可燃液体的燃烧

1、四、闪点计算四、闪点计算 （一）根据（一）根据波道查波道查的烃类闪点公式计算的烃类闪点公式计算 （二）根据（二）根据可燃液体碳原子数可燃液体碳原子数计算计算 73.70.6946 bf tt cf n)(t10410277.3 2 符号含义单位 tf闪点 oC tb沸点 oC nc分子中的碳原子数个 四、闪点计算四、闪点计算 （三）根据（三）根据道尔顿道尔顿公式计算（公式计算（插值法插值法） 1)(N P Pf 4.761 符号含义单位 P液面上方总压力Pa Pf闪点对应蒸气压Pa N1mol可燃液体燃烧需要的氧原子 摩尔数 mol （1）化学反应式：）化学反应式：C6H6+7.5O2 6CO

2、2+3H2O （2）N = 7.52 = 15 （3）代入公式）代入公式 =1498.0 （Pa） 例题例题3 3：已知大气压力：已知大气压力101325Pa101325Pa，试用，试用道尔顿道尔顿公公 式求苯的闪点（插值法）。式求苯的闪点（插值法）。 解：解： 1)(N P Pf 4.761 T P Pf t P （1）化学反应式：）化学反应式：C6H6+7.5O2 6CO2+3H2O （2）N = 7.52 = 15 （3）代入公式）代入公式 =1498.0 （Pa） （4）插值法）插值法 查表：查表：苯在苯在-200C，蒸气压为，蒸气压为990.58Pa； 苯在苯在-100C，蒸气压为，

3、蒸气压为1950.5Pa。 例题例题3 3：已知大气压力：已知大气压力101325Pa101325Pa，试用，试用道尔顿道尔顿公公 式求苯的闪点（插值法）。式求苯的闪点（插值法）。 解：解： 1)(N P Pf 4.761 T P Pf -10-20 t 内插法（内插法（interpolation） 0 3546.37 1950.5 1498 990.58 990.581950.5 990.581498 20)(10 20)( f t )14.7( o Ct f T P Pf t 3546.37 1950.5 1498 990.58 -10 0 内插法内插法 外插法外插法 -20 四、闪点计算

4、四、闪点计算 （四）根据（四）根据布里诺夫布里诺夫公式计算（公式计算（插值法插值法） D AP P 0 f 符号含义单位 P液面上方总压力Pa Pf闪点对应蒸气压Pa A仪器常数 D0扩散系数扩散系数 1mol可燃气燃烧对应氧分子mol数mol （1）已知甲苯闪点）已知甲苯闪点插值法插值法求出求出甲苯的甲苯的Pf ； （2）已知）已知总压总压P，根据化学方程式得到，根据化学方程式得到甲苯甲苯的的 值，查表求得值，查表求得甲苯甲苯的的Do ； （3）根据，）根据， 求出求出A =0.0084； （4）已知）已知总压总压P，根据化学方程式得到，根据化学方程式得到苯苯的的 值，查表得到值，查表得到苯

5、苯的的Do ；求出；求出苯的苯的Pf =1473 Pa ; （5）插值法插值法，算出，算出苯的闪点苯的闪点-15oC。 例题例题4：已知甲苯的闪点已知甲苯的闪点为为5.5oC，大气压为，大气压为 101325Pa，求苯的闪点求苯的闪点。 解：解： D AP P 0 f 四、闪点计算四、闪点计算 （五）利用（五）利用可燃液体爆炸下限可燃液体爆炸下限计算计算 第二节第二节 闪燃与爆炸温度极限闪燃与爆炸温度极限 100 LP Pf 符号含义单位 P液面上方总压力Pa Pf闪点对应蒸气压Pa L蒸气爆炸下限% （1）利用可燃液体爆炸下限方法计算）利用可燃液体爆炸下限方法计算 （2） 利用插值法计算闪点

6、利用插值法计算闪点 例题例题5：已知乙醇的：已知乙醇的爆炸下限为爆炸下限为3.3，大气总压为，大气总压为 101325Pa，求，求乙醇闪点乙醇闪点。 解：解： )(3344 100 101325%3 . 3 100 Pa LP Pf )( 6 .10Ct o f 四、闪点计算四、闪点计算 （六）根据（六）根据克克-克克方程计算方程计算 第二节第二节 闪燃与爆炸温度极限闪燃与爆炸温度极限 C) t L (lgP f V 0 0.2185 符号含义单位 Po液体蒸气压Pa Lv蒸发热kJ tf闪点温度闪点温度 oC C常数常数 例题例题6：已知癸烷爆炸下限为已知癸烷爆炸下限为0.75，环境压力为，

7、环境压力为 101325Pa，试，试求其闪点求其闪点。 解：解： （1）闪点对应的蒸气压为）闪点对应的蒸气压为 Pf=0.75101325=760（Pa） （2）查表）查表5-1得，癸烷的得，癸烷的Lv=10912， C=10.3730 （3）代入）代入 解得解得tf =318K，即，即45oC。 C) t L (lgP f V 0 0.2185 10.373 10912 0.2185760) t (lg f （1）用于评定）用于评定可燃液体火险性可燃液体火险性的大小；的大小； （2）作为可燃液体的）作为可燃液体的分类、分级标准分类、分级标准； 甲甲类危险可燃液体：闪点类危险可燃液体：闪点28

