GB∕T 38301-2019
基本信息
标准号： GB∕T 38301-2019
中文名称：可燃气体或蒸气极限氧浓度测定方法
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
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标准简介
GB∕T 38301-2019 可燃气体或蒸气极限氧浓度测定方法
GB∕T38301-2019
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标准内容
ICS13.220.01
中华人民共和国国家标准
GB/T38301—2019
可燃气体或蒸气极限氧浓度测定方法Determination of limiting oxygen concentration (LOC) offlammablegasesandvapours
2019-12-10发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-04-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4试剂和材料
5试验装置·
6试验方法·
7试验装置的标定…
8测试报告
附录A（资料性附录）
LAC测定实例
参考文献
GB/T38301—2019
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由中华人民共和国应急管理部提出。本标准由全国消防标准化技术委员会（SAC/TC113)归口。GB/T38301—2019
本标准起草单位：应急管理部天津消防研究所、吉林市宏源科学仪器有限公司、上海化工研究院本标准主要起草人：任常兴、李野、李晋、张网、管长勇、张欣、马千里、肖秋平、柴一波、吕东、伍晗、王婕。
GB/T38301—2019
极限氧浓度和爆炸极限是表征可燃气体（蒸气）爆炸特性的两个重要参数。多数工业生产场合，把可燃性气体、可燃蒸气或其混合物氧浓度作为重要的安全技术指标可燃气体（蒸气）、惰性气体与空气混合气的极限氧浓度与以下因素有关：a)
可燃气体（蒸气)的种类及化学性质；可燃气体（蒸气）的纯度：
惰性气体（蒸气）的种类、纯度；c)
可燃气体（蒸气）、惰性气体和空气混合气的均匀性；e)
引火源的形式、能量和点火位置；爆炸容器的几何形状和尺寸；
可燃气体（蒸气）、惰性气体和空气混合气的温度、压力和湿度极限氧浓度测定可为爆炸性环境的氧浓度控制提供依据，有助于预防和降低可燃气体（蒸气）火灾爆炸事故，也可为可燃气体（蒸气)环境及其设备或容器提供氧浓度报警指示IN
可燃气体或蒸气极限氧浓度测定方法GB/T38301—2019
警示一一按照本标准规定的方法点燃可燃气体、情性气体和空气混合气后，即使未形成火焰传播也不能完全认为该混合气不会发生爆炸。1范围
本标准规定了可燃气体（蒸气）极限氧浓度的测定方法本标准适用于常压下可燃气体（蒸气）极限氧浓度的测定。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T803空气中可燃气体爆炸指数测定方法GB/T5907.1消防词汇第1部分：通用术语GB/T5907.2
消防词汇第2部分：火灾预防
GB/T12474空气中可燃气体爆炸极限测定方法粉尘云爆炸下限浓度测定方法
GB/T16425
GB/T21844
术语和定义
化合物（蒸气和气体）易燃性浓度限值的标准试验方法GB/T5907.1、GB/T5907.2、GB/T12474界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
情性气体
inertgas
不燃烧且不与氧气、被保护的可燃气体（蒸气）反应的气体。3.2
极限空气浓度
limitingairconcentration
在规定的试验条件下，可燃气体（蒸气）、空气和情性气体混合物遇火源不发生爆炸的最大空气浓度。
