可燃物質(zhì)(可燃?xì)怏w、蒸氣和粉塵)與空氣(或氧氣)必須在一定的濃度范圍內(nèi)均勻混合,形成預(yù)混氣,遇著火源才會(huì)發(fā)生爆炸,這個(gè)濃度范圍稱為爆炸極限,或爆炸濃度極限.例如一氧化碳與空氣混合的爆炸極限為12．5％～80％.可燃性混合物能夠發(fā)生爆炸的最低濃度和最高濃度,分別稱為爆炸下限和爆炸上限,這兩者有時(shí)亦稱為著火下限和著火上限.在低于爆炸下限和高于爆炸上限濃度時(shí),既不爆炸,也不著火.這是由于前者的可燃物濃度不夠,過量空氣的冷卻作用,阻止了火焰的蔓延；而后者則是空氣不足,導(dǎo)致火焰不能蔓延的緣故.當(dāng)可燃物的濃度大致相當(dāng)于反應(yīng)當(dāng)量濃度時(shí),具有最大的爆炸威力(即根據(jù)完全燃燒反應(yīng)方程式計(jì)算的濃度比例).
可燃性混合物的爆炸極限范圍越寬、爆炸下限越低和爆炸上限越高時(shí),其爆炸危險(xiǎn)性越大.這是因?yàn)楸O限越寬則出現(xiàn)爆炸條件的機(jī)會(huì)就多；爆炸下限越低則可燃物稍有泄漏就會(huì)形成爆炸條件；爆炸上限越高則有少量空氣滲入容器,就能與容器內(nèi)的可燃物混合形成爆炸條件.應(yīng)當(dāng)指出,可燃性混合物的濃度高于爆炸上限時(shí),雖然不會(huì)著火和爆炸,但當(dāng)它從容器或管道里逸出,重新接觸空氣時(shí)卻能燃燒,仍有發(fā)生著火的危險(xiǎn).
爆炸極限的單位氣體或蒸氣的爆炸極限的單位,是以在混合物中所占體積的百分比(％)來表示的,如氫與空氣混合物的爆炸極限為4％～75％.可燃粉塵的爆炸極限是以混合物中所占體積的質(zhì)量比g／m3來表示的,例如鋁粉的爆炸極限為40g／m3.
爆炸極限計(jì)算爆炸反應(yīng)當(dāng)量濃度、爆炸下限和上限、多種可燃?xì)怏w混合物的爆炸極限計(jì)算方法如下：
(1)爆炸反應(yīng)當(dāng)量濃度.爆炸性混合物中的可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)的濃度比例,在恰好能發(fā)生完全的化合反應(yīng)時(shí),則爆炸所析出的熱量最多,所產(chǎn)生的壓力也最大.實(shí)際的反應(yīng)當(dāng)量濃度稍高于計(jì)算的反應(yīng)當(dāng)量濃度,這是因?yàn)楸ㄐ曰旌衔锿ǔ：须s質(zhì).
可燃?xì)怏w或蒸氣分子式一般用CαHβOγ表示,設(shè)燃燒1mol氣體所必需的氧摩爾數(shù)為n,則燃燒反應(yīng)式可寫成：
CαHβOγ+nO2→生成氣體
按照標(biāo)準(zhǔn)空氣中氧氣濃度為20．9％,則可燃?xì)怏w在空氣中的化學(xué)當(dāng)量濃度X(％),可用下式表示：
可燃?xì)怏w在氧氣中的化學(xué)當(dāng)量濃度為Xo(％),可用下式表示：
也可根據(jù)完全燃燒所需的氧原子數(shù)2n的數(shù)值,從表1中直接查出可燃?xì)怏w或蒸氣在空氣(或氧氣)中的化學(xué)當(dāng)量濃度.其中 .

可燃?xì)怏w（蒸氣）在空氣中和氧氣中的化學(xué)當(dāng)量濃度

(2)爆炸下限和爆炸上限.各種可燃?xì)怏w和燃性液體蒸氣的爆炸極限,可用專門儀器測(cè)定出來,或用經(jīng)驗(yàn)公式估算.爆炸極限的估算值與實(shí)驗(yàn)值一般有些出入,其原因是在計(jì)算式中只考慮到混合物的組成,而無(wú)法考慮其他一系列因素的影．響,但仍不失去參考價(jià)值.
1)根據(jù)完全燃燒反應(yīng)所需的氧原子數(shù)估算有機(jī)物的爆炸下限和上限,其經(jīng)驗(yàn)公式如下.
爆炸下限公式：
(體積)
爆炸上限公式：
(體積)
式中L下——可燃性混合物爆炸下限；
L上——可燃性混合物爆炸上限；
n——1mol可燃?xì)怏w完全燃燒所需的氧原子數(shù).
某些有機(jī)物爆炸上限和下限估算值與實(shí)驗(yàn)值比較如表2：