8、 乙乙类危险可燃液体：类危险可燃液体：28 闪点闪点 60 丙丙类危险可燃液体：闪点类危险可燃液体：闪点60 （3）据此确定）据此确定安全生产措施安全生产措施； （4）成为）成为选择灭火剂选择灭火剂供给强度的依据。供给强度的依据。 闪点的实用意义：闪点的实用意义： 一、闪燃与闪点一、闪燃与闪点 二、同类液体闪点变化规律二、同类液体闪点变化规律 三、混合液体闪点三、混合液体闪点 四、闪点的计算四、闪点的计算 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 第二节第二节 闪燃与爆炸温度极限闪燃与爆炸温度极限 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 （一）爆炸温度极限（一）爆炸温度极限 1、爆炸、爆炸温度极限温度极限：

9、在其它条件不变的情况：在其它条件不变的情况 下，可燃液体形成下，可燃液体形成对应于对应于其表面上蒸气的其表面上蒸气的爆炸爆炸 浓度极限浓度极限时的时的温度范围温度范围。 第二节 闪燃与爆炸温度极限 蒸气蒸气 爆炸爆炸浓度浓度上限上限 爆炸爆炸浓度浓度下限下限 液体液体 爆炸爆炸温度温度上限上限 爆炸爆炸温度温度下限下限 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 （一）爆炸温度极限（一）爆炸温度极限 2、爆炸温度极限爆炸温度极限与与液体温度液体温度的关系的关系 （设液体温度与室温相等为设液体温度与室温相等为028oC） （1）苯）苯 的爆炸温的爆炸温 度度 下限下限- 14oC 上限上限19oC 28

10、0 19 -14 （2）酒精）酒精 的爆炸温度的爆炸温度 下限下限11oC 上限上限44oC 28 0 44 11 有有 交交 叉叉 有有 交交 叉叉 危险危险 危险危险 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 （一）爆炸温度极限（一）爆炸温度极限 2、爆炸温度极限爆炸温度极限与与液体温度液体温度（设液体温度（设液体温度 与室温与室温相等为相等为028oC）的关系）的关系 （3）煤油）煤油 的爆炸温度的爆炸温度 下限下限40oC 上限上限86oC 28 0 86 40 （4）汽油）汽油 的爆炸温度的爆炸温度 下限下限-38oC 上限上限-8oC 28 0 -8 -38无无 交交 叉叉 无无 交交 叉

11、叉 安全安全 待定待定 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 （一）爆炸温度极限（一）爆炸温度极限 3、几条重要结论、几条重要结论 （1）凡）凡爆炸温度爆炸温度下下限限小于小于最最高高室温的可燃液体室温的可燃液体（如酒精），（如酒精）， 其蒸气与空气的混合物遇火源时均能发生爆炸；其蒸气与空气的混合物遇火源时均能发生爆炸； （2）凡）凡爆炸温度爆炸温度下下限限大于大于最最高高室温的可燃液体室温的可燃液体（如煤油），（如煤油）， 其蒸气与空气的混合物遇火源时均不能发生爆炸；其蒸气与空气的混合物遇火源时均不能发生爆炸； （3）凡）凡爆炸温度爆炸温度上上限限小于小于最最低低室温的可燃液体室温的可燃液体（如

12、汽油），（如汽油）， 其其饱和蒸气饱和蒸气与空气的混合物遇火源时与空气的混合物遇火源时不发生爆炸不发生爆炸；其；其非饱非饱 和蒸气和蒸气与空气的混合物遇火源时与空气的混合物遇火源时有可能发生爆炸有可能发生爆炸。 28 0 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 （二）爆炸温度极限的（二）爆炸温度极限的计算计算 计算步骤：计算步骤： 1、由已知、由已知爆炸浓度极限爆炸浓度极限，计算，计算相应饱和蒸气压；相应饱和蒸气压； 2、用、用插值法插值法计算计算爆炸温度极限。爆炸温度极限。 第二节 闪燃与爆炸温度极限 例题例题7：已知：已知甲苯甲苯的的爆炸爆炸浓度浓度极限极限范围范围1.276.75 ，求在，求在

13、101325Pa下，甲苯的下，甲苯的爆炸爆炸温度温度极限极限范范 围。围。 （1）求爆炸浓度极限所对应的）求爆炸浓度极限所对应的饱和蒸气压饱和蒸气压 （2）插值法，查表）插值法，查表56： 甲苯在甲苯在 0 oC，蒸气压为，蒸气压为889.26Pa； 甲苯在甲苯在10oC，蒸气压为，蒸气压为1693.19Pa； 甲苯在甲苯在30oC，蒸气压为，蒸气压为4959.58Pa； 甲苯在甲苯在40oC，蒸气压为，蒸气压为7905.99Pa。 解：解： )(12871.27%101325PaP 饱下饱下 )(68396.75%101325PaP 饱上饱上 例题例题7：已知：已知甲苯甲苯的的爆炸爆炸浓度浓

14、度极限极限范围范围1.276.75 ，求在，求在101325Pa下，甲苯的下，甲苯的爆炸爆炸温度温度极限极限范范 围。围。 )4.95(0)(10 8891693 8891287 0Ct f 下下限限 )36.38(30)(40 49607906 49606839 30Ct f 上上限限 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 （三）爆炸温度极限的（三）爆炸温度极限的影响因素影响因素 1、可燃液体的性质、可燃液体的性质 2、压力、压力 3、水分或其他物质含量、水分或其他物质含量 4、火源强度与点火时间、火源强度与点火时间 第二节 闪燃与爆炸温度极限 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 （三）爆炸温度极