极限氧浓度
limiting oxygen concentration在规定的试验条件下，可燃气体（蒸气）、空气和情性气体混合物遇火源不发生爆炸的最大氧气浓度。以体积分数（%）表示，可按式（1）通过极限空气浓度（3.2）进行换算：LOC=0.209XLAC
注：LOC与可燃气体（蒸气）特性、情性气体种类等有关。...(1)
GB/T38301—2019
待测混合物mixturetobetested
待测可燃气体（蒸气）、空气和情性气体的混合物。3.5
explosion area
爆炸区
待测混合物（3.4)爆炸极限边界所形成的区域。多数情况下，边界曲线有顶点，对应待测混合物的极限空气浓度LAC。待测混合物爆炸区示例见图1。TS
说明：
爆炸区；bZxz.net
预点：
当量浓度线：
一体积分数，%；
惰性气体；
待测可燃气体：
空气：
爆炸上限；
爆炸下限：
一极限空气浓度。
图1待测混合物的爆炸区示例
爆炸下限
lowerexplosionlimit
可燃气体（蒸气）和空气组成的混合气遇火源即能发生爆炸的可燃气体（蒸气）最低浓度注：改写GB/T12474—2008，定义3.1。3.7
爆炸上限
upperexplosionlimit
GB/T38301—2019
可燃气体（蒸气）和空气组成的混合气遇火源即能发生爆炸的可燃气体（蒸气）最高浓度注：改写GB/T12474—2008.定义3.2试剂和材料
试验用的空气应进行净化处理，若为合成空气应在报告内注明，试验用的情性气体纯度不应低于99.8%（体积分数），若为混合情性气体，应在报告内说明。试验测定可燃气体（蒸气)可能为单一物质、混合物或过程取样（已知或未知成分），其中单一物质和混合物中的单一物质的纯度不应低于99.8%（体积分数）。若液体混合物出现大量气体挥发，气相和液相成分随时间变化，测试取样应采用液相物质试验装置
极限氧浓度试验装置采用管式装置（T）或球式装置（B，含圆柱形）。管式装置应符合GB/T12474相关试验装置的规定。球式装置可为20L的球形不锈钢爆炸罐、1m2的圆柱形容器、5L或12L短环颈瓶，分别应符合GB/T16425、GB/T803、GB/T21844相关试验装置的规定。6试验方法
6.1试验原理
采用管式装置或球式装置，测试确定可燃气体（蒸气）、空气和惰性气体的爆炸区。通过增加惰性气体的体积分数，测试确定可燃气体（蒸气）的极限空气浓度LAC，进而计算确定待测可燃气体的极限氧浓度LOC
6.2试验步骤
6.2.1一般要求
依照下列试验步骤.四次重复测试确定待测可燃气体的极限空气浓度LAC，配好气后应搅拌均匀：一步骤1：依照GB/T12474测定待测可燃气体（蒸气）的爆炸下限LEL和爆炸上限UEL。步骤2：确定当量浓度线顶点附近待测混合物的爆炸极限。若情性气体采用氮气，且待测可燃气体的当量浓度线未知，则设定待测可燃气体浓度为XTs=1.2LEL，通过改变空气和情性气体浓度测定混合物的爆炸极限（空气和情性气体浓度分别为X，L、X，L）。采用渐进法测试，首次情性气体体积分数设定为50%，随后增加情性气体的体积分数级差为5%，接近爆炸极限时体积分数级差降低为0.5%。
6.2.2判定准则
极限空气浓度LAC位于爆炸区项点时，可采用6.2.3规定的简易程序进行测定（参见附录A的A.1)，判定依据如式（2)所示：否则，应采用6.2.4规定的一般程序进行测定（参见附录A的A.2）。UEL0.8×(100-Xair.1)
式中：
Xi.—一待测混合物爆炸极限的空气体积分数，%。.（2)
GB/T38301—2019
6.2.3简易程序步骤
6.2.3.1待测混合物爆炸极限的空气体积分数Xair.L为定值，见图2.改变待测可燃气体的浓度进行以下测定：
a）若待测可燃气体体积分数小于5%，改变增量为体积分数0.2%；b)
若待测可燃气体体积分数大于或等于5%.改变增量为体积分数0.5%。6.2.3.2在待定顶点下面和上面各测定2次，若被引燃应重复6.2.1规定的步骤2和6.2.3.1中a)测定，直到确定顶点位置。
