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燃烧与爆炸原理考试要点

燃烧的种类:着火、自燃、闪燃。

着火:可燃物质受到外界火源的直接作用而开始的持续燃烧现象。

自燃:可燃物质未受外界货源直接作用,但当受热达到一定温度或由于物质内部物理、化学或生物等反应过程所提供的热量聚积起来使其达到一定温度而发生自行燃烧的现象。

闪燃:是液体可燃物的特征之一。

在一定的温度下可燃气体蒸发出的饱和蒸气与空气组成的混合气,在与火焰接触时能闪出火花但随即熄灭,这种瞬间燃烧的过程即为闪燃,发生闪燃的最低液体温度叫闪点。

燃烧三要素:可燃物质,有氧或氧化剂,点火源。

化学爆炸三要素:快速性,放热性,有气体产物。

火灾分类,按可燃物及助燃物种类分:气体火灾,油品,可燃物,电器,金属,空气含氧量超过正常值时导致的火灾。

爆炸种类:气相爆炸包括:混合气体爆炸,气体分解爆炸,粉尘爆炸;凝相爆炸包括:混合危险物爆炸,爆炸性化合物爆炸,蒸气爆炸。

燃爆危险性物质种类:可燃气体或蒸气,可燃液体,可燃固体,可燃粉尘,爆炸性物质,自燃性物质,忌水性物质,混合危险性物质。

着火源种类:明火及高温表面,摩擦与撞击,电火花,静电,雷电,易燃物自行发热,机械和设备故障,绝热压缩。

气体按其燃烧和爆炸的危险性可分为:可燃性气体,助燃性气体,分解爆炸性气体及惰性气体。

理论含氧量:可燃性气体正好完全燃烧所必需的氧气量。

理论混合比:在常温常压下,可燃性气体在空气中完全燃烧时,空气中的可燃性气体浓度C0称为理论混合比。

链锁反应理论:气态分子间的作用,不是两个反应分子直接简单作用得到最后生成物,而是由一连串的反应组成的。

该反应只要一经引发生成自由基,就会相继发生一系列基元反应。

先由自由基(活性基团)与另一分子起作用,从而产生新的自由基和产物,新的自由基又迅速参与反应。

如此下去,直到反应物消耗殆尽,或通过外加因素使链中断而停止反应。

链的引发:Cl2 → 2Cl•;链的传递:2Cl• + H2 → HCl + H•, H• + Cl2 → HCl + Cl•;链的终止:H•+ Cl•→ HCl, Cl•+ Cl•→ Cl2, H•+ H•→H2任何链锁反应都由三个阶段组成,即链的引发、链的传递和链的终止。

爆炸极限:可燃性气体或蒸气与空气组成的混合物能是火焰蔓延的最低浓度,称为该气体或蒸气的爆炸下限;能使火焰蔓延的最高浓度,称为该气体或蒸气的爆炸上限。

爆炸极限一般可用可燃性气体或蒸气在混合物中的体积百分数来表示,有时用单位体积中可燃物的含量表示单位(g/m3或mg/L)。

危险度=(上限-下限)/下限;下限以下才绝对安全。

影响爆炸极限的主要因素:可燃性混合物的初始浓度,环境压力(压力对上限影响大,对下限影响小),惰性介质及杂质,容器,点火源。

可燃混合气体发火条件:自燃温度,最小发火能量(E=1/2CV2),最小发火电流,最小传爆断面与最大试验安全间隙及最大允许结构间隙(最大允许结构间隙=最大试验安全间隙/2),绝热压缩引起的发火。

缝隙隔爆原理:最小传爆断面是火焰传播能力的一种度量参数。

当爆炸性混合气体的火焰经过足够小的断面时,例如两个平面的缝隙或一个小管孔,由于壁面的冷却效应和碰撞效应,导致自由基或活性原子的复合消失,破坏了化学链式反应的条件,因而不能形成燃烧通路,火焰熄灭,这种阻断火焰传播的原理称为缝隙原理。

