某廠的熱水鍋爐發生爆炸事故,鍋爐房“屋”頂被整個掀掉,爆炸威力之大令人毛骨悚然.
據該廠調查報告稱,導致事故的直接原因是鍋爐工違反操作規程,因為鍋爐點火加熱前沒加入“生”水.點火后又擅離職守,結果釀成嚴重的爆炸事故.
那么,鍋爐爆炸的深層物理原因是什么呢?
原來,罪魁禍首就是鍋爐內的涼開水.在日常在氣壓(1atm)下,經煮沸過的水,溶于其中的空氣全部跑掉,水中缺乏再次沸騰的空氣泡.當再次點火加熱鍋爐時,水溫有時上升到超過100℃也不沸騰,成為過熱水.過熱水是水的一種不穩定狀態.
在低溫過熱水內部,雖然由于分子熱運動的不規則性,有些地點的分子具有足夠能量,可以彼此推開而在液體內形成極小的氣泡,但這種氣泡線度很小,僅為分子間距離的幾倍.因為凹液面上的飽和蒸氣壓較小,所以這種極小氣泡內飽和蒸汽壓一般不大于泡外壓強,氣泡不可能脹大.當過熱水溫度遠遠高于100℃時(如達到130℃以上時),泡內飽和蒸氣壓迅速達到外界大氣壓的數值,于是氣泡體積急劇脹大、上升和破裂,同時過熱水溫度迅速降到沸點,釋放大量的能量,這就是暴沸現象,伴隨而來鍋爐內壓強猛然劇增,從而引起鍋爐爆炸.
由上面分析可知,過熱水暴沸現象的發生是很危險的,所以,鍋爐在加熱前,操作規程要求,一定要加入適量的溶有空氣的新鮮水,以避免造成嚴重事故.
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