课件--消防燃烧学

1、燃烧学的发展简史燃烧学的发展简史一、燃烧学的发展简史一、燃烧学的发展简史（一）燃烧的燃素说（一）燃烧的燃素说（二）燃烧的氧学说（二）燃烧的氧学说现代化学表明，燃烧是可燃物与氧化现代化学表明，燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。可见，焰、发光和（或）发烟现象。可见，燃烧的氧学说距离现代燃烧学说只有燃烧的氧学说距离现代燃烧学说只有一步之遥。一步之遥。燃烧学的发展简史燃烧学的发展简史燃烧学的应用燃烧学的应用二、燃烧学的应用二、燃烧学的应用（一）提高能效方面（一）提高能效方面（二）减少损失方面（二）减少损失方面燃烧的本质燃烧的本质

2、三、燃烧的本质三、燃烧的本质（一）本质（一）本质 所谓燃烧，是指可燃物与氧化剂作用发生的放所谓燃烧，是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。 从本质上讲，燃烧是一种氧化还原反应，但其从本质上讲，燃烧是一种氧化还原反应，但其放热、发光、发烟、伴有火焰等基本特征表明它不放热、发光、发烟、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化还原反应。同于一般的氧化还原反应。燃烧的本质燃烧的本质（二）基本条件（二）基本条件 1、可燃物（还原剂）、可燃物（还原剂） 2、助燃物（氧化剂）、助燃物（氧化剂） 3、点火源、点火源 燃烧的本质燃烧

3、的本质（三）燃烧条件的应用（三）燃烧条件的应用 1、防火措施、防火措施 （1）控制可燃物控制可燃物 （2）隔绝空气）隔绝空气 （3）消除点火源）消除点火源燃烧的本质燃烧的本质（三）燃烧条件的应用（三）燃烧条件的应用 2、灭火方法、灭火方法 （1）隔离法）隔离法 （2）窒息法）窒息法 （3）冷却法）冷却法 （4）抑制法）抑制法燃烧的本质燃烧的本质（四）燃烧产物（四）燃烧产物 定义：由于燃烧而生成的气体、液体和固体物定义：由于燃烧而生成的气体、液体和固体物质。质。分类：分类：（1 1）完全燃烧产物）完全燃烧产物 （2 2）不完全燃烧产物）不完全燃烧产物 （3 3）离解产物）离解产物 （4 4）烟）

4、烟燃烧的本质燃烧的本质（四）燃烧产物（四）燃烧产物毒害作用：毒害作用：1.缺氧、窒息作用缺氧、窒息作用2.毒性、刺激性、腐蚀性毒性、刺激性、腐蚀性 CO、SO2、HCl、氰化物、氰化物、NOx3.高温气体的热损伤高温气体的热损伤燃烧的本质燃烧的本质（四）燃烧产物（四）燃烧产物 1952年年12月月 5日，英国首都伦敦上空突然浓雾笼罩，天昏地暗，经久不散，日，英国首都伦敦上空突然浓雾笼罩，天昏地暗，经久不散，就像就像 一个巨大的盖子罩在了城市上空，农村和工厂的许多烟囱排出的浓烟积聚一个巨大的盖子罩在了城市上空，农村和工厂的许多烟囱排出的浓烟积聚在低空，使在低空，使 污染物浓度不断增加，最高时每立

5、方米烟尘浓度竟达到污染物浓度不断增加，最高时每立方米烟尘浓度竟达到4.5毫克，毫克，SO2也达也达3.8毫克。毫克。 在伦敦准备展出的一群获奖的牛，首先对烟雾毒害有了反应。它们伸长舌头在伦敦准备展出的一群获奖的牛，首先对烟雾毒害有了反应。它们伸长舌头，呼，呼 吸困难，有一头当即死亡，吸困难，有一头当即死亡，12头因病重只好送到屠宰场，另有头因病重只好送到屠宰场，另有 160头牛需头牛需要治疗。与要治疗。与 此同时，过路的行人也闻到了一股股强烈刺鼻的气味，成千上万的此同时，过路的行人也闻到了一股股强烈刺鼻的气味，成千上万的市民感到胸闷气急、市民感到胸闷气急、 喉痛咳嗽、呕吐不止，其他疾病也随之不