火焰尚能传播而不熄灭的最小断面称为最小传爆断面。

缝隙隔爆原理应用形式:接合面隔爆,曲路隔爆,细管隔爆,金属或陶瓷小珠的堆积体隔爆。

乙炔分解爆炸:C2H2——2C(S)+H2+226KJ/mol,乙炔爆炸上限为100%,该反应热量大又生成氢气,不需氧就能爆炸。

蒸气云爆炸:大量的可燃性气体或大量的可燃性液体流入大气中形成蒸气,与空气混合后形成可燃性混合气,当其与某一火源接触便立即产生的爆炸。

液化气罐爆炸机理:由于外部火灾将储气罐加热使罐内液化气体产生很高的蒸气压力液罐上部因火灾过热引起延时破坏,分割成大碎片,内部压力突然降低,过热的液化气突然沸腾气化,并与空气混合形成可燃性蒸气云,遇火则发生蒸气云爆炸。

(物理与化学爆炸相结合)。

固体燃烧机理:先受热融化,然后蒸发气化,再分解氧化直到出现有火焰的燃烧。

池火灾:由罐或防油堤盛着的液体燃烧产生的火灾。

用泡沫灭火。

燃点(着火点):可燃液体被加热到超过闪点温度时,其蒸气与空气的混合气与火焰接触而发生的连续燃烧5s以上的最低液体温度。

自燃点:发生自燃时的温度。

粉尘爆炸机理:是由粉尘粒子表面与氧发生反应所引起的,是某种凝固的可燃物与周围存在着氧化剂这一不均匀状态中进行的反应爆炸能量是气体的好几倍:(1)供给粒子表面以热能使其温度上升(2)粒子表面的分子由于热分解或干馏的作用变为气体分布在粒子周围(3)这种气体与空气混合生成爆炸性混合气体进而发火产生火焰(4)由于火焰产热加速粉尘的分解
粉尘爆炸的特点:(1)颗粒数量大直径小(小于10微米)越容易爆炸(2)爆炸感应期长(3)起始能量大(4)燃烧时间长产生能量大(5)有二次爆炸的可能(6)引起不完全燃烧生成CO,使人中毒(7)爆炸时有燃烧粒子飞散烧伤人体。

粉尘爆炸指导意义:可为确保工业生产安全提供指导依据,是认识评价粉尘爆炸危险性的基础,也是寻求有效隔爆措施的依据。

爆炸物质的种类:N-O,N-N,N-X,N-C(如氰化物),O-O等的结合物,及氯酸类或高氯酸盐类,乙炔及乙炔重金属盐。

炸药的爆轰与其他化学爆炸的本质区别:不需要外界供氧,特点:
传播速度快,爆温爆压大。

炸药发生化学变化的基本形式:热分解,燃烧,爆轰。

热分解与燃烧和爆轰的区别:炸药的热分解反应是在整个炸药中同时进行的,而燃烧和爆轰是在炸药的某一局部开始以化学波的形式在炸药中按一定的速度一层层的自动传播,前者速度缓慢,后者反应剧烈。

热分解转燃烧或爆轰的转化规律:炸药在热分解过程中,若环境温度过高或散热条件不好或炸药量太大(即堆积尺寸太大)都会使炸药的热分解反应加速转变成燃烧或爆轰。

防止转变的措施:储存炸药及其制品时必须保证一定温度一定尺寸及良好的通风条件以保证炸药及其制品的储存安全及质量。

燃烧与爆轰的区别:(1)传播机理上,燃烧通过热传导热辐射热扩散传播,爆轰通过冲击波的冲击压缩(2)传播速度,燃烧为数百米每秒,爆轰每秒数千米(3)燃烧受环境尤其压力影响显著,爆轰不受影响(4)反应区内产物质点运动方向来看,燃烧与波相反,爆轰方向与波相同(5)对外界破换作用来看,爆轰比燃烧要大得多。

燃烧向爆轰的转变规律:(1)燃烧平衡的破坏是燃烧转变为爆轰的主要原因(压力增加破坏平衡)(2)炸药装入壳体中有助于转变(3)燃烧面的扩大可以破坏燃烧的稳定性易于转换(4)药量大时易于转换(5)燃烧转为爆轰更重要的因素是炸药的性质。

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