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气体膨胀器(二氧化碳开采器)基本原理

 CO2二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态,通过高压泵将液态的二氧化碳压缩至圆柱体容器(爆.破筒)内,装入安全膜、破裂片、导热棒和密封圈,拧紧合金帽即完成了爆.破前的准备工作。将爆破筒和起爆器及电源线携至爆破现场,把爆破筒插入钻孔中固定好,连接起爆器电源。当微电流通过高导热棒时,产生高温击穿安全膜,瞬间将液态二氧化碳气化,急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打开,被爆破物品或堆积物受几何级当量冲击波向外迅猛推进,从起爆至结束整个过程只需0.4毫秒,且是低温下运行,与周围环境的液体,气体不相融合,不产生任何有害气体,不产生电弧和电火花,不受高温、高热、高湿、高寒影响。在井下爆破时对瓦斯具有稀释作用,无震荡,无粉尘。二氧化碳属于惰性气体非易燃易爆物质,爆破过程就是体积膨胀的过程,物理做功而非化学反应。

气体膨胀器系统优势
1、具有本质的安全特性。从储存、运输、携带、使用、回收等方面均*安全。主机与爆破器材分离,从灌装至爆破结束时间较短。液态二氧化碳灌注仅需1-*钟,起爆至结束仅需4毫秒。实施过程无哑炮,无需验炮。安全警戒距离短,无安全隐患。爆破筒回收方便,可连续使用。
2、既可定向爆破又可延时控制,特别是在特殊环境下,如居民区、隧道、地铁、井下等环境,实施过程中无破坏性震动和短波,对周围环境无破坏性影响。
3、在石材开采中不破坏纹理结构,成材率和效率较高。
4、无需火工库,管理简便,操作易学,操作人员少,无需专业人员值守。
5、在矿井下使用其性能更加突出,无论是高瓦斯矿井,冲击地压矿井、水文地质条件较复杂的矿井还是易自燃矿井均可应用。
6、材料来源丰富,可就地取材。提高功效,增加效益,降低成本。减少繁杂的报批审核程序和管理限制。在灌注二氧化碳之前所有皆非爆品。
7、为获得较大当量的威力,可根据现场情况,把爆破筒并联使用。
8、在应急抢险救援中,可将全部设施托运任何交通工具上。而雷管炸药属管制物品无此优势。可节约大量救援时间。

 

气体膨胀,是由气体的压力而驱动的,微观上气体的温度即分子之间碰撞速度在宏观上表现为气体的压力。与气体的温度有直接关系,气体能以多大速度膨胀要看他的温度。温度越高,分子飞行速度越快,宏观上气体压力压力越大。所以气体膨胀速度取决于温度高低。气体膨胀的过程所处的环境(或者称为体系)直接影响温度的变化。

气体膨胀是由气体的压力而驱动的,微观上气体的温度即分子之间碰撞速度在宏观上表现为气体的压力。与气体的温度有直接关系,气体能以多大速度膨胀要看他的温度。温度越高,分子飞行速度越快,宏观上气体压力压力越大。所以气体膨胀速度取决于温度高低。气体膨胀的过程所处的环境(或者称为体系)直接影响温度的变化。因为在膨胀的过程中气体可能对环境吸收或释放热量,来影响温度变化,要讨论这个问题首先要确定膨胀过程所处的环境。其温度可能升高,可能下降,也可能不变。这个与压强无关。(PV=nRT,理想气体状态方程里面压强虽然和温度相关联,但是不是直接关联。因为P也是结果而不是原因。不是P的变化引起T的变化)

关于气体体积随温度变化的5个基本实验定律之一。其内容是一定质量的气体,当压强保持不变时,它的体积V随温度t线性地变化,即V=V0(1+avt)式中V0,V分别是0℃和t℃时气体的体积;av是压力不变时气体的体膨胀系数。实验测定,各种气体的av≈1/273.15°。

盖·吕萨克定律:,(UosephLollis Gay一lussas)发现气体热膨胀定律(即盖·吕萨克定律):压强不变时,一定质量气体的体积跟热力学温度成正比。即V1/T1=V2/T2=……=C恒量。并测得气体的膨胀系数为100/26666(现公认为1/273.15)。

盖·吕萨克1805年研究空气的成分。在一次实验中他证实:水可以用氧气和氢气按体积1∶2的比例制取。1808年他证明,体积的一定比例关系不仅在参加反应的气体中存在,而且在反应物与生成物之间也存在。1809年12月31日盖-吕萨克发表了他发现的气体化合体积定律(盖·吕萨克定律),在化学原子分子学说的发展历史上起了重要作用。

盖·吕萨克定律:参加同一反应的各种气体,在同温同压下,其体积成简单的整数比。这就是*的气体化合体积实验定律,常称为盖·吕萨克定律。

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