火焰速度不是燃料的特征量，可燃气体种类、组分、压力、 温度、流动或扰动状态等都会影响火焰速度的大小。
由于火焰传播的不稳定性，故火焰速度的测定易受各种条 件的影响。例如，气体流动中的耗散性、界面效应、管壁 摩擦、密度差、重力作用、障碍物绕流及射流效应等可能 引起湍流和漩涡，使火焰不稳定，其表面变得皱褶不平， 从而增大火焰面积、体积和燃烧速率，增强爆炸破坏效应。 在某些条件下燃烧可转变为爆轰，达到最大破坏效果。
分子式
C3H6O CH3COC2H5
CH3OH H2
CO
基本燃烧速度/ m/s 0.54 0.42 0.56 3.12
0.46
C6H14
0.46
ห้องสมุดไป่ตู้
二氧化碳
CS2
0.58
C2H4
0.80
苯
C6H6
0.48
C3H6
0.52
甲苯
C6H5CH3
0.41
C4H8
0.51
汽油
C6H5CH3
0.40
C2H2
1.80
CaHbOcSdyccO2 aCO2b2H2O(g)dSO2
bc
ycc
a d 42
燃料的浓度称为燃料在氧气中的化学计量浓度，表示为
ycho
1 1 ycc
1.1燃烧的基本概念
可燃气体在空气中燃烧时，若把空气组成视为氧气占 20.95％，其他占79.05％，则当燃料 CaHbOcSd 与空气的混合 比例恰好满足热化学方程式
1.1燃烧的基本概念
➢氧气不足，燃料有剩余， y ymin 。在这种条件下，只有 部分C元素被氧化为CO，无CO2生成，部分H元素被氧化 为H2O，部分S元素被氧化为SO2，剩余燃料气以气态分 子形式存在，
C a H b O c S d y O 2 3 .7 7 y N 2a C O 2 b H 2 O 3 .7 7 y N 2d S O 2 (1 )C aH b O c S d 4 y
1.1燃烧的基本概念
可燃性气体燃烧可分为预混燃烧和扩散燃烧
预混燃烧—可燃气体与空气（或氧气）混合后发生燃烧。
反应速度快， 温度高， 易发生爆炸
扩散燃烧—可燃气体从管内流出后同周围空气（氧气） 接触，边混合边燃烧。 反应速度慢， 温度低， 不易发生爆炸
1.1燃烧的基本概念
1.1.2 化学计量浓度
燃料 CaHbOcSd与氧气的混合比例恰好满足下列热化学方程式时
C a H b O c S d y c c O 2 3 . 7 7 y c c N 2 a C O 2 b 2 H 2 O ( g ) d S O 2 3 . 7 7 y c c N 2
✓ 燃料与空气混合气体中氧气含量 y ycc，反应方程式
C a H b O c S d y O 2 3 . 7 7 y N 2 a C O 2 b 2 H 2 O 3 . 7 7 y N 2 ( y y c ) O 2 d S O 2
化学反应失控—放热化学反应如硝化、磺化、氧化、氯化、 聚合等失控引起温度迅速升高、反应速度急剧加快、内压急 剧上升。
航空燃料
JP-1
0.40
C3H4
0.82
航空燃料
JP-2
0.41
C4H8
0.68
1.1燃烧的基本概念
层流火焰膨胀速度是指在封闭系统中燃烧产生的压力升高 而引起燃烧产物的膨胀速度。
火焰速度是指层流火焰相对于静止燃烧壁面的运动速度。 这个速度相当于前2个速度之和。 即在化学爆炸过程中， 由于气体膨胀作用，火焰速度远远大于燃烧速度。
1
ycho
9.5%
14.772
1.1燃烧的基本概念
1.1.3 完全与不完全燃烧
在燃烧爆炸过程中，燃料气体中的C元素全部被氧化为 CO2，H元素全部氧化为H2O，S元素全部被氧化为SO2，则 称为完全燃烧，其他情况均称为不完全燃烧或燃烧不完全。 完全燃烧反应会有两种情况
✓ 燃料与空气混合气体中氧气含量 y ycc，反应方程式
还原剂
活泼金属：K、 Na、 Al、 Mg、 Zn等 含低价离子的化合物：Fe2+、S2-、I-等 非金属单质：C、 H2、 Si等 含低化合价元素化合物：HCl 、 CO 、SO2、NH3等
1.1燃烧的基本概念
气体最容易燃烧，只要具有足够的热量即可迅速燃烧。 液体燃烧是在蒸气状态下进行的，首先液体受热蒸发，其蒸气 与氧化剂反应实现燃烧，通常称为蒸发燃烧。 某些简单固体，如S、P等，受热后先熔化，后蒸发，随后蒸气 燃烧； 另外一些复杂固体，如木材，受热后分解出可燃气体，再进行 气体燃烧，通常称为分解燃烧。
1.1燃烧的基本概念
1.1.6 理论火焰温度
火焰温度与燃烧条件有关，燃料特性、混合比、散热条件、 约束条件等都有重要影响。一般采用绝热燃烧温度来衡量 燃烧特性。
如果燃烧反应所放出的热量未传到外界，而全部用来加热 燃烧产物，使其温度升高，则这种燃烧称为绝热燃烧。
在不计及离解作用的条件下，绝热燃烧时所能达到的温度 最高，这一温度称为理论燃烧火焰温度。
