消防燃烧学chapter14.ppt

1、火灾危险性通常理解为火灾在不同物质中和不同状态下或处理过程中发生发展的可能性。它在很大程度上取决于所使用物质和材料的燃烧性。 燃烧性主要是指物质、材料、混合物和构件的独立燃烧能力。而火灾危险性是个广义的概念，它蕴含着燃烧性，并考虑到可燃混合物存在的条件和着火过程的发展等因素。 正确地评价材料、工艺过程或生产单位整体的火灾危险性，对采取预防措施和制定扑救火灾的预案有十分重要的意义。但是，确定火灾危险指标的是个特别复杂的问题，现在还没有一个确定指标的统一方式方法。这也从侧面说明对火灾危险性和材料燃烧性等概念理解的复杂性和多义性，也说明进行火灾危险性评定和火灾危险指标的比较在技术上有很大难度。,第四

2、节 物质火灾危险性评定,一、物质火灾危险性的概念及其指标,二、确定物质燃烧性类别的方法,一、物质火灾危险性的概念及其指标 (一) 物质火灾危险性的概念及意义 火灾危险性的概念不仅包括物质自身倾向燃烧的能力，而且还同物质所处的状态有关。火灾危险性不仅与物质着火的能力有关，而且与燃烧过程和燃烧伴生现象(生成烟雾、毒性)的强度有关，还与终止燃烧过程的难易程度有关。评定火灾危险性程度，必须依据与这些过程有关定量参数。但是，这些定量并非常数，它们与可燃物性质、存在状态、环境温度、可燃物和氧化剂的浓度、存放条件以及体系的散热能力等因素密切相关，确定这些参数有相当的难度。 大多数情况下，火灾过程中的决定因素

3、并不是材料性质本身，而是外部环境因素。比如燃烧过程中质量和热量传递特性、材料的几何形状、可燃物的空间分布、空气动力条件（风等）、点火源的能量、点火源持续作用的时间等等。正是基于以上原因，存在许多评定火灾危险性方法。 由于物质火灾危险性与所处环境密切相关，所以在评价物质火灾危险性不能用单一的指标来评定物质的，而只能选用能反映物质在燃烧过程不同阶段的爆炸和火灾危险性的确定指标，,第四节 物质火灾危险性评定,一、物质火灾危险性的概念及其指标*,二、确定物质燃烧性类别的方法,且所选用的指标数还与物质的聚集态有关。由于物质所处条件前差万别，物质种类组合各种各样，不可能把所有影响因素都考虑在内，所以目前统

4、一采用可燃物质、氧化介质和灭火剂等物质在标准状况下的指标来评定火灾危险性。而高温、高压等他状况下的火灾危险性参数的评定则在实验和计算的基础上添加补充参数。 实际上，现有的火灾危险性指标方法，只是能考虑到对火灾危险性程度有影响的某些因素，所用确定指标的方法并不多。例如，可燃气体着火浓度极限的测定、用闭杯式和开杯式闪点仪测定可燃液体闪点、固体和液体自燃点测定等等。尽管可燃物实际大规模的试验可给予火灾危险性更为完全的概念，但同样都不能反映材料着火和燃烧情况的所有多样性。 火灾危险性最普遍的指标是材料或物质的燃烧性能。一般分为可燃烧的、难燃烧的非燃烧的三类。定性分类的根据是物质在引火源作用下和撤离引火

5、源之后的燃烧能力。 可燃物质是指在火源作用下能够着火燃烧，且撤掉点火源之后仍能自行燃烧的物质。此类物质又分为易着火的和难着火的两类。难燃烧物质是指在点火源作用下受热能够着火，但撤掉点火源之后，不能自行燃烧的物质。需要指出的是难燃和燃烧物质火灾危险性质的评价指标与其聚集态有很大关系。,第四节 物质火灾危险性评定,一、物质火灾危险性的概念及其指标*,二、确定物质燃烧性类别的方法,持续加热至900时仍不能燃烧的物质被认为是非燃烧物质。 但有些非燃烧物质在一定条件下是有火灾危险的。常见的有以下几类： 1、氧化剂，如高锰酸钾KMn04，硝酸HN03，氧气，过氧化物等； 2、遇水反应析出可燃气体的物质，如

6、碳化钙（俗称电石），金属磷化物，金属氢化物； 3、受热易产生高压的压缩气体和液化气体，以及受热分解产生气体的不稳定性物质； 4、遇水发生化学反应放出大量热的物质，如生石灰CaO。 (二) 物评价物质火灾和爆炸危险性的指标 评价各类物质的火灾和爆炸危险性的指标见表1-13。评定液体和固体物质的火灾危险性指标比气体多。这与其燃烧过程有密切的关系，因为液体和固体物质的燃烧首先是液体的受热蒸发过程和固体物质受热分解产生热解可燃气的过程，而这些过程速度的快慢与液体和固体物质的受热温度有莫大的关系。例如，为使液体着火必须使液面上方气态混合物中蒸气浓度至少到达其爆炸下限，而要使液体产生稳定燃烧，必须使液体的

