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窨井蓋下面是什么?為什么具有如此大的威力,可以掀飛男童加蓋子的重量?

    窨井是一個現代都市最基本的標識之一,幾乎散布在城市的各個角落,我們每走幾步都可以看到一個圓圓的窨井蓋。

    這些窨井蓋一般與路面齊平,對交通幾乎沒有什么影響,但如你我所知,它并非總是安安分分的。

    前幾日的窨井爆炸事故想必大家都已聽說,一名男童向窨井中扔進一枚鞭炮引發爆炸,自己被炸飛身亡。

    這種令人惋惜的事故并不是第一次發生,可以說是幾乎每年都有發生,這表明大家對窨井的危險并不重視,更進一步講,人們對窨井的了解還不夠。

    什么是窨井,并非下水道

    一說到窨井,很多人的第一印象就是下水道,好像所有的窨井都是下水道的地面出口,這種認知是膚淺的。

    窨井的百科定義是城市地下管線中轉、控制的地下空間,地下管線包括電線、電話線和光纖等。

    將這些管線放置在地下一方面可以減少電線安全隱患,另一方面是占用空間少能讓城市更美觀。

    但這樣做的話維修起來會不方便,而且直來直去的電線在轉彎處容易阻塞,因此人們設置了窨井。

    除此之外,所有的居民供水水管以及污水渠也都是通過窨井下面的地下通道連接的,可見窨井是十分重要的。

    在一些排水工程中,不同設計的窨井還具有不同的功能,比如跌級窨井可以減少由高處來的水的動能,隔沙窨井可以收集污水中的垃圾。

    總之,窨井不是下水道,它具有多種不同的用途,而它具體屬于哪種用途,看一下窨井蓋上的標識和說明就知道了。

    圖注:光纜窨井

    窨井中危險氣體——甲烷

    由于長期處于密閉狀態,窨井中會產生并積累大量的沼氣,而對于排污的管道來說,沼氣就更多了。

    沼氣是糞肥、污水、都市固體廢物以及其他可降解的有機物質在缺氧的條件下,經發酵所產生的氣體。

    其主要成分是甲烷,也含有一些二氧化碳和硫化氫,而正是硫化氫的存在讓沼氣帶有一點臭味。

    不過,什么氣味并不重要,真正值得我們注意的是沼氣中的甲烷,它才是窨井中最危險的氣體。

    甲烷是一種十分容易燃燒的氣體,當空氣中的甲烷濃度在4.4%-17%范圍內時很容易起火或爆炸。

    圖注:沼氣在窨井中產生

    一般來說,要發生爆炸必須具備五個條件:

    1.有可燃物

    2.有助燃劑(或氧化劑)

    3.可燃物與助燃劑均勻混合

    4.處于相對封閉的空間

    5.點燃源

    窨井能發生爆炸說明它是滿足爆炸的五個條件的,但很顯然,點燃源是人為添加的,比如鞭炮。

    當窨井中甲烷濃度積累至爆炸極限時,一遇到燃燒的鞭炮(明火)就會發生爆炸,這就是相關事故的原因。

    有時候點燃源也可能并非來自井外而是井內,當一些井下的電纜由于失修而漏電時也會引起甲烷的爆炸。

    這種事件中就沒有熊孩子了,井蓋往往是在所有人毫無防備的情況下被掀翻的,并伴隨著劇烈的火焰。

    而且這種井蓋自發掀翻事件大多發生在冬季,這是因為雪與鹽混合的混合物更容易使線纜的表皮腐爛。

    甲烷爆炸為什么有這么大的威力?

    看過相關視頻的朋友們應該注意到了,幾乎所有的窨井爆炸事件中窨井蓋連同人都被炸到了空中,那為什么甲烷爆炸會有如此大的威力呢?

    其實,窨井中的甲烷爆炸與另一個我們熟知的過程很相似,那就是汽車的發動機,這里我們只說汽油發動機。

    圖注:汽車內燃機

    常見的汽油發動機屬于往復活塞式內燃機,所有的往復活塞式內燃機都遵循一個非常基本的原理。

    即如果把少量的高能燃料放在狹窄的封閉空間中并點燃時,那么大量的能量會以膨脹氣體的形式釋放。

    我們可以把窨井看作是一個簡單的內燃機,其中甲烷是高能燃料,窨井本身接近于封閉,鞭炮或漏電就是電火花。

    想象一下汽車的發動和加速,你就不難理解為什么一兩百多斤的窨井蓋能被輕松炸到天空中了。

    最后

    前面說了,爆炸需要具備五個條件,缺一不可,我們要防止窨井爆炸的話就得從這五方面入手。

    顯然,沼氣跟封閉空間是無法避免的,氧氣本來應該是很少的,但維修管線的時候必須要打開井蓋通氣,這就使得沼氣與氧氣有了混合的機會。

    可管線必須得修,維修人員的安全必須考慮,于是助燃劑跟均勻混合這兩個條件也可以說是暫時無法避免了。

    現在只剩下一個條件了:點燃源,所以就目前而言,要防止窨井爆炸只能從兩點入手了:一是管好熊孩子,切勿將爆竹扔進窨井之中;二是定期檢查地下線纜,以防漏電。

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來自:怪羅科普  > 待分類
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