15、限的（三）爆炸温度极限的影响因素影响因素 1、可燃液体的性质、可燃液体的性质 可燃液体蒸气可燃液体蒸气爆炸浓度极限爆炸浓度极限低低，爆炸温，爆炸温 度极限低；度极限低；液体越易蒸发液体越易蒸发，爆炸温度极限越低。，爆炸温度极限越低。 第二节 闪燃与爆炸温度极限 蒸气蒸气 爆炸爆炸浓度浓度上限上限 爆炸爆炸浓度浓度下限下限 液体液体 爆炸爆炸温度温度上限上限 爆炸爆炸温度温度下限下限 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 （三）爆炸温度极限的（三）爆炸温度极限的影响因素影响因素 2、压力、压力 压力压力升高升高，闪点，闪点升高升高，爆炸温度下限，爆炸温度下限升高升高， 压力压力降低降低，闪点，闪点降

16、低降低，爆炸温度下限，爆炸温度下限降低降低。 3、水分或其他物质含量、水分或其他物质含量 可燃液体中可燃液体中含水分含水分会使其爆炸温度极限会使其爆炸温度极限升高升高。 闪点高的可燃液体中加入闪点低的可燃液体，闪点高的可燃液体中加入闪点低的可燃液体， 混合液体的闪点，介于两者之间。混合液体的闪点，介于两者之间。 第二节 闪燃与爆炸温度极限 飞机飞行期间燃油可燃区域示意图飞机飞行期间燃油可燃区域示意图 0123456 0 10 -40 -20 20 40 0 上限上限 下限下限 上升上升航行航行下降下降 压力压力 (mmHg) 210 100 燃油温度（燃油温度（） 高度高度 (km) (a)

17、可燃区可燃区煤油煤油 飞机飞行期间燃油可燃区域示意图飞机飞行期间燃油可燃区域示意图 0123456 0 10 -40 -20 20 40 0 上升上升航行航行下降下降 压力压力 (mmHg) 210 180 燃油温度（燃油温度（） 高度高度 (km) 上限上限 JP4 可燃区可燃区 下限下限 (b) 五、爆炸温度极限五、爆炸温度极限 （三）爆炸温度极限的（三）爆炸温度极限的影响因素影响因素 4、火源强度与点火时间、火源强度与点火时间 火源强度火源强度越大越大，液体的爆炸温度下限，液体的爆炸温度下限越低越低； 点火时间点火时间越长越长，液体的爆炸温度下限，液体的爆炸温度下限越低越低。 第二节 闪

18、燃与爆炸温度极限 第三节第三节 液体着火液体着火 一、液体引燃一、液体引燃 1、可燃液体、可燃液体引燃引燃：可燃液体的蒸气与空：可燃液体的蒸气与空 气混合物在一定的温度条件下，与气混合物在一定的温度条件下，与火源接火源接 触触发生连续燃烧现象。发生连续燃烧现象。 2、可燃液体、可燃液体燃点燃点：能：能发生着火发生着火的液体的的液体的 最低温度最低温度称为液体的燃点或着火点。称为液体的燃点或着火点。 一、液体引燃一、液体引燃 3、低闪点液体低闪点液体的引燃的引燃 液面上的液面上的蒸气浓度蒸气浓度已经已经达到着火浓度达到着火浓度，其混合气，其混合气 遇火源就会被引燃，火焰迅速通过混合气体传到整个遇

19、火源就会被引燃，火焰迅速通过混合气体传到整个 液面。之后边蒸发边混合边燃烧。液面。之后边蒸发边混合边燃烧。 4、高闪点液体高闪点液体的引燃的引燃 液面上的液面上的蒸气浓度蒸气浓度小于小于爆炸浓度下限爆炸浓度下限，这时不可，这时不可 能用点火源对液体表面进行快速的引燃。能用点火源对液体表面进行快速的引燃。 闪点闪点 环境温环境温 度度 第三节第三节 液体着火液体着火 闪点闪点 环境温环境温 度度 5、高闪点液体的引燃方式、高闪点液体的引燃方式 （1）整体加热整体加热 （2）灯芯点火灯芯点火 第三节第三节 液体着火液体着火 液面液面 离开灯芯速度离开灯芯速度 ( mm/s) -2 0 2 4 涡流

20、涡流 涡流涡流 灯芯灯芯 回流回流 向外流向外流 表面张力逐渐增加表面张力逐渐增加 离开灯芯距离离开灯芯距离 ( mm) 预混预混 火焰火焰 火焰火焰 脉冲脉冲 火焰传播方向火焰传播方向 充分发展火焰充分发展火焰过渡火过渡火 焰焰 第三节第三节 液体着火液体着火 一、液体引燃一、液体引燃 6、影响影响火焰向前传播的火焰向前传播的因素因素 （1）液体）液体性质性质蒸发热蒸发热 （2）液体）液体温度温度 （3）液层）液层厚度厚度 第三节第三节 液体着火液体着火 二、液体自燃二、液体自燃 1、可燃液体、可燃液体自燃自燃：可燃液体因：可燃液体因外界加外界加 热热或或自身发热自身发热并蓄热引起的自然燃烧