6.2.3.3测定情性气体体积分数为0.8Xm.的混合物爆炸极限，以确定极限空气浓度LAC位于爆炸区的顶点。
说明：
爆炸区：
XTs=1.2LEL线：
当量浓度线：
体积分数，%：
未爆炸点；
爆炸点：
X线测定点：
6.2.4一般程序步骤
情性气体；
待测可燃气体；
空气：
爆炸上限：
爆炸下限；
极限空气浓度
图2极限空气浓度确定简易程序
6.2.4.1爆炸极限应通过测定沿爆炸上限UEL线附近的至少4个同等间隔点来确定，测定时情性气体浓度为定值，以体积分数0.5%步长改变空气的浓度进行测定，见图3。6.2.4.2在爆炸区分布图上标注测试点·连接测试点，采用插值法确定爆炸上限UEL曲线。绘制爆炸上限UEL曲线的切线，平行于惰性气体边线，与空气轴线的交点即为极限空气浓度LAC4
GB/T38301—2019
6.2.4.3以空气体积分数X.ir.LAc为定值，上部和下部各体积分数5%范围内，改变待测可燃气体的浓度至少再测定5个点，测定步长为体积分数2.5%进一步确定极限空气浓度值LAC，测定结果见图3。若被引燃，采用差值法重新测定。6.2.4.4依据测定的LAC值，采用式（1）计算待测可燃气体的极限氧浓度LOC注：具有高能的不稳定化学物质，如工二烯、环氧乙烷等，极限氧浓度（LOC）体积分数为0%，爆炸上限体积分数为100%。
说明：
爆炸区：
XTs-1.2LEL线：
体积分数，%：
未爆炸点：
爆炸点：
Xr.L线测定点：
6.3氧含量分析
情性气体：
待测可燃气体：
空气：
爆炸上限；
爆炸下限；
极限空气浓度。
图3极限空气浓度确定一般程序
至少测定一次极限空气浓度LOC时的混合物氧浓度，偏差位于计算极限氧浓度LOC士0.2%范围内[式（1)计算值]。氧分析设备测定浓度应校准在体积分数0%～21%范围之内。采用GB/T12474管式装置测定时，应在开始点火前容器出口处进行氧浓度测定。采用GB/T16425、GB/T803球式装置测定时，应在球内测定混合物混合均匀且点火引燃前取样进行氧浓度测定。7试验装置的标定
依据GB/T12474、GB/T16425、GB/T803的要求对试验装置各自进行标定。安装后的装置进行5
GB/T38301—2019
正式测定前，用纯度不低于99.9%的乙烯标定（乙烯的爆炸下限值体积分数为2.7%，爆炸上限值体积分数为36%），如测定结果符合下列规定，即认为装置运行正常：同一实验室测得的重复性试验结果，误差不应大于5%；a)
不同实验室测得的重复性试验结果，误差不应大于10%。b)
8测试报告
测试报告应包括以下内容：
待测可燃气体（蒸气）种类、纯度等；惰性气体种类及其纯度，空气的组分、纯度、来源等；试验时环境条件；
测试装置，管式装置或球式装置，测试装置容器形状、容积及点火方式等：爆炸极限，依据相关标准测定或采用爆炸区图确定；极限氧浓度LAC；
若试验操作与本标准规定有偏离应加以说明；试验日期。
附录A
（资料性附录）
LAC测定实例
A.1实例1：简易程序确定极限空气浓度LACGB/T38301—2019
图A.1为n-正已烷、氮气和空气的爆炸区分布图，依据EN1839规定的方法测试得出。混合气体的极限空气浓度LAC测定为39.7%.其极限氧浓度LOC=0.209X39.7%=8.3%。可燃蒸气的爆炸极限也可采用GB/T12474进行测定。正巴烷
x率尔浓度
迷尔浓度
操炸区
气100
认，率尔浓度
图A.1100℃，标准大气压状态下n-正己烷、氮气和空气的爆炸区坐标图A.2实例2：一般程序确定极限空气浓度对于一些可燃气体或可燃蒸气、空气和情性气体的爆炸区图，极限空气浓度LAC可能不会出现在爆炸区顶点位置。例如，摩尔比热容与氮气相近的待测可燃气体，典型的此类可燃气体包括氢气、一氧化碳等。
图A.2为氢气、氮气和空气的爆炸区分布图，依据EN1839测试得出。混合气体的极限空气浓度LAC测定为21.2%，其极限氧浓度LOC=0.209X21.2%=4.4%。7