表2石蠟烴的化學(xué)計(jì)量濃度及其爆炸極限計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的比較

從表中所列數(shù)值可以看出,實(shí)驗(yàn)所得與計(jì)算的值有一定差別,但采用安全系數(shù)后,在實(shí)際生產(chǎn)工作中仍可供參考.
2)根據(jù)化學(xué)當(dāng)量濃度計(jì)算爆炸極限和爆炸性混合氣完全燃燒時(shí)的化學(xué)當(dāng)量濃度,可以估算有機(jī)物的爆炸下限和上限.計(jì)算公式如下：
此計(jì)算公式用于鏈烷烴類,其計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值比較,誤差不超過10％.例如甲烷爆炸極限的實(shí)驗(yàn)值為5％～15％,與計(jì)算值非常接近.但用以估算H2、C2H2以及含N2、Cl2等可燃?xì)怏w時(shí),出入較大,不可應(yīng)用.
(3)多種可燃?xì)怏w組成混合物的爆炸極限.由多種可燃?xì)怏w組成爆炸混合氣的爆炸極限,可根據(jù)各組分的爆炸極限進(jìn)行估算,其計(jì)算公式如下：
式中Lm——爆炸性混合氣的爆炸極限(％)；
L1、L2、L3、Ln——組成混合氣各組分的爆炸極限(％)；
V1、V2、V3、…Vn——各組分在混合氣中的濃度(％).
V1+V2+V3+…Vn=100
該公式用于煤氣、水煤氣、天然氣等混合氣爆炸極限的計(jì)算比較準(zhǔn)確,而對(duì)于氫與乙烯、氫與硫化氫、甲烷與硫化氫等混合氣及二硫化碳的混合氣體,則計(jì)算的誤差較大,不得應(yīng)用.

——摘自《安全科學(xué)技術(shù)百科全書》（中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2003年6月出版）


explosive limit可燃性氣體或蒸氣與助燃性氣體形成的均勻混合系在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下引起爆炸的濃度極限值.助燃性氣體可以是空氣、氧氣或其他助燃性氣體.一般情況提及的爆炸極限是指可燃?xì)怏w或蒸氣在空氣中的濃度極限.能夠引起爆炸的可燃?xì)怏w的最低含量稱為爆炸下限；最高濃度稱為爆炸上限.混合系的組分不同,爆炸極限也不同.同一混合系,由于初始溫度、系統(tǒng)壓力、惰性介質(zhì)含量、混合系存在空間及器壁材質(zhì)以及點(diǎn)火能量的大小等的都能使爆炸極限發(fā)生變化.一般規(guī)律是：混合系原始溫度升高,則爆炸極限范圍增大,即下限降低、上限升高.因?yàn)橄到y(tǒng)溫度升高,分子內(nèi)能增加,使原來不燃的混合物成為可燃、可爆系統(tǒng).系統(tǒng)壓力增大,爆炸極限范圍也擴(kuò)大,這是由于系統(tǒng)壓力增高,使分子間距離更為接近,碰撞幾率增高,使燃燒反應(yīng)更易進(jìn)行.壓力降低,則爆炸極限范圍縮??；當(dāng)壓力降至一定值時(shí),其上限與下限重合,此時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力稱為混合系的臨界壓力.壓力降至臨界壓力以下,系統(tǒng)便不成為爆炸系統(tǒng)(個(gè)別氣體有反?，F(xiàn)象).混合系中所含惰性氣體量增加,爆炸極限范圍縮小,惰性氣體濃度提高到某一數(shù)值,混合系就不能爆炸.容器、管子直徑越小,則爆炸范圍就越小.當(dāng)管徑(火焰通道)小到一定程度時(shí),單位體積火焰所對(duì)應(yīng)的固體冷卻表面散出的熱量就會(huì)大于產(chǎn)生的熱量,火焰便會(huì)中斷熄滅.火焰不能傳播的最大管徑稱為該混合系的臨界直徑.點(diǎn)火能的強(qiáng)度高、熱表面的面積大、點(diǎn)火源與混合物的接觸時(shí)間不等都會(huì)使爆炸極限擴(kuò)大.除上述因素外,混合系接觸的封閉外殼的材質(zhì)、機(jī)械雜質(zhì)、光照、表面活性物質(zhì)等都可能影響到爆炸極限范圍.
可燃性蒸氣的爆炸極限值是由可燃液體表面產(chǎn)生的蒸氣濃度決定的.對(duì)于可燃液體而言,爆炸下限濃度對(duì)應(yīng)的閃點(diǎn)溫度又可以稱為爆炸下限溫度；爆炸上限濃度對(duì)應(yīng)的液體溫度又可以稱為爆炸上限溫度.