有關爆燃與爆轟，下列敘述何者錯誤？

本題考點

爆燃（deflagration）與爆轟（detonation）的傳播機制差異，核心在火焰面速度與音速的關係。

正解理由

依燃燒學對兩者的定義，爆燃的火焰面藉熱傳導與活性自由基擴散向未燃混合氣推進，傳播速度低於混合氣中的音速，約每秒數十公分至數百公尺；爆轟則由前導衝擊波絕熱壓縮未燃氣使其自燃，傳播速度為超音速，一般在每秒一千至三千五百公尺之間。故正確的關係是爆轟大於爆燃，該選項方向相反，敘述錯誤，為本題應選者，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   敘述錯誤，為本題應選者。爆燃屬亞音速、爆轟屬超音速，火焰面傳播速度應為爆轟大於爆燃。

2. (B)

   正確。同一種可燃性氣體與空氣之混合氣，在管徑、濃度、點火能量與障礙物條件不同時，可能僅發生爆燃，也可能由爆燃加速轉為爆轟，兩者皆屬預混合燃燒。

3. (C)

   正確。爆轟的特徵即為燃燒波與其前方衝擊波耦合成單一波陣面並以穩定速度傳播，稱為爆轟波。

4. (D)

   正確。爆轟波陣面的壓力可達初壓十餘倍以上，衝量大，常造成管線、容器脆性碎裂與破片飛散等機械破壞。

記憶點

爆燃與爆轟的分野建立在「火焰面相對於未燃氣的傳播速度是否超過音速」。爆燃屬擴散控制過程：火焰面靠熱傳導與自由基擴散把能量交給前方未燃混合氣，燃燒產物向後膨脹，波陣面前後壓力差不大，開放空間中甚至接近等壓。爆轟則由氣體動力學控制：前導衝擊波把未燃氣絕熱壓縮至自燃溫度，燃燒放熱又回頭支撐該衝擊波，兩者耦合成穩定傳播的爆轟波，理論上以查普曼—朱格（Chapman–Jouguet）狀態行進，壓力比可達十餘倍至二十倍，並在管壁留下特徵性的胞格痕跡。

最常入題的是爆燃轉爆轟（DDT）：管線內的可燃性氣體被點燃後先以爆燃前進，若管路夠長、彎頭與障礙物多，紊流使火焰面積急速擴大、燃燒速率上升，前方壓縮波逐次疊加成衝擊波，最終轉為爆轟。這也說明「二者皆可能為可燃性氣體的混合燃燒」為何成立——爆燃與爆轟並非不同物質的專屬現象，而是同一混合氣在不同條件下的兩種傳播型態。

數值對照可以這樣記：爆燃約每秒零點幾公尺至數百公尺，層流預混火焰甚至只有每秒數十公分；爆轟約每秒一千至三千五百公尺。破壞形態也不同：爆燃以壓力累積為主，容器多呈鼓脹撕裂；爆轟為瞬間高壓剪切，容器脆性碎裂、破片飛散距離遠。

易混淆對照：爆炸界限（燃燒界限）與爆轟界限不同，爆轟界限落在爆炸界限之內、範圍較窄，濃度接近爆炸界限邊緣時通常只會爆燃。另需與物理性爆炸區分，如鍋爐破裂、沸騰液體膨脹蒸氣爆炸並無化學反應，不以爆燃、爆轟分類。延伸考點是誘導距離：由點火點起算，爆燃加速轉為爆轟所需的管長稱為誘導距離，管徑愈小、內壁愈粗糙、障礙物愈多、初始壓力與氧濃度愈高者，誘導距離愈短，這是長距離輸氣管線與製程管路特別重視此一現象的原因。