆炸強度、爆炸災害的防護與控制原理及應用、密閉空間內爆炸的安全泄放原理與應用、可燃氣體和粉塵燃燒爆炸過程的數值計算等9章，另有附錄。每章開頭有內容提要和基本要求，結尾有小結，還配備了思考題或習題。

本書仍保持了第1版的特色和體系，注重對基本概念和基本參數或方程的理解和運用，強化對學生分析和解決工程實際問題的能力的培養，增強科學性、啟發性和教學適用性，激發學生的科技創新興趣。

本書可作為安全工程專業教材，也可供從事氣體和粉塵爆炸防治理論與技術方面研究的學者或工程技術人員參考。

畢明樹，大連理工大學，校長助理兼組織部部長，教授。 1979年考入大連理工大學，先後攻讀本科和研究生學歷，並獲得學士、碩士和博士學位。曾在日本Hirosaki University從事合作研究，在美國University of Illinois at Urbana-Champaign做訪問教授。現任大連理工大學教授，博士生指導教師。中國化工裝備協會 理事，中國機械學會壓力容器學會 理事，全國標準化技術委員會委員，中國機械工程學會高級會員，中國機械工程學會壓力容器分會理事。受聘全國百篇優 秀博士學位論文評審專家、863專案評審專家、大連市兩灣一島安全評價專家。擔任化工學報、石油學報、華南理工大學學報、自然科學進展、東北大學學報、北京化工大學學報、中北大學學報、環境工程學報、石油化工高等學校學報、石油化工大學學報等審稿人。

長期從事化工過程機械、安全技術及工程、工程熱物理相互交叉方面的教學和研究工作，研究領域包括工業介質爆燃災害防治理論與技術、燃燒科學與技術、化工裝備的結構與力學分析理論與應用、過程裝備節能技術等。研究成果已被國家標準採用。先後完成國家自然科學基金 3 項，教育部科學技術重點專案基金1項，教育部博士點基金3 項，遼寧省自然科學基金 2 項，遼寧省高校重點實驗室基金1項，獲得國家專利10項,發表研究論文 100餘篇，其中被SCI、EI收錄40餘篇，制定國家標準1部。獲得國家 級科技進步獎1項、省部科技進步獎2項。

長期工作在教學第 一線。作為課程負責人，《過程機械與實驗》榮獲國家 級精品課程。作為第 一主編，《工程熱力學》榮獲國家 級“十一五”規劃教材。作為骨幹成員，《化工設備機械基礎》課程榮獲國家 級精品課程；過程裝備與控制工程專業系列課程教學團隊榮獲國家 級和遼寧省教學團隊；過程裝備與控制工程專業榮獲國家 級特色專業和遼寧省示範專業。2010年獲得遼寧省教學名師獎，2011年獲得寶鋼教育基金優 秀教師獎。

0緒論1
0.1工業生產與安全1
0.2工業生產中的爆炸事故1
0.3生產中爆炸形式的分類3
0.3.1可燃氣體和可燃液體蒸氣的爆炸3
0.3.2可燃固體粉塵與空氣混合物的爆炸4
0.3.3化學反應失控而引起的工藝設備爆炸4
0.4爆炸災害防治對策4
0.5本書的主要內容6
思考題6

1基本概念7
1.1燃燒的基本概念7
1.1.1燃燒7
1.1.2閃燃與閃點7
1.1.3自燃與自燃點7
1.2爆炸的基本概念8
1.3爆炸發生的基本條件8
1.3.1可燃氣體發生爆炸的條件8
1.3.2粉塵發生爆炸的條件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密閉空間可燃氣體或粉體爆炸12
1.4.3開敞空間可燃氣體或粉體爆炸12
1.4.4沸騰液體膨脹蒸氣爆炸（BLEVE爆炸）14
1.4.5化學反應失控15
1.4.6物理蒸氣爆炸15
1.5爆炸參數15
1.5.1火焰速度和燃燒速度16
1.5.2理論火焰溫度16
1.5.3爆炸強度17
1.5.4最大試驗安全間隙18
1.6爆炸波破壞準則18
1.6.1爆炸波的結構和破壞機理19
1.6.2爆炸波破壞準則20
小結22
思考題23
習題23

2可燃氣體與蒸氣的爆炸極限25
2.1爆炸極限理論25
2.2爆炸極限的影響因素27
2.2.1可燃氣體或蒸氣的種類及化學性質的影響27
2.2.2混合均勻程度的影響28
2.2.3溫度的影響28
2.2.4初始壓力的影響28
2.2.5惰性介質或雜質的影響29
2.2.6實驗管徑和材質的影響30
2.2.7點火能量的影響30
2.3爆炸反應方程分析31
2.3.1化學計量濃度31
2.3.2完全與不完全燃燒32
2.3.3最危險濃度33
2.4爆炸極限的計算33
2.4.1單一燃料在空氣中的爆炸極限的估算33
2.4.2多種可燃氣體混合物在空氣中的爆炸極限的估算34
2.4.3可燃氣體與惰性氣體混合物的爆炸極限的估算35
2.4.4可燃氣體在氧氣中的爆炸極限39
2.4.5可燃氣體在其他氧化劑中的爆炸極限39
2.5含氧量安全限值40
2.6其他助燃氣體41
小結41
思考題42
習題42

