1、燃烧(Combustion):是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)发烟的现象2、燃烧的条件:可燃物(还原剂):凡能与氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质。
助燃物(氧化剂):凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质。
点火源:凡能引起物质燃烧的点燃能源,统称为点火源。
3、燃烧的充分条件:一定浓度的可燃物,一定的含氧量,一定的着火能量,三者相互作用4、防火方法:(1)控制可燃物质(2)隔绝空气(3)消除点火源(4)设防火间距5、灭火方法:(1)隔离法(2)冷却法(3)窒息法(4)抑制法6、反应速率:单位时间内在单位体积中反应物消耗或生成物产生的摩尔数7、基元反应:所谓基元反应是指反应物粒子(原子、离子、分子、自由基等)在碰撞中相互作用直接转变为新产物的反应。
8、质量作用定律:反应速率与各反应物的浓度的幂次方成正比,其中各反应物的浓度的幂即为该反应物化学计量数注意:质量作用定律只适于基元反应,对于非基元反应,只有分解为若干个基元反应时,才能逐个运用质量作用定律。
a+b被称为反应级数。
9、燃烧产物:由于燃烧而生成的气体、液体和固体物质完全燃烧产物(Products of Complete Combustion):不能再继续燃烧的产物。
不完全燃烧产物(Products of Incomplete Combustion):能继续燃烧的产物。
分裂产物(Dissociation Products):受燃烧高温作用,产物分子可逆地分解为其他分子原子(团、或离子)。
烟(Smoke):由燃烧或热解作用所产生的悬浮于大气中可见的固体和(或)液体微粒。
10、碳粒子生成的影响因素:a.氧气供给情况:氧气供给充分,碳粒子生成少,或不生成碳粒子。
氧气供给不充分,碳粒子生成多。
b. 可燃物分子中碳氢比值:可燃物分子中碳氢比值不同,生碳能力不同,碳氢比值大的生碳能力强。
c.可燃物分子结构:环状结构的芳香族化合物生碳能力比直链的脂肪族化合物高。
11、燃烧产物的毒害作用(一)缺氧窒息作用(二)毒性、刺激性及腐蚀作用(三)高温气体的热损伤作用12、燃烧产物(烟气)的危害性(1)烟气的毒害性(2)烟气的减光性(3)烟气的爆炸性(4)烟气的恐怖性13、反应热:以热的形式向环境散发或从环境吸收的、生成物所含能量的总和与反应物所含能量总和之间的差值。
14、生成热:化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热,称为该化合物的生成热,又称为生成焓。
15、燃烧热:可燃物和助燃物作用生成稳定产物时的化学反应热。
16、标准生成热(Standard Enthalpy of Formation):在101325Pa和指定温度(一般为25℃,即298K)下,由稳定单质反应生成1mol某物质的恒压反应热,称为该物质的标准生成热,亦称为标准生成焓17、标准燃烧热(Standard Heat of Combustion):在101325Pa和指定温度(一般为25℃,即298K)下,1mol某物质被完全氧化时的恒压反应热,称为该物质的…。
热值:单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧所放出的热量;用Q表示。
高热值:可燃物中的水和氢燃烧生成的水以液态存在时的热值;用QH表示。
低热值:可燃物中的水和氢燃烧生成的水以气态存在时的热值;用QL表示。
热容:在没有相变化和化学变化的条件下,一定量物质,温度每升高1oC所需要的热量。
比热容:在没有相变化和化学变化的条件下,单位质量的物质,温度升高1oC所需要的能量恒压热容Cp:一定量气体,当压强保持不变,在没有化学反应和相变的条件下,温度改变1开尔文所吸收或放出的热量,叫做恒压热容。
恒容热容Cv:一定量气体,当体积保持不变,在没有化学反应和相变的条件下,温度改变1开尔文所吸收或放出的热量,叫做恒容热容。
18、稳态导热:物体内的温度分布不随时间而变化的导热过程19、非稳态导热:物体内的温度分布随时间而变化的导热过程。
20、烟囱效应(Chimney Effect):在垂直的维护物中,由于气体对流,促使烟尘和热气流向上流动的效应。
影响因素(1)管道H越高,烟囱效应越显著。
(2)管道内外温差越大,烟囱效应越显著。
21、着火:可燃体系因某种原因引起自动升温,反应自动加速,最后出现火焰的过程。
22、着火方式:1.自燃:可燃物在没有外部火花、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。
(1)热自燃:可燃物因被预先均匀加热而产生的自燃,整体温度T↗, 达某一温度着火。
(2)化学自燃:可燃物在常温下因自身的化学反应所产生的热量造成的自燃。
2. 引燃:可燃物局部受到火花、炽热体等高温热源的强烈加热而着火、燃烧,然后燃烧传播到整个可燃物中。
简言之:火焰的局部引发及其相继的传播。
