第2章燃烧基础知识.ppt

1、第二章燃烧的基础知识，第一节燃烧的本质和条件第二节燃烧类型第三节燃烧过程和特征第四节燃烧生成物第五节影响火灾发展变化的主要因素第六节防火和灭火的基本原理，第一节燃烧的本质和条件，一、燃烧的定义是国家标准消防基本用语第一部分GB5907-86 )中燃烧是可燃物和氧化剂的产生定义的燃烧二、燃烧的本质现代连锁反应理论认为，燃烧是自由基的连锁反应(也称为连锁反应)，即自由基瞬时进行的循环反应。 可燃物质的多数氧化反应并非直接进行，而是经过一系列复杂的中间反应阶段，使分子整体氧化，而是使中间产物的自由基或原子发生氧化连锁反应。 燃烧室是一种极为复杂的化学反应，表明自由基的连锁反应是燃烧反应的本质、光和热

2、室燃烧过程中的物理现象。 三、燃烧的条件(一)燃烧的必要条件燃烧现象过程的发生和发展必须具备以下三个必要条件。 仅在同时具备这三个要素的情况下，可燃物燃烧，无论缺少哪种燃烧都不会发生。 燃烧的三个必要条件可以用“燃烧三角形”来表示。 火源、可燃物、助燃剂、燃烧三角形、1 .可燃物(1)的意思能与空气的氧或其他氧化剂发生燃烧反应的物质称为可燃物。 (2)可燃物的类型自然界中可燃物的种类很多，按其物理状态分为固体液体气体可燃物。 的双曲馀弦值。遇到固体可燃物：火，热源能在空气(氧化剂)中燃烧的固体物质全部成为可燃固体。 如谷物及其制品、纤维及其制品、橡胶及其制品。 液体可燃物：空气中可燃的液体称为

3、可燃液体。 液体可燃物多为有机化合物，分子中含有碳、氢原子、氧原子。 其中多为石油化工产品，部分产品本身或其燃烧时的分解产物具有一定的毒性。 气体可燃物：将在空气中可燃烧的气体称为可燃气体。 可燃性气体在空气中与空气的混合比为一定浓度范围内，并且需要在一定温度(即着火温度)下燃烧。 特殊情况：有些物质通常不燃烧，但在一定条件下可以燃烧。 例如： 1、烧红的铁在纯氧中可以发生剧烈燃烧2 .烧红的铜在氯气中可以剧烈燃烧3 .铁、铝本身不会燃烧，但是将铁、铝粉碎制成粉末，不仅可以燃烧，而且在一定的条件下也会发生爆炸2 .与助燃物可燃物质结合引起燃烧的物质称为助燃物(也称为氧化剂)。 通常燃烧过程中的

4、助燃剂主要是氧，含有游离的氧和化合物中的氧。 可燃物在空气中燃烧，以游离的氧为氧化剂，这种燃烧是最普遍的。 a、一些物质也可以作为燃烧反应的助燃物，例如氯、氟氯酸钾等使用。 b .少数可燃物，例如低氮硝化纤维、硝酸纤维的电池等含氧物质，一旦受热，就会自动放出氧，不需要外部助燃物就可以燃烧。 3 .使火源物质开始燃烧的外部热源总称为火源(也称为点火源)。 火源的温度越高，越容易点燃可燃物质。 根据引起物质起火的能源，生产生活实践中起火源通常有火、高温物体、化学热能、电热能、机械热能、生物能、光能和原子能等。 (2)燃烧的充分条件具备燃烧的必要条件，并不意味着该燃烧必然发生。 发生燃烧还需要“量”