21、现象。并蓄热引起的自然燃烧现象。 2、可燃液体、可燃液体自燃点自燃点：在规定的试验条：在规定的试验条 件下，可燃液体件下，可燃液体发生自燃的最低温度发生自燃的最低温度。 二、液体自燃二、液体自燃 （一）影响自燃点的（一）影响自燃点的外部因素外部因素 1、压力、压力 压力作用下的自燃点的变化压力作用下的自燃点的变化 物质物质 名称名称 自燃点（自燃点（o） 1105 Pa 5105 Pa 10105 Pa 1510 5 Pa 20105 Pa 25105 Pa 汽油汽油480350310290280250 苯苯680620590520500490 煤油煤油460330250220210200 化

22、学反应速化学反应速 度度 放热因素放热因素 二、液体自燃二、液体自燃 （一）影响自燃点的（一）影响自燃点的外部因素外部因素 2、蒸气浓度、蒸气浓度 甲烷在不同浓度下的自燃点甲烷在不同浓度下的自燃点 甲烷的浓甲烷的浓 度（度（%） 2.03.03.9 5 5.855.857.08.08.810. 0 11.75 自燃点自燃点 （o） 710 700 69669569569770 1 707714724 化学当量比化学当量比 化学计量比化学计量比 化学反应速化学反应速 度度 放热因素放热因素 二、液体自燃二、液体自燃 （一）影响自燃点的（一）影响自燃点的外部因素外部因素 3、氧含量、氧含量 0 2

23、0 40 60 80 100 600 500 400 300 200 化学反应速化学反应速 度度 放热因素放热因素 氧气（体积氧气（体积% %） 自燃点（自燃点（o oC C） 第五章第五章 可燃液体的燃可燃液体的燃 烧烧 第一节第一节 液体的蒸发液体的蒸发 第二节第二节 闪燃与爆炸温度极限闪燃与爆炸温度极限 第三节第三节 液体着火液体着火 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和 喷溅喷溅 第六节第六节 液滴的蒸发和燃烧液滴的蒸发和燃烧 预混可燃气体预混可燃气体 正常火焰传播正常火焰传播爆轰爆轰爆炸爆炸

24、 影响因素影响因素( (七个七个) ) 速度速度 火焰前沿火焰前沿 特点特点 重要参数重要参数( (波速、压力波速、压力) ) 形成条件形成条件( (四个四个) ) 发生机理发生机理 重要参数重要参数爆炸极爆炸极 限限 实用意义实用意义 影响因素影响因素( (四个四个) ) 计算计算( (五种方法五种方法) ) 预防措施预防措施 爆炸总能量爆炸总能量 爆炸威力指数爆炸威力指数 升压速度升压速度 温度、压力温度、压力 五、液体饱和蒸气浓度五、液体饱和蒸气浓度 1、不饱和：、不饱和：PPs 2、饱和：、饱和：PsP外 外 n n V V P P AAA PPsP=Ps 第一节 液体的蒸发 一、液体

25、的燃烧速度一、液体的燃烧速度 （一）燃烧线速度（一）燃烧线速度 V V 单位时间内烧掉的液层厚度。单位时间内烧掉的液层厚度。 表达式表达式 ： （二）重量燃烧速度（二）重量燃烧速度 GG 单位时间内、单位面积上烧掉的液体重量。单位时间内、单位面积上烧掉的液体重量。 表达式表达式 ： 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 mm/h t H V h)kg/(m ts g G 2 HH 一、液体的燃烧速度一、液体的燃烧速度 （三）液体重量燃烧速度与线速度关系（三）液体重量燃烧速度与线速度关系 V G 3 kg/m t H V ts g G H V s g G t t mm/h h)kg

26、/(m 2 1000 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 二、液体的燃烧速度的测定二、液体的燃烧速度的测定 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 直径为直径为62mm62mm 的石英容器的石英容器 重锤重锤 滴定管滴定管 滑轮滑轮 HH 实验实验实际实际 燃烧速度随油罐直径变化曲线图燃烧速度随油罐直径变化曲线图 0.4 1 10 100 1000 cm 20 10 5 2 1 0. 5 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 能量守恒定律能量守恒定律 火焰火焰 液面液面 kJ/m2hkJ/kgkg/

27、m 2h 对液体燃烧速度产生影响的因素有：对液体燃烧速度产生影响的因素有： )t(tCL Q G 12PV Q V L)c(C P1 t )tt (CL 12PV Q 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 热量传递方式热量传递方式数学符号数学符号遵循定律遵循定律 热传导热传导 热对流热对流 热辐射热辐射 液面接受总能液面接受总能 量量 conv q rad q cond q dx dT K Th 4 T radconvcond qqq Q 单位时间单位面积单位时间单位面积 符号符号遵循定律遵循定律 conv q rad q c

28、ond q dx dT K Th 4 T TT FL )T(T LF )T(T 4 L 4 F 2 ) 2 D ( DdKb b 液面接受传导百分数液面接受传导百分数 角系数角系数 d d KL)exp(1 Back K4 ：考虑了火焰向液面辐射的平均射线考虑了火焰向液面辐射的平均射线 行程、火焰内的辐射粒子的浓度、辐射率行程、火焰内的辐射粒子的浓度、辐射率 的一个常数。的一个常数。 D)exp(1K4 K4 = K D)Kexp(1 单位时间单位面积单位时间单位面积单位时间非单位面积单位时间非单位面积 符号符号遵循定律遵循定律修正系数修正系数面积面积温度温度 h conv q rad q c