GB/T38301—2019
库尔浓度
密气100
深炸区
x率尔浓度
率尔滋度
图A.220℃，标准大气压状态下氢气、氮气和空气的爆炸区坐标图o
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中华人民共和国国家标准
GB/T38301—2019
可燃气体或蒸气极限氧浓度测定方法Determination of limiting oxygen concentration (LOC) offlammablegasesandvapours
2019-12-10发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-04-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4试剂和材料
5试验装置·
6试验方法·
7试验装置的标定…
8测试报告
附录A（资料性附录）
LAC测定实例
参考文献
GB/T38301—2019
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由中华人民共和国应急管理部提出。本标准由全国消防标准化技术委员会（SAC/TC113)归口。GB/T38301—2019
本标准起草单位：应急管理部天津消防研究所、吉林市宏源科学仪器有限公司、上海化工研究院本标准主要起草人：任常兴、李野、李晋、张网、管长勇、张欣、马千里、肖秋平、柴一波、吕东、伍晗、王婕。
GB/T38301—2019
极限氧浓度和爆炸极限是表征可燃气体（蒸气）爆炸特性的两个重要参数。多数工业生产场合，把可燃性气体、可燃蒸气或其混合物氧浓度作为重要的安全技术指标可燃气体（蒸气）、惰性气体与空气混合气的极限氧浓度与以下因素有关：a)
可燃气体（蒸气)的种类及化学性质；可燃气体（蒸气）的纯度：
惰性气体（蒸气）的种类、纯度；c)
可燃气体（蒸气）、惰性气体和空气混合气的均匀性；e)
引火源的形式、能量和点火位置；爆炸容器的几何形状和尺寸；
可燃气体（蒸气）、惰性气体和空气混合气的温度、压力和湿度极限氧浓度测定可为爆炸性环境的氧浓度控制提供依据，有助于预防和降低可燃气体（蒸气）火灾爆炸事故，也可为可燃气体（蒸气)环境及其设备或容器提供氧浓度报警指示IN
可燃气体或蒸气极限氧浓度测定方法GB/T38301—2019
警示一一按照本标准规定的方法点燃可燃气体、情性气体和空气混合气后，即使未形成火焰传播也不能完全认为该混合气不会发生爆炸。1范围
本标准规定了可燃气体（蒸气）极限氧浓度的测定方法本标准适用于常压下可燃气体（蒸气）极限氧浓度的测定。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T803空气中可燃气体爆炸指数测定方法GB/T5907.1消防词汇第1部分：通用术语GB/T5907.2
消防词汇第2部分：火灾预防
GB/T12474空气中可燃气体爆炸极限测定方法粉尘云爆炸下限浓度测定方法
GB/T16425
GB/T21844
术语和定义
化合物（蒸气和气体）易燃性浓度限值的标准试验方法GB/T5907.1、GB/T5907.2、GB/T12474界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
情性气体
inertgas
不燃烧且不与氧气、被保护的可燃气体（蒸气）反应的气体。3.2
极限空气浓度
limitingairconcentration
在规定的试验条件下，可燃气体（蒸气）、空气和情性气体混合物遇火源不发生爆炸的最大空气浓度。
极限氧浓度
limiting oxygen concentration在规定的试验条件下，可燃气体（蒸气）、空气和情性气体混合物遇火源不发生爆炸的最大氧气浓度。以体积分数（%）表示，可按式（1）通过极限空气浓度（3.2）进行换算：LOC=0.209XLAC