3密閉空間內可燃氣體的爆炸強度44
3.1火焰傳播44
3.2爆炸過程的解析解法45
3.2.1品質速率方程45
3.2.2壓力上升速率和火焰速度方程46
3.3幾何微元方法50
3.4爆炸強度的測試56
3.5影響爆炸強度的因素57
3.5.1可燃氣體活性57
3.5.2可燃氣體的濃度58
3.5.3點火能量和位置58
3.5.4容器形狀和容器59
3.5.5初始壓力60
3.5.6初始溫度60
3.5.7湍流狀態60
小結61
思考題61
習題61

4開敞空間可燃氣雲的爆炸強度63
4.1影響可燃氣雲爆炸強度的因素63
4.1.1可燃氣雲特性的影響63
4.1.2周圍環境對爆炸的影響64
4.1.3天氣情況的影響65
4.1.4點火能量、點火位置的影響65
4.2氣雲爆炸強度的研究和預測方法65
4.2.1實驗方法66
4.2.2經驗與理論研究方法68
小結73
思考題74

5粉塵的爆炸強度75
5.1粉塵爆炸的特點75
5.1.1粉塵的概念75
5.1.2粉塵爆炸發生的條件76
5.1.3粉塵爆炸的特點77
5.2粉塵爆炸參數的確定78
5.2.1粉塵雲濃度的測試79
5.2.2爆炸下限（LEC）的測試81
5.2.3爆炸強度的測試82
5.2.4最小點火能（MIE）的測試84
5.2.5粉塵最低著火溫度（MIT）的測試85
5.3粉塵爆炸的影響因素87
5.3.1粉塵細微性87
5.3.2粉塵性質和濃度87
5.3.3氧化劑濃度87
5.3.4點火能量88
5.3.5含雜混合物的影響89
5.3.6爆炸空間形狀和尺寸89
5.3.7初始壓力的影響90
5.3.8湍流度的影響90
小結91
思考題92

6爆炸災害的防護與控制原理及應用93
6.1可燃物質濃度控制93
6.1.1指令引數控制94
6.1.2防止洩漏94
6.1.3除塵95
6.2氧化劑濃度控制95
6.2.1遇水發生燃燒爆炸的物質96
6.2.2混合危險性物質98
6.3惰化技術99
6.4點火源控制100
6.4.1防止明火100
6.4.2防止靜電101
6.4.3防止自燃102
6.4.4防雷103
6.5爆炸抑制技術104
6.5.1爆炸抑制技術的有效性和局限性104
6.5.2爆炸探測器的工作原理105
6.5.3爆炸信號控制器的工作原理107
6.5.4爆炸抑制器的工作原理107
6.6爆炸阻隔技術110
6.6.1阻火器110
6.6.2主動式隔爆裝置113
6.6.3被動式隔爆裝置115
小結116
思考題118

7密閉空間內爆炸的安全泄放原理與應用119
7.1泄放過程理論分析119
7.1.1泄放能力的計算119
7.1.2泄放面積的理論計算121
7.2泄放面積工程設計121
7.2.1比例法121
7.2.2高強度包圍體泄壓設計圖演算法122
7.2.3低強度包圍體的泄壓設計130
7.2.4經驗公式法130
7.2.5泄放管的影響132
7.3泄放過程的其他危害132
7.3.1火焰擴展133
7.3.2壓力擴展133
7.3.3反坐力133
7.4泄放裝置的設置與選型133
7.4.1泄放裝置的設置原則133
7.4.2泄放裝置的選型134
小結141
思考題142
習題143

8可燃氣體和粉塵燃燒爆炸過程的數值計算144
8.1數值模擬方法介紹144
8.2可燃氣體燃燒數值模擬145
8.2.1層流預混火焰模型145
8.2.2層流擴散火焰模型146
8.2.3湍流火焰模型147
8.2.4化學反應模型149
8.3煤粉燃燒數值模擬150
8.3.1氣相模型151
8.3.2顆粒相模型151
8.3.3燃燒模型152
8.3.4傳熱模型154
8.4模擬案例155
8.4.1甲烷—空氣預混氣體爆炸155
8.4.2煤塵—甲烷預混氣體爆炸模擬160
小結161
思考題162

附錄163
附錄1常見液體的閃點163
附錄2常見物質的自燃點165
附錄3幾種典型場合的點火能量166
附錄4部分氣體最低點火能量166
附錄5常見粉塵的最小點火能量166
附錄6常見介質的基本燃燒速度167
附錄7部分可燃性氣體或蒸氣的最大試驗安全間隙值167
附錄8常見可燃介質的燃燒熱和爆炸極限168
附錄9可燃氣體或蒸氣極限氧含量（以N2或CO2稀釋）169
附錄10懸浮可燃粉塵極限氧含量（以N2或CO2稀釋）170
附錄11懸浮可燃粉塵極限氧含量（以N2稀釋）171
附錄12典型助燃氣體氟、氯、氧、氧化亞氮的性質173
附錄13部分與水等發生爆炸反應物質的性質173
附錄14部分遇到空氣即自燃的物質的性質174
附錄15常用物質的電阻率175
附錄16常見物質介電常數表176
參考文獻177