5、方面的要求，这是发生燃烧或继续燃烧的充分条件。 “三要素”必须相互达到一定的量才能改变质量。1 .一定可燃物浓度可燃性气体蒸汽在达到一定浓度前不燃烧或爆炸。 例如常温下即使用火柴等火气接触灯油，灯油也不会立即燃烧，这是因为常温下挥发到灯油表面的灯油蒸气量少，灯油达到燃烧所需的浓度，即使充分的空气和火源接触也不会燃烧。 2 .一定的氧含量各种可燃物燃烧，其本身要求一定的最低氧含量，低于该浓度时不发生燃烧。 燃烧所需的氧含量因可燃物质而异，如汽油燃烧的最低氧含量要求为14.4%，灯油要求为15%。 3 .一定的点火能量无论是什么形式的火源，为了引起燃烧反应都必须达到一定的强度。 必要的点火源的强度

6、取决于可燃物质的最小点火能量即点火温度，低于该能量时不会发生燃烧。 燃烧所需的点火温度因可燃物质而不同。 例如，汽油的最小点火能量为0.2mJ，二乙醚的最小点火能量为0.19mJ。 4、相互作用燃烧不仅具备必要和充分的条件，而且燃烧条件必须相互结合、相互作用才能发生或持续燃烧。 否则，燃烧也不会发生。 第二节燃烧类型、燃烧根据其发生瞬间的特征分为闪燃、点火、自点火、爆炸4种。 另一方面，闪光燃烧(1)闪光燃烧的意思是在液体表面能够产生充分的可燃蒸汽，一闪光就消失的燃烧现象叫做闪光燃烧。 在一定的温度条件下，液体可燃物的表面产生可燃蒸汽，这些可燃蒸汽与空气混合形成一定浓度的可燃性气体，当其浓度不

7、足维持持续燃烧时，火源产生闪烁的火焰和火光，形成瞬间燃烧的现象。 可燃液体闪烁时会产生消失的闪光现象，是因为液体在闪光温度下蒸发速度慢，蒸发的蒸汽只能维持短时间的燃烧，不能提供充分的蒸汽补充来维持稳定的燃烧，旧闪光燃烧很快就会消失。 引火通常是可燃性液体着火的前兆。 从消防的角度来说，闪光燃烧是危险的警告。 (二)物质的闪点1 .闪点的意思是在规定的试验条件下，液体蒸发的蒸汽和空气形成混合物，火源能够点燃的液体的最低温度，称为闪点，用“c”表示。 引火点是评价液体火灾危险大小的重要残奥仪表。 燃点越低火灾的危险性越大，相反，燃点越小火灾的危险性越小。 (表2-1表示可燃性液体的一部分燃点。 燃

8、点在消防上的应用(1)根据燃点，可燃烧的液体可分为可燃性液体和可燃性液体。 (2)根据引火点，将液体的生产、加工、储藏场所的火灾危险性分为甲(闪电低于18 C的液体)、乙(引火点高于28 C但低于60 C的液体)、丙(引火点高于60 C的液体) 3种，表2-1部分可燃性液体的引火点、二、着火(一)着火的意思可燃物质在空气中到达某一温度，火焰开始燃烧，火源去除后也能持续扩大的燃烧现象称为点火。 起火是燃烧的开始，以发出火焰为特征，这是日常生产、生活中最常见的燃烧现象。 (二)物质的起火点1 .起火点的意思是在规定的试验条件下，应用外热原始物质表面起火，持续燃烧一定时间所需的最低温度，被称为起火点

9、或者起火点，用“c”表示。 (表2-2表示可燃物质的一部分闪点。 可根据可燃物闪点的高低测定火灾的危险度。 物质的闪点越低，越容易着火，火灾的危险性也越大。 可燃性液体的引火点均高于引火点。 闪点对可燃固体和闪点高的可燃液体有实用意义。(1)如果将可燃物质的温度控制在该引火点以下，则可以防止火灾的发生；(2)用水冷却灭火是将点火物质的温度降低到引火点以下的原理。 表2-2部分可燃物质的燃点、三、自点火、(一)自点火的含义可燃物质没有外部火花、火焰等火源的作用，受热或自发热蓄热引起的自然燃烧称为自点火。 也就是说，燃烧物质在没有来自外部的火的作用下，通过自身产生的物理化学生物变化产生热量并蓄积，

