《燃烧基础知识》PPT课件.ppt

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1、第二章 燃烧基础知识,第一节 燃烧的本质与条件,一、燃烧的定义,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。,燃烧应具备三个特征：,化学反应 放热 发光,二、燃烧的本质,随着现代科学技术的发展，人们逐渐用公认的链锁反应(也称链反应)机理来解释物质燃烧的本质。链锁反应机理认为，燃烧过程要经过许多瞬间反应，生成链锁反应所需的大量活性较高的游离基等，从而能够进行连续不断的氧化反应，如果抑制了游离基的产生，链锁反应就会中止，燃烧也就停止了,在国家标准消防基本术语第一部分（GB590786）中将燃烧定义为,物质燃烧是氧化反应，而氧化反应不一定是燃烧。能被氧化的物质不

2、一定都是能够燃烧的物质。（如：铁生锈）燃烧是一种极具复杂的化学反应，游离基的链反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中发生和物理现象。,三、燃烧的条件,(一)燃烧的必要条件,可燃物、氧化剂、引火源是燃烧的三要素,1、可燃物,(1)可燃物的定义,可燃物：凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三种类别。可燃烧物质大多是含碳和氢的化合物，某些金属如镁、铝、钙等在某些条件下也可以燃烧，还有许多物质如肼、臭氧等在高温下可以通过自己的分解而放出光和热。,可燃物,助燃物,引火源,（2）可燃物的类型,自然物中的可燃物种类繁多，按其

3、物理状态分有：固体、液体和气体三类可燃物。,固体可燃物：凡遇明火、热源能在空气中燃烧的固体物质称为可燃固体，如木材纸张、谷物等。在固体物质中，有一些燃点较低、燃烧剧烈的称为易燃固体。,液体可燃物：液体可燃物大多数是有机化合物，分子中都含有碳、氢原子，有些还含有氧原子。液体可燃物中有不少是石油化工产品。,气体可燃物：凡是在空气中能燃烧的气体都称为可燃气体。可燃气体在空气中燃烧，同样要求与空气的混合比在一定范围燃烧（爆炸）范围，并需要一定的温度（着火温度）引发反应。,此外还有些物质在通常情况下不燃烧，但在一定的条件下又可以燃烧。如:赤热的铁在纯氧中能发生剧热燃烧等等。,2、助燃物（也称氧化剂）,凡

4、与可燃物质相结合能导致燃烧的物质称为助燃物（也称氧化剂）。,（1）空气或氧气。（2）其他氧化剂。,3、引火源,凡使物质开始燃烧的外部热源，统称为引火源(也称着火源)。,着火源可分为：明火；高温物体；化学热能；电热能；机械热能；生物能；光能；核能。,（二）、燃烧的充分条件,在某些情况下，虽然具备了燃烧的三个必要条件，但由于可燃物的数量不够，氧气不足，着火源的热量不大，温度不够，燃烧也不能发生，因此、燃烧的充分条件是：,1、一定的可燃物浓度,可燃气体（蒸气）只有达到一定浓度，才会发生燃烧（爆炸）。如有可燃气体（蒸气），但浓度不够，燃烧（爆炸）也不会发生。,2、一定的氧气含量,虽有氧气存在，但浓度不

5、够，燃烧也不会发生。,3、一定的着火能量,不管何种形式的点火能量必须达到一定的强度才能引起燃烧反应。,4、相互作用,以上三个条件要相互作用，燃烧才会发生和持续。,第二节 燃烧类型,燃烧按其发生瞬间的特点不同，分为闪燃、着火、自燃、爆炸四种类型。,一、闪燃,（一）闪燃的含义,在液体表面上能产生足够的可燃蒸气，遇火能产生一闪即灭的燃烧现象称为闪燃。,闪燃往往是可燃液体发生着火的先兆。从消防的角度来说闪燃就是危险的警告。,（二）物质的闪点,1、闪点的含义,在规定的试验条件下，液体挥发的蒸气与空气形成混合物，遇火源能够产生闪燃的液体最低温度，称为闪点，以“”表示。,闪点是评定液体火灾危险性大小的重要参