6、断出现。喉痛咳嗽、呕吐不止，其他疾病也随之不断出现。4天内，天内，伦敦有近伦敦有近 4000人死亡，患人死亡，患 有呼吸器官疾病者是平时的有呼吸器官疾病者是平时的4倍，患心脏病者是平时倍，患心脏病者是平时的的3倍，紧接着，英国全境出现大倍，紧接着，英国全境出现大 雾，气温逆转，甚至在之后的雾，气温逆转，甚至在之后的2个月内，还有个月内，还有 8000多人因各种疾病死亡。这就是举世多人因各种疾病死亡。这就是举世 闻名的闻名的“伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件”。燃烧的本质燃烧的本质（四）燃烧产物（四）燃烧产物危害性：危害性：1.烟气的毒害性烟气的毒害性2.烟气的减光性烟气的减光性3.不完全燃烧产物的爆炸

7、性不完全燃烧产物的爆炸性燃烧的热量传递燃烧的热量传递五、燃烧的热量传递五、燃烧的热量传递（一）传递方式（一）传递方式 1、热传导、热传导 相互接触而温度不同的物体或物体中温度不同的各个部相互接触而温度不同的物体或物体中温度不同的各个部分之间，当不存在宏观的相对位移时，由微观粒子的热运动分之间，当不存在宏观的相对位移时，由微观粒子的热运动引起的热传递现象。引起的热传递现象。FdTQ（1）温度差）温度差（2）导热系数）导热系数（3）导热物体的厚度和截面积）导热物体的厚度和截面积（4）时间）时间燃烧的热量传递燃烧的热量传递（一）传递方式（一）传递方式 2、热对流、热对流 流体中温度不同的各个部分之间

8、，由于相对的宏观运动流体中温度不同的各个部分之间，由于相对的宏观运动而把热量从一处带到另一处的现象，或者说具有相对位移的而把热量从一处带到另一处的现象，或者说具有相对位移的流体与所接触的固体壁面之间的热量传递过程。流体与所接触的固体壁面之间的热量传递过程。分类：分类：（1）自然对流）自然对流（2）强制对流）强制对流燃烧的热量传递燃烧的热量传递（一）传递方式（一）传递方式 2、热对流、热对流 （1）自然对流）自然对流 指流体的运动是由自然力所引起的。指流体的运动是由自然力所引起的。 （2）强制对流）强制对流 指流体微团的空间移动是由机械力引起。指流体微团的空间移动是由机械力引起。燃烧的热量传递燃

9、烧的热量传递（一）传递方式（一）传递方式 3、热辐射、热辐射 以电磁波形式传播热量的现象，叫做热辐射。以电磁波形式传播热量的现象，叫做热辐射。燃烧的热量传递燃烧的热量传递（二）烟囱效应（二）烟囱效应在垂直的围护物中，由于气体对流，促使烟尘和热气向在垂直的围护物中，由于气体对流，促使烟尘和热气向上流动的效应。上流动的效应。烟囱效应形成原因烟囱效应形成原因户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降，造成空户内空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降，造成空气加强对流的现象。烟囱效应的产生。在有共享中庭、气加强对流的现象。烟囱效应的产生。在有共享中庭、竖向通风（排烟）风道、楼梯间等具有类似烟囱特征竖向通风

10、（排烟）风道、楼梯间等具有类似烟囱特征即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑即从底部到顶部具有通畅的流通空间的建筑物、构筑物（如水塔）中，空气（包括烟气）靠密度差的作用，物（如水塔）中，空气（包括烟气）靠密度差的作用，沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象，即为烟囱沿着通道很快进行扩散或排出建筑物的现象，即为烟囱效应。效应。燃烧的热量传递燃烧的热量传递（二）烟囱效应（二）烟囱效应烟囱效应的特点烟囱效应的特点 （1）管道）管道H越高，管道平面下的压力差（越高，管道平面下的压力差（PP1）越）越大，烟囱效应越显著。大，烟囱效应越显著。（2）管道内外温差越大，热空气与冷空气的比重差越）管道内