29、ond q dx dT K Th 4 T TT FL )T(T LF )T(T 4 L 4 F 2 ) 2 D ( DdKb D)Kexp(1 4 b 液面接受传导百分数液面接受传导百分数 角系数角系数 d d 单位时间单位面积单位时间单位面积单位时间非单位面积单位时间非单位面积 符号符号遵循定律遵循定律修正系数修正系数面积面积温度温度 conv q rad q cond q dx dT K Th 4 T )T(T LF )T(T 4 L 4 F 2 ) 2 D ( D 1 K 3 KD)Kexp(1 4 )T(T LF 22 2 D D Q4 )( Q Q D)Kexp()1T(TK)T(T

30、K D )T(T4K D Q4 Q 4 4 L 4 F3LF2 LF1 2 D)Kexp()1T(T 4 D Kq 4 4 L 4 F 2 3rad )TD(TKq LF1cond )T(T 4 D Kq LF 2 2conv D)Kexp()1T(TK)T(TK D )T(T4K D Q4 Q 4 4 L 4 F3LF2 LF1 2 e 1 1 DK4 u直径很小直径很小，占主导地位，直径占主导地位，直径 越小越小，燃烧速度，燃烧速度越快越快； u直径很大直径很大，导热项趋于零，导热项趋于零，占占 主导地位，燃烧速度趋于主导地位，燃烧速度趋于常数常数； u在过渡阶段在过渡阶段，和和共同共同

31、作用，燃烧速度随直径增加迅速减小到作用，燃烧速度随直径增加迅速减小到 最小值最小值，随后随直径增加而上升。，随后随直径增加而上升。 燃烧速度随油罐直径变化曲线图燃烧速度随油罐直径变化曲线图 0.4 1 10 100 1000 cm 20 10 5 2 1 0. 5 直径小于直径小于0.03m0.03m时，火焰为层流状态，燃时，火焰为层流状态，燃 烧速度随直径增加而减小；烧速度随直径增加而减小； 直径大于直径大于1.0m1.0m时，火焰呈充分发展的湍时，火焰呈充分发展的湍 流状态，燃烧速度为常数，不受直径变化流状态，燃烧速度为常数，不受直径变化 的影响，的影响， 直径介于直径介于0.030.03

32、1.0m1.0m的范围时，随着直的范围时，随着直 径的增加，燃烧状态逐渐从层流状态过渡径的增加，燃烧状态逐渐从层流状态过渡 到湍流状态，燃烧速度在到湍流状态，燃烧速度在0.10m0.10m处达到最小处达到最小 值，之后燃烧速度随直径增加逐渐上升到值，之后燃烧速度随直径增加逐渐上升到 湍流状态的恒定值。湍流状态的恒定值。 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 （一）液面接受热量（一）液面接受热量 1、直径直径D对液面接受热量对液面接受热量 的影响的影响 2、容器中、容器中可燃液体高度可燃液体高度对对 的影响的影响 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 Q Q Q 单

33、位时间单位面积单位时间单位面积单位时间非单位面积单位时间非单位面积 符号符号遵循定律遵循定律修正系数修正系数面积面积温度温度 h conv q rad q cond q dx dT K Th 4 T TT FL )T(T LF )T(T 4 L 4 F 2 ) 2 D ( DdKb D)Kexp(1 4 d d 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 （一）液面接受热量（一）液面接受热量 1、直径直径D对液面接受热量对液面接受热量 的影响的影响 2、容器中、容器中可燃液体高度可燃液体高度对对 的影响的影响 3、风风的存在对的存在对 的影响的影响 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可

34、燃液体的稳定燃烧 Q Q Q Q 单位时间单位面积单位时间单位面积单位时间非单位面积单位时间非单位面积 符号符号遵循定律遵循定律修正系数修正系数面积面积温度温度 h conv q rad q cond q dx dT K Th 4 T TT FL )T(T LF )T(T 4 L 4 F 2 ) 2 D ( DdKb D)Kexp(1 4 d d 7.5 5.0 2.5 0 1.0 2.0 3.0 风风速速 (m/s) 汽汽油油 柴柴油油 重重油油 Vl (mm/min) 轻油轻油：风速增加，燃烧速度加快：风速增加，燃烧速度加快 重油：重油：影响不大影响不大 单位时间单位面积单位时间单位面积单

35、位时间非单位面积单位时间非单位面积 符号符号遵循定律遵循定律修正系数修正系数面积面积温度温度 h conv q rad q cond q dx dT K Th 4 T TT FL )T(T LF )T(T 4 L 4 F 2 ) 2 D ( DdKb D)Kexp(1 4 d d 火焰火焰辐射强度辐射强度和和倾斜度倾斜度两个因素共同作用两个因素共同作用 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 （一）液面接受热量（一）液面接受热量 3、风风的存在对的存在对 的影响的影响 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 Q Q 风速超过风速超过某一程度某一程度，几乎所有液体的燃，

36、几乎所有液体的燃 烧速度都趋于烧速度都趋于定值定值 对轻油：风速增大，燃烧速度加快对轻油：风速增大，燃烧速度加快 对重油：影响不大对重油：影响不大 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 （一）液面接受热量（一）液面接受热量 1、直径直径D对液面接受热量对液面接受热量 的影响的影响 2、容器中、容器中可燃液体高度可燃液体高度对对 的影响的影响 3、风风的存在对的存在对 的影响的影响 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 Q Q Q Q kJ/m2hkJ/kgkg/m 2h 对液体燃烧速度产生影响的因素有：对液体燃烧速度产生影响的因素有： Q V L)c(C P1 t