注：LOC与可燃气体（蒸气）特性、情性气体种类等有关。...(1)
GB/T38301—2019
待测混合物mixturetobetested
待测可燃气体（蒸气）、空气和情性气体的混合物。3.5
explosion area
爆炸区
待测混合物（3.4)爆炸极限边界所形成的区域。多数情况下，边界曲线有顶点，对应待测混合物的极限空气浓度LAC。待测混合物爆炸区示例见图1。TS
说明：
爆炸区；bZxz.net
预点：
当量浓度线：
一体积分数，%；
惰性气体；
待测可燃气体：
空气：
爆炸上限；
爆炸下限：
一极限空气浓度。
图1待测混合物的爆炸区示例
爆炸下限
lowerexplosionlimit
可燃气体（蒸气）和空气组成的混合气遇火源即能发生爆炸的可燃气体（蒸气）最低浓度注：改写GB/T12474—2008，定义3.1。3.7
爆炸上限
upperexplosionlimit
GB/T38301—2019
可燃气体（蒸气）和空气组成的混合气遇火源即能发生爆炸的可燃气体（蒸气）最高浓度注：改写GB/T12474—2008.定义3.2试剂和材料
试验用的空气应进行净化处理，若为合成空气应在报告内注明，试验用的情性气体纯度不应低于99.8%（体积分数），若为混合情性气体，应在报告内说明。试验测定可燃气体（蒸气)可能为单一物质、混合物或过程取样（已知或未知成分），其中单一物质和混合物中的单一物质的纯度不应低于99.8%（体积分数）。若液体混合物出现大量气体挥发，气相和液相成分随时间变化，测试取样应采用液相物质试验装置
极限氧浓度试验装置采用管式装置（T）或球式装置（B，含圆柱形）。管式装置应符合GB/T12474相关试验装置的规定。球式装置可为20L的球形不锈钢爆炸罐、1m2的圆柱形容器、5L或12L短环颈瓶，分别应符合GB/T16425、GB/T803、GB/T21844相关试验装置的规定。6试验方法
6.1试验原理
采用管式装置或球式装置，测试确定可燃气体（蒸气）、空气和惰性气体的爆炸区。通过增加惰性气体的体积分数，测试确定可燃气体（蒸气）的极限空气浓度LAC，进而计算确定待测可燃气体的极限氧浓度LOC
6.2试验步骤
6.2.1一般要求
依照下列试验步骤.四次重复测试确定待测可燃气体的极限空气浓度LAC，配好气后应搅拌均匀：一步骤1：依照GB/T12474测定待测可燃气体（蒸气）的爆炸下限LEL和爆炸上限UEL。步骤2：确定当量浓度线顶点附近待测混合物的爆炸极限。若情性气体采用氮气，且待测可燃气体的当量浓度线未知，则设定待测可燃气体浓度为XTs=1.2LEL，通过改变空气和情性气体浓度测定混合物的爆炸极限（空气和情性气体浓度分别为X，L、X，L）。采用渐进法测试，首次情性气体体积分数设定为50%，随后增加情性气体的体积分数级差为5%，接近爆炸极限时体积分数级差降低为0.5%。
6.2.2判定准则
极限空气浓度LAC位于爆炸区项点时，可采用6.2.3规定的简易程序进行测定（参见附录A的A.1)，判定依据如式（2)所示：否则，应采用6.2.4规定的一般程序进行测定（参见附录A的A.2）。UEL0.8×(100-Xair.1)
式中：
Xi.—一待测混合物爆炸极限的空气体积分数，%。.（2)
GB/T38301—2019
6.2.3简易程序步骤
6.2.3.1待测混合物爆炸极限的空气体积分数Xair.L为定值，见图2.改变待测可燃气体的浓度进行以下测定：
a）若待测可燃气体体积分数小于5%，改变增量为体积分数0.2%；b)
若待测可燃气体体积分数大于或等于5%.改变增量为体积分数0.5%。6.2.3.2在待定顶点下面和上面各测定2次，若被引燃应重复6.2.1规定的步骤2和6.2.3.1中a)测定，直到确定顶点位置。
6.2.3.3测定情性气体体积分数为0.8Xm.的混合物爆炸极限，以确定极限空气浓度LAC位于爆炸区的顶点。
说明：
爆炸区：
XTs=1.2LEL线：
当量浓度线：
体积分数，%：
未爆炸点；
爆炸点：
X线测定点：