7、蒸发速度大于其燃烧速度，否则会因可燃蒸气来不及而发生自熄。所以在评价固体和液体可燃物的火灾危险性时引入闪点和燃点的概念。另外，对于固体和液体物质来说，一些评价气体的指标没有实际意义，因为这些指标无法施用。例如，着火浓度上限的概念对盛装于敞开贮罐中的液体和置于露天中的固体可燃物就不适用。,第四节 物质火灾危险性评定,一、物质火灾危险性的概念及其指标*,二、确定物质燃烧性类别的方法,表1-13 评价各类物质的火灾和爆炸危险性的指标 注：+表示涉及该项内容；-表示不涉及该项内容。,第四节 物质火灾危险性评定,一、物质火灾危险性的概念及其指标*,二、确定物质燃烧性类别的方法,为便于评定物质的火灾危险性

8、质，所有指标可以分为四组表征燃烧发展和消灭的不同阶段和方面的。 第一组指标基于计算或实验以说明物质燃烧性能。即材料属于可燃、难燃或是非燃。 第二组指标包括能说明物质自燃和受外界热源作用的点燃能力的指标：自燃点、闪点、点火能量、自燃温度、氧指数、氧气最低爆炸危险含量、着火浓度极限或着火温度极限值等。 第三组指标包括能表明物质火焰蔓延能力的一些指标：燃尽速度、火焰蔓延速度、能间接表征燃烧过程的指标，烟生成系数，烟生成比速度，燃烧产物的毒性。 第四组指标属于使用灭火剂方面。包括钝化浓度，用容量法灭火的灭火剂(体积)最低浓度，与水一泡沫灭火剂的作用性能等。火灾危险性指标的这种分类法有助于更加严格、更加

9、科学地评定物质和材料的火灾危险性。,第四节 物质火灾危险性评定,一、物质火灾危险性的概念及其指标*,二、确定物质燃烧性类别的方法,二、确定物质燃烧性类别的方法 确定物质燃烧性和求解燃烧极限条件有关。评定物质火灾危险性的方法，可分为实验方法和计算方法，前者可分为实验室方法和实物试验方法。用实验室方法确定某一指标时，需要严格控制空气交换状况、温度、点火源作用强度和持续时间等实验条件，而实物试验则要求尽可能符合实际火灾的模拟试验条件。 确定气体燃烧性类别是求出着火浓度极限，如果在标准状况下某种气体具有着火浓度极限则该气体属于可燃气体，否则为难燃气体。对于加热到900仍不具有自燃特性的气体则认为是不可

10、燃气体。 确定固体物质燃烧性能的实验方法较多。火筒法被认为是最常用的快速测定固体物质燃烧性能的方法，其装置见图1-8。如果材料在实验过程中出现火焰，并且撤去点火源后材料可自行燃烧60s以上，质量损失率大于20%，则该材料即为可燃材料。 液体燃烧性能测定一般用图1-9的装置进行测定。如果液体在900下自行着火少于3分钟，则该液体属于可燃的，否则即为不燃液体。要想进一步研究可燃液体的燃烧特性，可利用闪点测试仪和燃点测试仪器来测试其闪点和燃点。该装置同样也可用来测定固体物质的燃烧性能，如果坩埚炉加热到900材料仍不着火，则认为是不可燃烧的。,第四节 物质火灾危险性评定,一、物质火灾危险性的概念及其指

11、标,二、确定物质燃烧性类别的方法*,1-坩埚炉 2-玻璃杯 3-陶瓷坩埚 4-坩埚手夹 5-视镜 6-温度计 7-高温毫伏计 8-支架 1-金属筒 2-试样夹 3-试样 4-气体喷灯 5-视镜 6-支架 图1-9 坩埚法测定固、液体物质燃烧性能装置 图1-8 火筒法测定固体物质燃烧性能装置,第四节 物质火灾危险性评定,二、确定物质燃烧性类别的方法*,一、物质火灾危险性的概念及其指标,确定固体物质燃烧性能的实验方法较多。火筒法被认为是最常用的快速测定固体物质燃烧性能的方法，其装置见图1-8。如果材料在实验过程中出现火焰，并且撤去点火源后材料可自行燃烧60s以上，质量损失率大于20%，则该材料即为

12、可燃材料。 液体燃烧性能测定一般用图1-9的装置进行测定。如果液体在900下自行着火少于3分钟，则该液体属于可燃的，否则即为不燃液体。要想进一步研究可燃液体的燃烧特性，可利用闪点测试仪和燃点测试仪器来测试其闪点和燃点。该装置同样也可用来测定固体物质的燃烧性能，如果坩埚炉加热到900材料仍不着火，则认为是不可燃烧的。 当利用图1-10所示装置来测定固体物质的燃烧性能时，要求材料在陶瓷管中被持续加热2min，根据温度变化观察试样的变化情况。待有焰燃烧停止，冷却12小时后称其重量，根据材料的质量损失速率和释热强度评价材料的燃烧性能。如果质量损失速率和释热强度超过某一值则认为时可燃的，如果质量损失速率和热产出强度低于最小极限值则认为是难燃的。 如果想区分固体材料的易燃和可燃性，还需要测定点燃后火焰在材料表面的传播情况。当点燃卧放的标准尺寸试样（30040110mm）时，如果火焰在120s可由一端传到另一端，则该材料为易燃材料。 固体可燃物的水平燃烧试验可测定材料的最大燃烧长度或燃烧速度，垂直燃烧可将材料按燃烧性能进行分级。,第四节 物