37、 )tt (CL 12PV Q 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 )t(tCL Q G 12PV 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 （二）挥发性影响（二）挥发性影响-有机同系物液体密度有机同系物液体密度 1、 2、实验、实验 3、结论、结论 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 燃烧速度燃烧速度 mm/min 液体密度液体密度g/cm3 液体的液体的密度密度可以反映可以反映 液体的液体的挥发性挥发性，密度，密度 越越小小，燃烧速度，燃烧速度越快越快。 )t(tCL Q G 12PV 三、影

38、响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 （三）热容的影响（三）热容的影响-液体含水量液体含水量 1、 2、实验、实验 3、结论、结论 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 250 200 150 100 50 0 60 120 180 240 300 360 燃燃烧烧时时间间（min） 0.1% 水 含 0.4% 0.55% 水 水 含 含 液液面面下下降降高高度度（mm） )t(tCL Q G 12PV 含水量增加，使含水量增加，使热容热容 增大，燃烧速度下降。增大，燃烧速度下降。 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 （四）初温的影响（四）初温的影响

39、1、 2、结论、结论 初温升高，燃烧速度加快。初温升高，燃烧速度加快。 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 )t(tCL Q G 12PV 一、液体的燃烧速度一、液体的燃烧速度 二、液体的燃烧速度的测定二、液体的燃烧速度的测定 三、影响液体燃烧速度的因素三、影响液体燃烧速度的因素 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 （一）火焰的燃烧状态（一）火焰的燃烧状态 1、燃烧状态、燃烧状态 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 l直径小于直径小于0.0

40、3m时，火焰为时，火焰为层流状态层流状态，燃烧的主，燃烧的主 要方式是扩散燃烧。要方式是扩散燃烧。 l直径介于直径介于0.031.0m时，随着直径的增加，燃烧时，随着直径的增加，燃烧 状态逐渐从状态逐渐从层流状态层流状态过渡到过渡到湍流状态湍流状态。 l直径大于直径大于1.0m时，火焰呈充分发展的时，火焰呈充分发展的湍流状态湍流状态， 燃烧速度为常数，火焰的形状由层流状态的圆锥形燃烧速度为常数，火焰的形状由层流状态的圆锥形 变为形状不规则的湍流火焰。变为形状不规则的湍流火焰。 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 （一）火焰的（一）火焰的燃烧状态燃烧状态 1、燃烧状态、燃烧状态

41、 2、湍流型火焰示意图、湍流型火焰示意图 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 火焰底部火焰底部 包络线包络线 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 （一）火焰的（一）火焰的燃烧状态燃烧状态 （二）火焰的（二）火焰的倾斜度倾斜度 1、无风条件无风条件下，火焰在不定的方向下，火焰在不定的方向倾斜倾斜05o； 2、当、当风速风速大于或等于大于或等于4m/s时，火焰会向下风方向时，火焰会向下风方向 倾斜约倾斜约6070o。 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 （三）火焰的（三）火焰的高度高度 1、火焰

42、、火焰高度高度：通常是指由可见发光体的：通常是指由可见发光体的碳微粒碳微粒 所组成的柱状体的顶部高度所组成的柱状体的顶部高度H，它取决液池的直径，它取决液池的直径 及液体种类。及液体种类。 汽油汽油 重油重油 煤油煤油 轻油轻油 0 00.20.21 10.40.4 100010006 64 42 210102020404030003000100100 400400 1 1 2 2 5 5 2020 1010 (cm)(cm) 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 （三）火焰的（三）火焰的高度高度 /m700kW/DQ7 22/5 C 1.02DQ0.23H 2/5 C 适用范

43、围：适用范围： 火焰火焰高度高度公式公式 火焰的高度火焰的高度H,圆池直径圆池直径D 层流层流火焰区：火焰区： 湍流湍流火焰区：火焰区： 0.30.1 DH/D 2.01.5H/D 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 （四）火焰的（四）火焰的温度温度分布图分布图 1、 火焰温度分布图火焰温度分布图 2、温度分布经验公式、温度分布经验公式 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 H t (oC) 12 2/5 C 2 0 0 ) Q h () C K ( T T2g 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 （五）火焰的气流流速（五）火焰的气流流速 第四

44、节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 2/5 C 1/5 C 0 ) Q h K( Q u 区 域K C 火 焰 火焰间断区 烟 羽 6.8m1/2/s 1.9m/ ( KW1/5s) 1.1m4/3/(KW1/ 3s) 1/2 0 -1/3 0.2 0.9 0.9 0.9 )(m/KWQh/ 2/52/5 C T0环境温度K 整个火焰的热释放速率kW h火焰中心线上的点与液面的距离M 火焰中心线与环境温度差K C Q 0 T 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 （六）火焰的辐射（六）火焰的辐射 火焰通过辐射对液池