11、外温差越大，热空气与冷空气的比重差越大，管道下端平面上的压力差也就越大，烟囱效应越大，管道下端平面上的压力差也就越大，烟囱效应越显著。显著。火灾是高楼最大的安全隐患。钢筋铁骨火灾是高楼最大的安全隐患。钢筋铁骨般的纽约世贸中心其实不是被飞机撞塌般的纽约世贸中心其实不是被飞机撞塌的，而是被大火烧塌的。的，而是被大火烧塌的。原来，纽约世贸中心整体都是钢结构。原来，纽约世贸中心整体都是钢结构。钢材在钢材在500500摄氏度的温度下，承载能力摄氏度的温度下，承载能力会降低一半；超过会降低一半；超过800800摄氏度，其承载摄氏度，其承载能力将微乎其微。飞机撞击世贸中心后，能力将微乎其微。飞机撞击世贸中心

12、后，大火熊熊燃烧，温度高达大火熊熊燃烧，温度高达10001000摄氏度。摄氏度。于是，钢材在高温下软化，难以支撑成于是，钢材在高温下软化，难以支撑成千上万吨的楼重。因此，整幢大楼像熔千上万吨的楼重。因此，整幢大楼像熔化了的巧克力一样轰然坍塌了。化了的巧克力一样轰然坍塌了。 纽约世贸大厦原貌纽约世贸大厦原貌燃烧的热量传递燃烧的热量传递燃烧类型燃烧类型六、燃烧类型六、燃烧类型（一）闪燃（一）闪燃 闪燃和闪点：闪燃和闪点： 闪燃：可燃液体蒸气与空气混合气体遇火源发生一闪闪燃：可燃液体蒸气与空气混合气体遇火源发生一闪 即灭的现象。即灭的现象。 闪点：在规定的实验条件下，液体表面发生闪燃的最低闪点：在规

13、定的实验条件下，液体表面发生闪燃的最低温度。温度。燃烧类型燃烧类型六、燃烧类型六、燃烧类型（一）闪燃（一）闪燃 闪点在消防中的意义闪点在消防中的意义是衡量可燃液体火灾危险性的重要参数。是衡量可燃液体火灾危险性的重要参数。是可燃液体生产、储运的火灾危险性分类的依据。是可燃液体生产、储运的火灾危险性分类的依据。是配置灭火剂供给强度的依据。是配置灭火剂供给强度的依据。燃烧类型燃烧类型六、燃烧类型六、燃烧类型（二）着火（二）着火 可燃物质在空气中与火源接触，达到某一温度时，开始可燃物质在空气中与火源接触，达到某一温度时，开始产生有火焰的燃烧，并在火源移去后仍然持续燃烧的现象。产生有火焰的燃烧，并在火源

14、移去后仍然持续燃烧的现象。着火就是燃烧的开始，并且以出现火焰为特征，这是日常生着火就是燃烧的开始，并且以出现火焰为特征，这是日常生产、生活中最常见的燃烧现象。产、生活中最常见的燃烧现象。 可燃物开始持续燃烧所需要的最低温度，叫做该物质的可燃物开始持续燃烧所需要的最低温度，叫做该物质的着火点（又称燃点）。着火点（又称燃点）。燃烧类型燃烧类型六、燃烧类型六、燃烧类型（三）自燃（三）自燃 可燃物质在没有外部火花、火焰等火源的作用下，因受可燃物质在没有外部火花、火焰等火源的作用下，因受热或自身发热所产生的自行着火现象，叫做自燃。热或自身发热所产生的自行着火现象，叫做自燃。483.6kJO2H2OH37

15、1.5kJH2NaOHO2H2Na22222 与水作用发生自燃的物质与水作用发生自燃的物质1、活泼金属、活泼金属133.2kJHNaOHOHNaH22 2、金属氢化物、金属氢化物燃烧类型燃烧类型3、金属磷化物、金属磷化物 33223332232PH3Zn(OH)O6HPZn2PH3Ca(OH)O6HPCa燃烧类型燃烧类型 4323422222222223CH4Al(OH)O12HCAlHCCa(OH)O2HCaCHC2KOHO2HCK4、炭化物、炭化物5、金属粉末、金属粉末O4H)Mg(AlO2Al(OH)Mg(OH)3H2Al(OH)O6H2AlHMg(OH)O2HMgHZnOOHZn222