p2
np RmT2 V
V燃烧室容积
1.2 爆炸的基本概念
1.2.1 爆炸及其分类
广义上爆炸是一种极其迅速的物理或化学变化，特征是突然 释放大量能量或者体积急剧膨胀，压力骤升形成压缩波或冲 击波，对周围物质做功，引起被作用物体变形、移动或破坏。 经常伴有光、热、声效应。
不是特征
爆炸过程中发生物理变化的称为物理爆炸，如锅炉爆炸、压 力容器因内部介质超压破裂等。 物理爆炸与燃烧没有任何关系。
气体 甲烷 乙烷 丙烷 正丁烷
正戊烷
正己烷
乙烯 丙烯 1-丁烯 乙炔
丙炔 1-丁炔
1.1燃烧的基本概念
常见碳氢燃料和空气混合物的基本燃烧速度
分子式
CH4 C2H6 C3H8 C4H10
C5H12
基本燃烧速度/ m/s 0.40 0.47 0.46 0.45
0.46
气体 丙酮 丁酮 甲醇 氢
一氧化碳
若绝热燃烧是在定压条件下进行的，则燃烧火焰温度称为 定压理论火焰温度； 若绝热燃烧是在定容条件下进行的，则燃烧火焰温度称为 定容理论火焰温度。
1.1燃烧的基本概念
根据热力学第一定律，若绝热燃烧时不作非体积功，则定 压燃烧火焰温度计算为
Q p H P 2 TH R 1 T n ih in ih i 0
1.2 爆炸的基本概念
液相爆炸—爆炸发生时爆炸介质主要处于液体状态，当然爆 炸的实质仍是液体上方的蒸气与助燃性气体混合并达到爆炸 极限后遇到火源引起的爆炸，如汽油、酒精等爆炸。
固相爆炸—爆炸发生时爆炸介质处于固体状态，如TNT爆炸、 黑火药爆炸等。
粉尘爆炸—爆炸发生时爆炸介质是处于悬浮状态的粉尘，如 煤粉、铝粉、面粉等爆炸。爆炸冲击波在传播过程中，还会 扰动原来处于静止沉积状态的粉尘，使原来不具备粉尘爆炸 条件的地区和场所具备了粉尘爆炸的条件，从而引起二次爆 炸。
1.1.1 燃烧
3个特征
燃烧是同时伴有发光、发热的激烈氧化还原反应。
氧化剂是氧化还原反应里得到电子或有电子对偏向的物质， 也即由高价变到低价的物质。还原剂是在氧化还原反应里， 失去电子或有电子偏离的物质。
氧化剂
活泼非金属：Cl2 、Br2、 O2等 含高价金属阳离子的化合物：Fe3+ 等 含高化合价元素的化合物：浓H2SO4 、 HNO3 、 KMnO4 、HClO4、K2Cr2O7、K2FeO4等
2 a b 2 c 4 d
➢氧气不足，燃料燃尽， ymin yycc 。在这种条件下，所 有的C元素首先被氧化为CO；由于此时仍有剩余O2，所 以部分CO继续被氧化为CO2，全部H元素被氧化为H2O， 全部S元素被氧化为SO2，
C a H b O c S d y O 2 3 . 7 7 y N 2 2 ( y c c y ) C O 2 ( y y m i n ) C O 2 b 2 H 2 O 3 . 7 7 y N 2 d S O 2
1.1燃烧的基本概念
1.1 .5 燃烧速度与火焰速度 预混火焰燃烧过程中，通常定义以下3 种燃烧速度:
层流火焰燃烧速度是指反应区相对于未燃混合气的移动速度。 它与反应物质有关，是反应物质的特征量。常温常压下气体 的层流火焰燃烧速度称为基本燃烧速度。这个速度可在很多 手册中查到。
燃料与纯氧混合物的基本燃烧速度比燃料与空气混合物的基 本燃烧速度高一个数量级。如甲烷/氧气混合物的基本燃烧速 度为4.5m/s，甲烷/空气混合物的基本燃烧速度则只为0.40m/s。
C aH bO cS dyccO 23.77yccN 2aC O 2b 2H 2O (g)dS O 23.77yccN 2 yccab 4d2 c
燃料的浓度称为燃料在空气中的化学计量浓度y c h
1
ych
1 4.77ycc
1.1燃烧的基本概念
若以燃料燃烧所需的氧原子数n代替摩尔数 y c c ，则可燃气体
爆炸过程中发生化学变化的称为化学爆炸，一般是既有物理变 化，又有化学变化，如炸药爆炸、瓦斯爆炸、粉体爆炸等。 化学爆炸实质上是受到约束的燃烧，约束使压力骤升，产生压 力波或冲击波，因而危害性比燃烧更大。
狭义上的爆炸是指化学爆炸。
1.2 爆炸的基本概念
按发生爆炸时爆炸介质所处的状态可分为5类
气相爆炸—爆炸发生时爆炸介质完全处于气体状态，它又可 分为以下2类： 混合气体爆炸：可燃性气体与助燃性气体混合并达到爆炸极 限后遇到火源就会引起爆炸，如氢气、天然气、瓦斯爆炸等。 分解爆炸：某些气体即便在没有空气或氧气的情况下同样可 以发生爆炸，如乙炔在没有氧气的情况下，若被压缩到 200kPa以上，遇火星就能引起爆炸。乙烯，氧化乙烯，氧化 乙炔，四氟乙烯，丙烯，臭氧，一氧化氮等也具有类似的性 质。出现这种情况的原因在于这类气体在分解时能放出大量 的热量，使分解出来的气体受热膨胀，造成压力急剧升高。