10、温度上升，自己燃烧的现象。 根据热源的不同，物质的自燃可以分为热自燃和自燃两种。 由自燃现象引起的火灾在自然界并不少见，例如硫、磷成分高的煤遇到水时会发生氧化反应释放热量，如果煤层过度堆积而不发散热量，则容易发生自燃火灾的工厂的油布堆积即使由于氧化发热和蓄热也会发生由自燃引起的火灾。 (2)物质的自燃点在规定的条件下可燃物质自燃的最低温度称为自燃点。 在这个温度下，物质与空气(氧)接触，不需要火的作用而燃烧。 自燃点是测定可燃物质因热升温而自燃的危险性的依据。 可燃物的自燃点越低，自燃的危险性越高。 (表2-3中显示可燃物的一部分自燃点。 表2-3部分可燃物质的闪点、四、爆炸(一)由于爆炸的含

11、义物质的急剧氧化或分解反应而引起温度、压力增加或两者同样增加的现象，称为爆炸。 爆炸是指物质从一种状态快速变化到另一种状态，瞬间释放出大量的能量，同时发出声音的现象。 当发生爆炸时，势能(化学能或机械能)突然转换为动能，产生或释放高压气体，相应地，这些高压气体作为机械功能，例如移动、改变或投射。 一旦发生爆炸，附近的物体就会产生很大的破坏作用。 这是因为构成爆炸系统的高压气体作用于周围的物体，物体受到力的不平衡而被破坏。 (2)爆炸的分类根据爆炸过程的性质而不同，通常，爆炸分为物理爆炸、化学爆炸、核爆炸三类。 1 .物理爆炸物理爆炸是指容器中的液体或气体，由于物理变化(温度、体积和压力等因素)

12、，体积急速膨胀，容器压力急剧增加，由于超压力或应力变化，容器爆炸，爆炸前后物质的性质和化学成分不变化的现象。 蒸汽锅炉、液化气瓶等爆炸都是物理爆炸。 物理爆炸本身不进行燃烧反应，但其冲击力可能直接或间接引起火灾。 化学爆炸化学爆炸是指物质本身发生化学反应，产生大量气体，使温度、压力增加，或使两者同样增加而引起的爆炸现象。 其主要特征是反应速度快，爆炸时释放大量热能，产生大量气体和大压力，产生巨大的声响。 化学爆炸可以直接引起火灾，具有很大的破坏性，是消防工作中预防的重点。 3 .核爆炸核爆炸是指由于原子核分裂或融合反应，放出原子能而引起的爆炸。 例如原子弹、氢弹、中弹的爆炸就是核爆炸。 爆炸极

13、限1、爆炸浓度极限爆炸浓度极限是指可燃性气体，或粉尘与空气混合后，遇火即爆炸的最高或最低浓度。 可燃性气体的爆炸极限通常以体积%表示；粉尘通常以每单位体积的质量(g/m3 )表示。 其中遇到火会产生爆炸的最低浓度，被称为爆炸下限是遇到火会爆炸的最高浓度，被称为爆炸上限。 爆炸极限是评价可燃性气体粉尘爆炸危险性大小的主要依据。 爆炸上下限值之间的范围越大，爆炸下限越低，爆炸上限越高，爆炸的危险性越大。如果混合物的浓度低于下限或高于上限，就不会发生爆炸或燃烧。 爆炸温度极限爆炸温度极限是指可燃性液体因热而蒸发的蒸汽浓度与爆炸浓度极限相等时的温度范围。 由于液体的浓度是在一定的温度下形成的，因此，可