23、着火条件:使可燃体系在一段时间后出现剧烈的反应过程、从而使其在某一瞬间达到高温反应态(燃烧态)的初始条件。
需要注意的几点:(1)系统达到着火条件并不意味着已经着火,而只是系统已具备了着火的条件。
(2)着火这一现象是就系统的初态而言的,它的临界性质不能错误地解释为化学反应速度随温度的变化有突跃的性质。
(3)着火条件不是一个简单的初温条件,而是化学动力学参数和流体力学参数的综合体现。
对一定种类可燃预混气而言,其着火条件可由下列函数关系表示:(4)24、谢苗诺夫理论:一、热自燃理论的基本出发点体系能否着火取决于化学反应放热因素与体系向环境散热因素的相对大小。
如果反应放热占优势,体系就会出现热量积累,温度升高,反应加速,出现自燃。
反之,不能自燃。
二、热自燃理论的研究对象和模型研究对象:预混可燃气体三、模型假设:(1)设容器体积为V,表面积为S,其壁温与环境温度T0 相同。
随着反应的进行,壁温升高,且与混气温度相同。
(2)容器中各点的温度、浓度相同,开始时混气温度T 与环境温度T0 相同。
(3)容器中既无自然对流,也无强迫对流。
(4)对流换热系数为h,它不随温度变化。
(5)着火前反应物浓度变化很小,即CA=CA0=常数谢苗诺夫理论的应用:预测自燃着火极限(三)结论(1)浓度极限:在压力或温度保持不变条件下,可燃物存在着火浓度下限和上限,如果体系中可燃物的浓度太大或太小,不管温度或压力多高,体系都不会着火。
(2)温度极限:在压力或浓度保持不变的条件下,体系温度低于某一临界值,体系不会着火;温度再低于一更小的临界值,不论浓度或压力多大,体系都不会着火。
(3)压力极限:在温度或浓度保持不变的条件下,体系压力低于某一临界值,体系不会着火;压力再低于一更小的临界值,不论浓度或温度多大,体系都不会着火25、链锁反应:由一个单独分子变化而引起一连串分子变化的化学反应。
自由基:在链锁反应体系中存在的一种活性中间物,是链锁反应的载体26、链锁反应过程链引发:借助于光照、加热等方法使反应物分子断裂产生自由基的过程。
链传递:自由基作用于反应物分子时,产生新的自由基和产物,使反应一个传一个不断进行下去。
链终止:自由基销毁使链锁反应不再进行的过程。
27、气相销毁:自由基与自由基、惰性分子等作用时形成稳定分子的过程。
固相销毁:自由基碰到固体壁面将能量传递给壁面的过程。
28、链锁反应分类:(1)直链反应:在链传递过程中,自由基的数目保持不变的链锁反应。
(2)支链反应:在链传递过程中,一个自由基在生成产物的同时,产生两个或两个以上自由基的链锁反应。
29、强迫着火:在高温热源作用下,可燃体系的局部被热源迅速加热,在热源附近出现火焰,并且火焰向邻近区域稳定传播的着火过程。
强迫着火的特征(1)、强迫着火最初仅在可燃物的局部进行(点火源附近),所加入的能量快速在小范围引燃可燃物,所形成的火焰要能向未燃区域传播。
(2)、强迫着火条件下的可燃混气没有被整体加热,其点火源温度要远高于自燃温度。
(3)、强迫着火包括可燃物局部形成初始火焰中心,以及火焰向未燃区域传播两个阶段。
过程比自燃复杂。
高温质点引燃可燃混气的条件:(1)当质点温度低于临界温度时,表面化学反应放热量较小,质点表面处混气的温度梯度小于0,热量由壁面向混气传递,热量不能积累,不能被点燃。
(2)当质点温度等于临界温度时,质点表面处混气的温度梯度为0,化学反应放热速率等于向外的热传递速度,混气被点燃的临界条件。
(3)当质点温度大于临界温度时,质点表面处混气化学反应放热速率大于热边界向外的热传递速度,热边界层内温度升高,混气被点燃。
30、电火花引燃可燃混气的机理和条件引燃机理:1、热理论:电火花作为一个高温热源,通过导热和对流传热,将其周围的局部混气加热,当温度达到临界工况被点燃。
然后靠火焰传播使整个混气着火。
2、电离理论:靠近火花的部分混气被电离,产生自由基,发生链锁反应使混气燃烧起来。
3、电火花点火的特点:不需太大的能量4、电火花点火两个阶段:a:产生初始火焰中心b:形成稳定火焰传播5、电火花产生方式:a:电容放电b:感应放电31、最小引燃能:能在给定的可燃混气中引起着火的最小火花能量。
即引燃可燃混气所需要的最小电极放电能量。
电极熄火距离:无论多大的火花能量都不能使混气引燃,这个不能引燃混气的电极间的最大距离称为电极熄火距离。
32、热理论中的灭火措施:(1)降低系统的氧气或可燃气的浓度;(2)降低系统的环境温度;(3)改善系统的散热条件,使系统的热量更容易散发出去;(4)重要结论:降低氧气或可燃气的浓度,对灭火来讲比降低环境温度的作用更大;相反对防止着火来讲,降低环境温度的作用大于降低氧气或可燃气浓度的作用。
33、链锁反应理论的灭火分析:1、链锁反应理论中灭火的关键:要使已着火的系统灭火,关键在于使系统中自由基的增长速度小于其销毁速度。
2、链锁反应理论中的灭火措施:(1)降低环境温度,以减慢自由基的增长速度;(2)增加自由基在固相器壁的销毁速度;(3)增加自由基在气相中的销毁速度。
34、灭火基本原理(1)降低着火系统温度;(2)断绝可燃物;(3)稀释空气中的氧气浓度;(4)抑制着火区内的链锁反应。