16、3223222222 燃烧类型燃烧类型7、CaO、无水、无水AlCl3、NaO、NaOH、发烟发烟H2SO4、氯磺酸、氯磺酸、PCl3保险粉是典型的危险化学品，遇少量水或在潮湿空气中保险粉是典型的危险化学品，遇少量水或在潮湿空气中分解发热，会自燃或爆炸。所以产品标准中明确规定必须用分解发热，会自燃或爆炸。所以产品标准中明确规定必须用铁桶密闭包装。铁桶密闭包装。上述与水接触时，虽不产生可燃气体，但放出大量的热，上述与水接触时，虽不产生可燃气体，但放出大量的热，能将附近的可燃物引燃。能将附近的可燃物引燃。6、保险粉、保险粉燃烧类型燃烧类型空气中能自燃的物质空气中能自燃的物质1、黄磷、黄磷522O2

17、P5O4P 存放在水中存放在水中P4具有四面体，以具有四面体，以p轨道成键，键角轨道成键，键角60度，张度，张力很大，键能变小，力很大，键能变小，79kJmol-1,易断键。易断键。对黄磷等易自燃商品的包装，宜将其装入壁厚不少对黄磷等易自燃商品的包装，宜将其装入壁厚不少于于1毫米的铁桶中，毫米的铁桶中，桶桶内壁须涂耐酸保护层，桶内盛内壁须涂耐酸保护层，桶内盛水，并使水面浸没商品，桶口严密封闭，每桶净重不水，并使水面浸没商品，桶口严密封闭，每桶净重不超过超过50公斤。公斤。燃烧类型燃烧类型2、烷基铝、烷基铝存放在苯中存放在苯中3、硝化纤维素、硝化纤维素存放在水中或酒精中，含水量不得少存放在水中或

18、酒精中，含水量不得少32%或放或放在低于在低于20的密闭箱子中。的密闭箱子中。O6H4CO7OH2CH3CAl(OH)O3HAl)H(C222626232352 232222HNOHNOOH2NO2NOO2NO 1993年，年，10月月14日日12时时45分，广州市乒乓球厂发生火分，广州市乒乓球厂发生火灾，烧毁建筑近灾，烧毁建筑近4000平方米，死平方米，死 亡亡2人，受伤人，受伤23人，直接人，直接经济损失经济损失890万元。火灾系雨水渗入烘房内使乒乓球万元。火灾系雨水渗入烘房内使乒乓球 半成半成品受潮分解自燃所致品受潮分解自燃所致 。 燃烧类型燃烧类型植物自燃植物自燃1、原因：、原因：（1

19、）在一定湿度条件下，微生物繁殖产生热量，温度升高。）在一定湿度条件下，微生物繁殖产生热量，温度升高。（2）升温进一步促进植物中的纤维素发生缓慢氧化，达到）升温进一步促进植物中的纤维素发生缓慢氧化，达到自燃。自燃。2、条件：、条件：（1）有一定湿度；）有一定湿度；（2）堆积在一起，集热不散。堆积在一起，集热不散。3、预防措施：、预防措施：控制水分，定期测温，注意通风，严防雨水。控制水分，定期测温，注意通风，严防雨水。燃烧类型燃烧类型涂油物自燃涂油物自燃（1）双键被氧化，放出热量）双键被氧化，放出热量1、自燃原因：、自燃原因：植物油中含有不饱和脂肪酸甘油脂，其在低温下易氧化植物油中含有不饱和脂肪酸甘油脂，其在低温下易氧化放热。放热。 O ORH=CHR+O2 RCHCHR+Q2、自燃过程、自燃过程：燃烧类型燃烧类型（3）不饱和脂肪酸有能与产生的过氧化物发生聚合，放）不饱和脂肪酸有能与产生的过氧化物发生聚合，放出大量热。如此持续下去，不断放热，可能导致自燃。出大量热。如此持续下去，不断放热，可能导致自燃。（2）生成的有机过氧化物易于释放氧化活性很高的原子）生成的有机过氧