6.2.4一般程序步骤
情性气体；
待测可燃气体；
空气：
爆炸上限：
爆炸下限；
极限空气浓度
图2极限空气浓度确定简易程序
6.2.4.1爆炸极限应通过测定沿爆炸上限UEL线附近的至少4个同等间隔点来确定，测定时情性气体浓度为定值，以体积分数0.5%步长改变空气的浓度进行测定，见图3。6.2.4.2在爆炸区分布图上标注测试点·连接测试点，采用插值法确定爆炸上限UEL曲线。绘制爆炸上限UEL曲线的切线，平行于惰性气体边线，与空气轴线的交点即为极限空气浓度LAC4
GB/T38301—2019
6.2.4.3以空气体积分数X.ir.LAc为定值，上部和下部各体积分数5%范围内，改变待测可燃气体的浓度至少再测定5个点，测定步长为体积分数2.5%进一步确定极限空气浓度值LAC，测定结果见图3。若被引燃，采用差值法重新测定。6.2.4.4依据测定的LAC值，采用式（1）计算待测可燃气体的极限氧浓度LOC注：具有高能的不稳定化学物质，如工二烯、环氧乙烷等，极限氧浓度（LOC）体积分数为0%，爆炸上限体积分数为100%。
说明：
爆炸区：
XTs-1.2LEL线：
体积分数，%：
未爆炸点：
爆炸点：
Xr.L线测定点：
6.3氧含量分析
情性气体：
待测可燃气体：
空气：
爆炸上限；
爆炸下限；
极限空气浓度。
图3极限空气浓度确定一般程序
至少测定一次极限空气浓度LOC时的混合物氧浓度，偏差位于计算极限氧浓度LOC士0.2%范围内[式（1)计算值]。氧分析设备测定浓度应校准在体积分数0%～21%范围之内。采用GB/T12474管式装置测定时，应在开始点火前容器出口处进行氧浓度测定。采用GB/T16425、GB/T803球式装置测定时，应在球内测定混合物混合均匀且点火引燃前取样进行氧浓度测定。7试验装置的标定
依据GB/T12474、GB/T16425、GB/T803的要求对试验装置各自进行标定。安装后的装置进行5
GB/T38301—2019
正式测定前，用纯度不低于99.9%的乙烯标定（乙烯的爆炸下限值体积分数为2.7%，爆炸上限值体积分数为36%），如测定结果符合下列规定，即认为装置运行正常：同一实验室测得的重复性试验结果，误差不应大于5%；a)
不同实验室测得的重复性试验结果，误差不应大于10%。b)
8测试报告
测试报告应包括以下内容：
待测可燃气体（蒸气）种类、纯度等；惰性气体种类及其纯度，空气的组分、纯度、来源等；试验时环境条件；
测试装置，管式装置或球式装置，测试装置容器形状、容积及点火方式等：爆炸极限，依据相关标准测定或采用爆炸区图确定；极限氧浓度LAC；
若试验操作与本标准规定有偏离应加以说明；试验日期。
附录A
（资料性附录）
LAC测定实例
A.1实例1：简易程序确定极限空气浓度LACGB/T38301—2019
图A.1为n-正已烷、氮气和空气的爆炸区分布图，依据EN1839规定的方法测试得出。混合气体的极限空气浓度LAC测定为39.7%.其极限氧浓度LOC=0.209X39.7%=8.3%。可燃蒸气的爆炸极限也可采用GB/T12474进行测定。正巴烷
x率尔浓度
迷尔浓度
操炸区
气100
认，率尔浓度
图A.1100℃，标准大气压状态下n-正己烷、氮气和空气的爆炸区坐标图A.2实例2：一般程序确定极限空气浓度对于一些可燃气体或可燃蒸气、空气和情性气体的爆炸区图，极限空气浓度LAC可能不会出现在爆炸区顶点位置。例如，摩尔比热容与氮气相近的待测可燃气体，典型的此类可燃气体包括氢气、一氧化碳等。
图A.2为氢气、氮气和空气的爆炸区分布图，依据EN1839测试得出。混合气体的极限空气浓度LAC测定为21.2%，其极限氧浓度LOC=0.209X21.2%=4.4%。7
GB/T38301—2019
库尔浓度
密气100
深炸区
x率尔浓度
率尔滋度
图A.220℃，标准大气压状态下氢气、氮气和空气的爆炸区坐标图o
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