45、周围的物体传热，火焰对物体的辐射热火焰通过辐射对液池周围的物体传热，火焰对物体的辐射热 通量取决于火焰温度与厚度，火焰内辐射粒子的浓度和火通量取决于火焰温度与厚度，火焰内辐射粒子的浓度和火 焰与被辐射物体的几何关系等，火焰的辐射可以用来焰与被辐射物体的几何关系等，火焰的辐射可以用来设置设置 油罐防火安全间距，设计消防洒水系统。油罐防火安全间距，设计消防洒水系统。 四、液体稳定燃烧的火焰特征四、液体稳定燃烧的火焰特征 （六）火焰的辐射（六）火焰的辐射 1、点源法点源法 2、长方形辐射面法长方形辐射面法 第四节第四节 可燃液体的稳定燃烧可燃液体的稳定燃烧 0 10 20 30 40 50 60 d

46、 (m) 70 60 50 40 30 20 10 热通量热通量 （kW/m2） 1、液体油罐发、液体油罐发 生火灾后，处生火灾后，处 在什么位置的在什么位置的 受到受到 的火灾危险最的火灾危险最 大。大。 2、液体油罐发、液体油罐发 生火灾后，火生火灾后，火 灾的灾的应处应处 在什么在什么， 试用燃烧学原试用燃烧学原 理进行说明。理进行说明。 第五节第五节 原油和重质石油产品原油和重质石油产品 燃烧时的沸溢和喷溅燃烧时的沸溢和喷溅 一次加工一次加工 二次加工二次加工 直馏汽油直馏汽油 煤油煤油 轻重柴油轻重柴油 各种润滑油馏分各种润滑油馏分 催化裂化催化裂化 催化重整催化重整 加氢裂化加氢裂

47、化 提高质量提高质量 轻质油轻质油 石油石油 一、一、石油燃料石油燃料 石油燃料是用量最大的油品。按其用途和使石油燃料是用量最大的油品。按其用途和使 用范围可以分为如下五种：用范围可以分为如下五种： 1、点燃式点燃式发动机发动机燃料：航空汽油，车用汽油等。燃料：航空汽油，车用汽油等。 2、喷气式喷气式发动机发动机燃料（喷气燃料）：航空煤油。燃料（喷气燃料）：航空煤油。 3、压燃式压燃式发动机发动机燃料（柴油机燃料）：高速、燃料（柴油机燃料）：高速、 中速、低速柴油。中速、低速柴油。 4、液化石油气液化石油气燃料：即液态烃。燃料：即液态烃。 5、锅炉燃料锅炉燃料：炉用燃料油和船舶用燃料油。：炉用

48、燃料油和船舶用燃料油。 一、一、石油燃料石油燃料 二、二、润滑油和润滑脂润滑油和润滑脂 润滑油和润滑脂被用来减少机件之间的摩擦，润滑油和润滑脂被用来减少机件之间的摩擦， 保护机件以延长它们的使用寿命并节省动力。它们保护机件以延长它们的使用寿命并节省动力。它们 的数量只占全部石油产品的的数量只占全部石油产品的5%5%左右，但其品种繁多。左右，但其品种繁多。 三、三、蜡，沥青和石油焦蜡，沥青和石油焦 它们是从生产燃料和润滑油时进一步加工得来它们是从生产燃料和润滑油时进一步加工得来 的，其产量约为所加工原油的百分之几。的，其产量约为所加工原油的百分之几。 四、四、溶剂和石油化工产品溶剂和石油化工产品

49、 后者是有机合成工业的重要基本原料和中间体。后者是有机合成工业的重要基本原料和中间体。 一、基本概念一、基本概念 1、初初沸点：原油中沸点：原油中最轻最轻的烃类沸腾时的的烃类沸腾时的温度温度。 2、终终沸点：原油中沸点：原油中最重最重的烃类沸腾时的的烃类沸腾时的温度温度。 3、沸程沸程：不同沸点的所有：不同沸点的所有馏分馏分转变为转变为蒸气蒸气的的最低最低和和 最高最高沸点范围沸点范围。 4、轻轻组分：原油中组分：原油中比重最小、沸点最低比重最小、沸点最低的很少一部的很少一部 分烃类组分。分烃类组分。 5、重重组分：原油中组分：原油中比重最大、沸点最高比重最大、沸点最高的很少一部的很少一部 分

50、烃类组分。分烃类组分。 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 二、单组分液体燃烧时热量在液层的传播特点二、单组分液体燃烧时热量在液层的传播特点 （一）液面温度接近但稍低于液体的沸点（一）液面温度接近但稍低于液体的沸点 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 二、单组分液体燃烧时热量在液层的传播特点二、单组分液体燃烧时热量在液层的传播特点 （二）液面加热层很薄（二）液面加热层很薄 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 丁醇丁醇和和汽油汽油燃烧时的温度

51、分布燃烧时的温度分布 1 16 60 0 1 10 00 0 1 12 20 0 7 75 5 8 80 0 5 50 0 4 40 0 2 25 5 0 0 2 20 0 4 40 0 6 60 0 8 80 0 1 10 00 0 0 0 1 10 0 2 20 0 3 30 0 4 40 0 5 50 0 液液面面下下厚厚度度（m mm m） 液液面面下下厚厚度度（mm） 液 液体体温温度度（） 液液体体温温度度（） 汽汽油油 丁丁醇醇 液面下温度分布液面下温度分布 0 T0 Ts T x 三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点 （一）（一）热波热波：沸