6、数。闪点越低，火灾的危险性就越大；反之，则越小。,闪点的变化特点 a、同系物的闪点随其分子量的增加而升高；b、同系物的闪点随沸点的增加而升高；c、多种组份的混合液，如汽油、煤油、柴油等，其闪点随沸程的增加而升高；d、两种可燃液体混合物的闪点，一般低于这两个可燃液体闪点的平均值；e、能溶于水的易燃液体的闪点随含水量的增加而升高。,2、闪点在消防上的应用,在消防工作中，以闪点的高低作为评价液体火灾危险性的依据。,（1）根据闪点将能燃烧的液体分为两类：闪点小于或等到于45称为易燃液体，闪点大于45的液体称为可燃液体。,（2）根据闪点可确定液体生产、加工、储存的火灾危险性分为甲(闪点小于28的液体）、

7、乙（闪点大于等于28，但小于60的液体）、丙（闪点大于等于60的液体）三个类别，以便根据其火灾危险性的大小采取相应的安全措施。,二、着火,可燃物质与空气中与火源接，达到某一温度时，开始产生有火焰的燃烧，并在火焰移动后仍能持续并不断扩大的燃烧现象称为着火。,1、着火的含义,2、物质的燃点,三、自燃,部分可燃物质的燃点,（一）自燃的含义,可燃物质在没有外部火花、火焰等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃烧，称为自燃。,物质自燃可分为受热自燃和本身自燃两类。,（二）物质的自燃点,在规定条件下，可燃物质产生自燃的最低温度，称为自燃点。,四、,（一）爆炸的含义,爆炸,由于物质急剧氧化或分解

8、反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象，称为爆炸。,从广义上说爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生声响的现象。爆炸是由物理变化和化学变化引起的。,（二）爆炸的分类,按爆炸物质在爆炸过程中的变化，可分为化学爆炸、物理爆炸和核爆炸。,1、物理爆炸,物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸叫物理爆炸。例如：蒸汽锅炉、压缩和液化气钢瓶的爆炸，属于物理爆炸。,2、化学爆炸,由于爆炸性物质本身发生了化学变化，产生出大量气体和较高温度而形成的爆炸叫化学爆炸。例如：炸药、可燃气体、粉尘于空气的混合物发生的爆炸就是化学爆炸。,按照爆炸的变化传播速度，化学爆炸可分为爆燃、爆炸、爆

9、震。（1）爆燃：爆炸物质的变化速率为每秒数十米至百米，爆炸时压力不激增，没有爆炸特征的响声，无多大破坏力。（2）爆炸：爆炸物质的变化速率为每秒百米至千米，爆炸时仅在爆炸点引起压力激增，有震耳的响声和破坏作用。（3）爆震：这种爆炸的特点是突然升起极高的压力，其传播是通过超音速的冲击波实现的，每秒可达数千米。,（三）爆炸极限,爆炸极限是指可燃气体、蒸汽或粉尘与空气混合后，遇火产生爆炸的最高或最低浓度。通常以体积百分数表示。,可燃气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物，能使火焰传播的最低浓度称为该气体或蒸气的爆炸下限，也称燃烧下限。,可燃气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物，能使火焰传播的最高浓度称为该气

10、体或蒸气的爆炸上限，也称燃烧上限。,建筑设计防火规范中将爆炸下限小于百分之十的气体划分为甲类气体，少数爆炸下限大于等于百分之十的气体划分为乙类气体。,影响爆炸极限的因素,（）爆炸极限值受各种因素变化的影响，主要有：初始温度、初始压力、惰性介质及杂质、混合物中氧含量、点火源等。（）初始温度高，爆炸极限范围大；初始压力高，爆炸极限范围大；混合物中加入惰性气体，爆炸极限范围缩小，特别对爆炸上限的影响更大。混合物含氧量增加，爆炸下限降低，爆炸上限上升。,粉尘爆炸的特点,粉尘爆炸的条件：（1）粉尘本身必须是可燃性的；（2）粉尘必须具有相当大的比表面积；（3）粉尘必须悬浮在空气中，与空气混合形成爆炸极限范