14、燃液体除了爆炸浓度的界限之外，还有爆炸温度的界限。 爆炸温度的极限也有下限、上限。 液体在该温度下使与爆炸浓度的下限相等的蒸汽浓度蒸发，此时的温度称为爆炸温度下限，液体在该温度下使与爆炸浓度的上限相等的蒸汽浓度蒸发，此时的温度称为爆炸温度的上限。 爆炸温度上下限值之间的范围越大，爆炸的危险性越大。 通常的爆炸界限是指，如果没有明确记载的话爆炸浓度界限。 (表2-4是常见的液体爆炸浓度极限和爆炸温度极限的比较。 表2-4常见的液体爆炸浓度极限和爆炸温度极限的比较，第三节，燃烧过程和特征，一旦可燃物的燃烧过程可燃物周围相接的空气达到可燃物的点火温度，外层部分就会溶解、蒸发或分解燃烧，在燃烧过程中放

15、出热和光。 由于这些散发出的热量还会加热边缘的下一层达到着火温度，燃烧过程会不断地继续。 固体、液体、气体三种状态的物质，其燃烧过程不同。 固体和液体燃烧，经过分解和蒸发生成气体，需要在这些气体和氧化剂的作用下燃烧。 气体物质不需要蒸发，可以直接燃烧。 二、可燃物的燃烧特征(一)固体物质的燃烧特征固体可燃物广泛存在于自然界，其分子结构的复杂性、物理性质不同，燃烧方式也不同。 主要有四种方式：1.表面燃烧蒸气压非常小或者难以热分解的可燃固体，不会发生蒸发燃烧或者分解燃烧，氧气包围物质的表面时，在热状态下会发生无焰燃烧现象，称为表面燃烧。 其过程以不均匀燃烧，表面红无火焰为特点。 木炭、焦炭、铁、

16、铜等燃烧是表面燃烧形式。 2 .阴燃是指物质没有可见光的缓慢燃烧，通常会产生烟和温度上升的现象。 有些固体可燃物在空气不流通、加热温度低或水分高时会产生阴燃。 这种燃烧看不到火焰，持续了几天，很难发现。 成捆堆积的纸、棉、麻、大堆积的煤、草、湿木材等容易产生阴燃的物质。 阴燃和有焰燃烧在一定的条件下可以相互转化。 在密闭或通风不良的场所发生火灾时，燃烧消耗氧，氧浓度降低，燃烧速度变慢，分解的气体量减少，从有焰燃烧变为阴燃。 阴燃在某种条件下，改变通风条件，氧气供给量和可燃物中的水分在某种程度上蒸发，也可能变成有焰燃烧。 火灾现场的再燃现象和固体阴燃引起的火灾等，是在有阴燃的条件下转化为有焰分解

17、燃烧的例子。 3 .分解燃烧分子构造复杂的固体可燃物，由热分解产生可燃性气体后发生的有焰燃烧现象称为分解燃烧。 木材、纸、棉、麻、毛、丝、合成高分子的热固性塑料、合成橡胶等的燃烧属于这种形式。 4 .蒸发燃烧将熔点低的可燃固体受热熔化，与可燃液体一样蒸发产生的有焰燃烧现象称为蒸发燃烧。 残奥散热片蜡、松香、硫、钾、磷、沥青、热塑性高分子材料等的燃烧就是这样的形态。 (2)液体物质的燃烧特点，1 .在使容易燃烧的可燃性液体蒸发燃烧的燃烧过程中，液体本身不是在燃烧，而是在液体受热时蒸发的液体蒸汽被分解，氧化并到达引火点而燃烧，即蒸发燃烧。 其燃烧速度主要依赖于液体的蒸发速度，蒸发速度依赖于液体受到的热量。受热量越多，蒸发量越大，燃烧速度越快。 2 .动力燃烧动力燃烧是指燃烧性液体的蒸发、低闪点液雾预先与空气或氧气混合，遇到火源而产生有冲击力的燃烧。 雾化汽油、灯油等挥发性强的烃类在汽缸中的燃烧就是这种形式。 3 .使含水的重质油品(例如重油、原油)沸腾燃烧而发生火灾，液面从火焰受热而产生热波，因此热波向液体深层的移动速度比直线燃烧速度大，热波的温