52、程较宽沸程较宽的混合液体在燃烧时，的混合液体在燃烧时，热热 量量逐渐向逐渐向液体深层传播液体深层传播时热的时热的锋面锋面。 （二）热波（二）热波特性特性：原油和重质石油产品在燃烧时：原油和重质石油产品在燃烧时 热量在油层中不断传播热量在油层中不断传播，使油品的，使油品的被加热层不断被加热层不断 增厚增厚的特性。的特性。 （三）热波的（三）热波的传播速度传播速度：热波在液层中向下移动：热波在液层中向下移动 的速度称为热波的传播速度。的速度称为热波的传播速度。 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 热波传播速度与直线燃烧速度的比热波传播速度与直线燃

53、烧速度的比 较较 油品种类油品种类 热波传播速热波传播速 度度 (mm/min) 直线燃烧速度直线燃烧速度 (mm/min) 轻质油品轻质油品 含水含水0.3%7.5201.77.5 重质燃油重质燃油 及燃料油及燃料油 含水含水0.3%3201.32.3 初镏分（原油轻镏分）初镏分（原油轻镏分）4.25.82.54.2 三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点 （四）影响因素（四）影响因素 1、油品的、油品的组成组成 2、油品中、油品中含水量含水量 3、油品、油品储罐的直径储罐的直径 4、贮罐内的、贮罐内的油品液位油品液位 5、其他因素其他因素 第五节第五节 原

54、油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点 （四）影响因素（四）影响因素 1、油品的、油品的组成组成 轻组分轻组分越多越多，蒸发气化，蒸发气化越快越快，燃烧，燃烧越猛越猛 烈烈； 轻组分越多，轻组分越多，粘性小粘性小，重组分沉降速度，重组分沉降速度 越大，越大，热波传播速度越大。热波传播速度越大。 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点 （四）影响因素（四）影响因素 2、油

55、品中、油品中含水量含水量 含水量含水量增大增大，热波传播速度增大热波传播速度增大； 含水量含水量过大过大，超过，超过6%，点火困难点火困难，燃烧，燃烧 不稳定。不稳定。 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点 （四）影响因素（四）影响因素 3、油品、油品储罐的直径储罐的直径 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 汽油火焰高度汽油火焰高度H与圆池直径与圆池直径D的关系的关系 D(m)H(m)H/D 22.3035.011.56

56、 5.4011.452.12 0.380.441.303.25 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 D(m) 5 4 3 2 1 热波传播速度热波传播速度 (mm/min) 原油热波传播速度与油罐直径的关系原油热波传播速度与油罐直径的关系 三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点 （四）影响因素（四）影响因素 4、贮罐内的、贮罐内的油品液位油品液位 液位较高，液位较高，空气容易进入空气容易进入 火焰区火焰区，燃烧，燃烧速度快速度快； 反之，相反。反之，相反。 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 三、原油

57、燃烧时热量在液层中的传播特点三、原油燃烧时热量在液层中的传播特点 （四）影响因素（四）影响因素 5、其他因素其他因素 杂质、游离碳杂质、游离碳等有利于形成重组分微团，等有利于形成重组分微团， 热波传播速度加快热波传播速度加快； 风风使热量分布不均匀，使热量分布不均匀，热波传播速度加热波传播速度加 快快。 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 四、重质油品的沸溢和喷溅四、重质油品的沸溢和喷溅 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 四、重质油品的沸溢和喷溅四、重质油品的沸溢和喷溅 第五节第五节 原油

58、和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 四、重质油品的沸溢和喷溅四、重质油品的沸溢和喷溅 （一）沸溢（一）沸溢 1、沸溢沸溢：热波在油品中传播时，：热波在油品中传播时，乳化乳化 水或自由水蒸发水或自由水蒸发，形成大量，形成大量油包气气泡油包气气泡， 最后发生最后发生向外溢出的现象向外溢出的现象。 2、沸溢的、沸溢的发生条件发生条件： （1）原油具有形成）原油具有形成热波的特性热波的特性； （2）原油中含有）原油中含有乳化水或自由水乳化水或自由水； （3）原油的）原油的粘度较大粘度较大。 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸

59、溢和喷溅 四、重质油品的沸溢和喷溅四、重质油品的沸溢和喷溅 （一）沸溢（一）沸溢 3、沸溢发生的、沸溢发生的时间时间 发生沸溢的时间与原油的种类、水分含发生沸溢的时间与原油的种类、水分含 量有关。根据实验，含有量有关。根据实验，含有1%水分的石油水分的石油，经，经 4560分钟分钟燃烧就会发生沸溢。燃烧就会发生沸溢。 4、 发生发生沸溢的征兆沸溢的征兆： （1）火焰火焰由由红红变变白白变变亮亮，高度突然增加；，高度突然增加； （2）烟气烟气由由浓黑浓黑变变稀白稀白； （3）油面蠕动，有）油面蠕动，有轻微轻微呼隆呼隆和和嘶嘶声响嘶嘶声响。 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和

60、重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 四、重质油品的沸溢和喷溅四、重质油品的沸溢和喷溅 （二）喷溅（二）喷溅 1、喷溅喷溅：热波下降到水垫层热波下降到水垫层，使其中的水大量，使其中的水大量 蒸发，蒸气压迅速升高，把蒸发，蒸气压迅速升高，把上部的油品抛出罐外的上部的油品抛出罐外的 现象。现象。 2、喷溅的发生条件：、喷溅的发生条件： （1）原油具有热波特性；）原油具有热波特性； （2）原油底部存在水垫层；）原油底部存在水垫层； （3）高温层与水垫层接触。）高温层与水垫层接触。 第五节第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 四、重质油品的沸溢和喷溅四、重质油品的