11、围内的混合物；（4）有足够的点火能量。,影响粉尘爆炸的因素：,（5）多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点；,（1）颗粒的尺寸；（2）粉尘浓度；（3）空气的含水量；（4）含氧量；（5）可燃气体含量。颗粒越小其比表面积越大，氧吸附也越多，在空气中悬浮时间越长，爆炸危险性越大。空气中含水量越高、粉尘越小、引爆能量越高。随着含氧量的增加，爆炸浓度范围扩大。有粉尘的环境中存在可燃性气体时，会大大增加粉尘爆炸的危险性。,第三节 燃烧过程,一、可燃物的燃烧过程,固体和液体发生燃烧，需要经过分解和蒸发，生成气体，然后由这些气体与氧化剂作用发生燃烧。而气体物质不需要经过蒸发，可以直接燃烧。,二、可燃物的燃烧特点,（一）

12、固体物质的燃烧特点,（1）表面燃烧,有些固体可燃物的蒸气压非常小或者难于发生热分解，不能发生蒸发燃烧或分解燃烧，当氧气包围物质的表层时，呈炽热状态发生无火焰燃烧。,（2）阴燃,阴燃是指某些固体可燃物在空气不流通，加热温度较低或可烯物含水分较多等条件下发生的只冒烟、无火焰的燃烧现象。如成捆堆放的棉、麻、纸张及大量堆放的煤、杂草、湿木材等，受热后易发生阴燃。,（3）分解燃烧,分子结构复杂的固体可燃物，在受热分解出其组成成分及与加热温度相应的热分解产物，这些分解产物再氧化燃烧，成为分解燃烧。例如：天然高分子材料中的木材、纸张、棉、麻、毛、丝的功能以及合成高分子的热固塑料、合成橡胶、纤维等燃烧均属分银

13、燃烧。,（4）蒸发燃烧,蒸发燃烧是指熔点较低的可燃固体，受热后熔融，然后像可燃液体一样蒸发成蒸气而燃烧。,如：硫、磷、钾等单质固体物质先熔融而后燃烧；沥青、石错、松香等先熔融，后蒸发成蒸气，分解、氧化燃烧；高分子材料的热塑性塑料，受热后变形、熔融，由固体变为液体，继而蒸发燃烧；萘和樟脑这类具有升华性质的物质，则在受热后不经熔融，而直接变为可燃熄灭蒸气燃烧。,有焰燃烧和阴燃在一定条件下会相互转化。,（二）液体物质的燃烧特点,1、蒸发燃烧,易燃和可燃液体在燃烧过程中，并不是液体本身在燃烧，而是液体受热时蒸发出来的气体被分解、氧化达至燃点而燃烧，称蒸发燃烧。,2、动力燃烧（见书P17页）,3、沸溢燃

14、烧（P18页）,4、喷溅燃烧（P18页）,（三）气体物质的燃烧,（1）扩散燃烧,扩散燃烧是指可燃气体从喷口（管口或容器泄漏口）喷出，在喷口处与空气中的氧边扩散混合、边燃烧的现象。其燃烧速度取决于可燃气体的喷出速度，一般为稳定燃烧。管路、容器泄漏口发生的燃烧，天然气井口发生的井喷燃烧均属扩散燃烧。,（2）预混燃烧,预混燃烧是指可燃气体与氧在燃烧前混合，并形成一定浓度的可燃混合气体，被火源点燃所引起的燃烧，这类燃烧往往是爆炸式的燃烧，也叫动力燃烧，即通常所说的气体爆炸。爆炸式燃烧后火焰返至漏气处，然后转变为稳定式的扩散燃烧。,第四节 燃烧产物,一、燃烧产物的含义和分类,（一）燃烧产物的含义,由燃烧

15、或热解作用而产生的全部物质称为燃烧产物。其中，散发在空气中能被人们看见的燃烧产物叫烟雾，它实际上是由燃烧产生的悬浮固体、液体粒子和气体的混合物。其粒径一般在0.01-10微米之间。,（二）燃烧产物的分类,燃烧产物分完全燃烧和不完全燃烧。,如果生成的燃烧产物不能再燃烧，则称为完全燃烧，其燃烧产物为完全燃烧产物；,如果生成的燃烧产物还能继续燃烧，则这种燃烧称为不完全燃烧，其燃烧产物为不完全燃烧产物。,二、不同物质的燃烧产物,燃烧产物的数量、构成等随物质的化学组成以及温度、空气的供给等燃烧条件不同而有所不同。,（1）单质的燃烧产物：一般单质在空气中完全燃烧，其产物为该单质元素的氧化物。例如：碳、氢、

16、磷、硫等生成二氧化碳、水五氧化二磷及二氧化硫等。这些产物不能再发生燃烧，称为完全燃烧产物；,（2）化合物的燃烧产物,（3）合成高分子材料燃烧产物：合成高分子材料在燃烧中也伴有热裂解，有的还含有氯元素、氮元素，因此，会生成许多有毒或有刺激性的气体，如氯化氢（HCL）、光气（COCL2）、氰化氢（HCN）及氧化氮（NOX）等。,（4）木材燃烧产物：木材是一种化合物，它是使用最广泛的结构材料，火灾中常包含有木材燃烧。木材主要由碳、氢、氧元素组成，主要以纤维素（C6H10O5）x分子形式存在，也有以糖、胶、酯、水等分子形式存在；,四、烟气(P20页),五、火焰、燃烧热值与燃烧温度,（一）火焰,（1）火

17、焰的定义。正在燃烧的可燃气体（蒸气）所占据的发光、放热的空间范围称为火焰，俗称火苗。它是可燃物产生有焰燃烧的基本特征。（2）火焰的构造。气态可燃物火焰 有的火焰无一次空气进入，只有一层圆锥形火焰，即只有外焰，如天然气进喷火焰，可燃气体容器或管路破裂时在泄漏处形成的喷流火焰等。液态可燃物火焰 它由焰心、内焰和外焰组成。焰心，是最内层亮度较暗的圆锥体部分；内焰，为包围在焰心外部较明亮的圆锥体部分；外焰，为包围在内焰外面亮度较暗的圆锥体。一切可燃固体和液体燃烧时形成的火焰，都有焰心、内焰和外焰。,（3）火焰的颜色 含氧量在50以上的可燃物质燃烧时，发出不显光的（光暗或呈浅蓝色光）火焰；含氧量在50以

18、下的，发出显光（光亮或发黄光）的火焰；含碳量在60以上的，则发出显光、并带有大量黑烟的火焰。,2、燃烧热值 单位质量或单位体积的可燃物质与氧作用完全燃烧时所释放出的热量，称为燃烧热值。热值的单位是：千焦/公斤，也用千焦/米3。3、燃烧温度（1）理论燃烧温度是指可燃物与空气在绝热条件下完全燃烧时，燃烧释放出的热量全部用于加热燃烧产物或提高燃烧产物的内能，使燃烧产物达到的最高燃烧温度。（2）实际燃烧温度，在火场或工业生产中，可燃物燃烧往往进行得并不完全，燃烧时放出的热量也有一部分损失于周围环境，这时燃烧产物达到的温度就称为实际燃烧温度，即火焰温度。实际燃烧温度都低于理论燃烧温度。,六、燃烧产物对火

19、灾扑救工作的影响,燃烧产物与灭火工作有密切的关系。它对灭火工作既有有利的方面，也有不利的方面。（1）有利方面 在一定条件下有阻燃作用；为火情侦察提供依据。（2）不利方面 引起人员中毒；会使人员受伤；影响视线；成为火势发展、蔓延的因素。,第五节 影响火灾发展变化的主要因素,一、热传播对火灾发展变化的影响,火灾发生、发展的整个过程始终伴随着热传播过程，热传播是影响火灾发展的决定性因素。热传播除了火焰直接接角外，还有三个途径：传导、对流、辐射。,热传导：热通过直接接触的物体从温度较高部位，传递到温度较低部位，叫热传导。,热对流：热对流的定义：热通过流动介质将热量由空间中的一处传到另一处的现象叫做对流。热辐射：以电磁波形式传递热量的现象，叫热辐射。,第六节 防火与灭火的基本原理,详见P25页图表,谢谢大家,