2.2 燃烧机理
• 2.2.1 燃气燃烧的连锁反应 • 在燃烧反应中，气体分子间互相作用，往往不是
两个分子直接反应生成 最后产物，而是活性分子 自由基与分子间的作用。 • 活性分子自由基与另一个分子作用产生新的自由 基，新自由基又迅速参加反应，如此延续下去形 成一系列连锁反应。 • 连锁反应通常分为直链反应和支链反应两种类型。
剧烈的氧化还原反应 放出大量的热 发出光
• 以上三个要点同时成立的才为燃烧。如，氢在氯 中燃烧。金属和酸反应非燃烧，灯泡中的灯丝非 燃烧。
2.1.2 燃烧条件
• 燃烧三要素：
有可燃物的存在； 有助燃物的存在； 有能导致着火的能源。
• 需要说明的是，具备以上三要素并不一定引起燃 烧，如可燃物与助燃物的比例（浓度）、点火源 的强度（温度）等。
• 测定闪点的影响因素: P23 • 点火源大小与离液面的距离、加热速度、试样的
均匀程度、试样纯度、测试容器、大气压力等。
• (3)自燃和自燃点 • 在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。自燃
的最低温 度称为自燃点。
• 物质自燃有受热自燃和自热自燃两种类型。
• ①受热自燃。可燃物质在外部热源作用下温度升高，达到其自 燃点而自行燃烧称之为受热自燃。受热自燃的两个条件为：有 外部热源和有热量蓄积的条件。
• 燃烧理论用连锁反应解释物质燃烧的本质, 认为燃 烧是一种自由基的连锁反应,提出燃烧四面体学说。
• 连锁反应不爱限制，自由基反应才能继续。这是 燃烧的第四要素，是某些灭火技术理论的基础。
2.1.3 燃烧过程和燃烧形式
• 可燃物质和助燃物质存在的相态、混合程度和燃 烧过程不尽相同，燃烧形式多种多样。
2.3 燃烧速度
• 2.3.1 可燃气体的燃烧速度
• 气体燃烧速度：单位时间内燃烧表面的火焰沿垂直于表面 的方向向未燃烧部分传播的距离，m/s。
• 燃气的燃烧速度用火焰传播速度来衡量。
• 管道中气体的燃烧速率与管径有关。当管径小于某个小的 量值时，火焰在管中不传播（阻火器原理）。火焰传播速 率随管径的增加而增加；但当管径增加到某个量值时，火 焰传播速率便不再增加，此时即为最大燃烧速率。
• 1)均相燃烧和非均相燃烧
均相燃烧是指可燃物质和助燃物质间的燃烧反应在同 一相中进行，如氢气在氧气中的燃烧，煤气在空气中 的燃烧。
非均相燃烧是指可燃物质和助燃物质并非同相，如 石油(液相)、木材(固相)在空气(气相)中的燃烧。
非均相燃烧比较复杂，需要考虑可燃液体或固体的加 热，以及由此产生的相变化。
• 2.1.5 氧指数
• 氧指数又叫临界氧浓度或极限氧浓度, 是用来对 固体材料可燃性进行评价和分类的一个特性指标.
• 能维持物质有陷燃烧的最低氧气浓度,称为氧指 数.
• 氧指数高的材料不易着火, 阻燃性好。
• 2.1.6 最小点火能量
• 处于爆炸范围内的可燃气体混合物中产生电火花， 从而引起着火所必须的最小能量称为最小点火能。
蒸发燃烧：可燃液体蒸发出的可燃蒸气的燃烧。 通常液体本身并不燃烧，只是由液体蒸发出的蒸 气进行燃烧。
分解燃烧：固体或不挥发性液体经热分解产生的 可燃气体的燃烧。如木材和煤大都是由热分解产 生的可燃气体进行燃烧。
可燃固体和液体的蒸发燃烧和分解燃烧，均有火 焰产生，属火焰型燃烧。
表面燃烧：当可燃固体燃烧至分解不出可燃气体 时，便没有火焰，燃烧继续在所剩固体的表面进 行的燃烧。金属燃烧即属表面燃烧，无气化过程， 无需吸收蒸发热，燃烧温度较高。
• (2)点燃和着火点 • 可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与
火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧， 这种现象称为点燃。点燃的最低温度称为着火点。
• 可燃液体的着火点约高于其闪点5-20℃。但闪点 在l00℃以下时，二者往往相同。在没有闪点数 据的情况下，也可以用着火点表征物质的火险。
T
• 物质燃烧过程的温度变化历程
T自' T燃ห้องสมุดไป่ตู้
T初为可燃物质开始加热的温度。初 始阶段，加热的热量用于可燃物质的
熔化或分解，温度上升较缓慢。
到达T氧，可燃物质开始氧化。由于 温度较低，氧化速度不快，氧化产生
T自 T初 T氧
的热量尚不足以抵消向外界的散热。
此时若停止加热，尚不会引起燃烧。
继续加热，到达T自，即使停止加热，温度仍自行升高。T自 是理论上的自燃点，T自′是开始出现火焰的温度，为实际测得 的自燃点。T燃为物质的燃烧温度。 T自到T自′的时间间隔称为燃 烧诱导期（着火延滞期）。
• 2)混合燃烧和扩散燃烧
混合燃烧：可燃气体与助燃气体预先混合而 后进行的燃烧。速度快、温度高，一般爆炸反 应属于这种形式
扩散燃烧：可燃气体由容器或管道中喷出， 与周围的空气(或氧气)互相接触扩散而产生的 燃烧。在扩散燃烧中，由于与可燃气体接触的 氧气量偏低，通常会产生不完全燃烧的炭黑。
• 3)蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧
第 2 章 燃烧与爆炸
2.1 燃烧及其特性 2.2 燃烧机理 2.3 燃烧速度 2.4 爆炸及其类特性
2.1 燃烧及其特性
• 2.1.1 燃烧概述
燃烧是一种同时有光和热发生的剧烈的氧化还原反应。 在化学反应中，失掉电子的物质被氧化，获得电子的 物质被还原。所以，氧化反应并不限于同氧的反应。
• 燃烧的判断：
• 诱导期与自燃点的关系
2.1.4 燃烧种类
• 如果按照燃烧起因，燃烧分为闪燃、点燃和自燃三种类 型。闪点、着火点和自燃点分别是上述三种燃烧类型的 特征参数。
• (1)闪燃和闪点 • 可燃液体表而的蒸气与空气形成的混合气体与火源接近
时会发生瞬间燃烧，出现瞬间火苗或闪光的现象称为闪 燃。闪燃的最低温度称为闪点。可燃液体的温度高于其 闪点时，随时都有被火点燃的危险。 • 闪点这个概念主要适用于可燃液体，某些可燃固体，如 樟脑和萘等，也能蒸发或升华为蒸气，因此也有闪点。
• ②自热自燃。可燃物质在无外部热源的影响下，其内部发生物 理、化学或生化变化而产生热量，并不断积累使物质温度上升， 达到其自燃点而燃烧，称为自热燃烧。
• 自热自燃的三个条件：比较容易产生反应热的物质（如氧化热, 发酵热等）、具有比较大的比表面积和良好的绝热保温性、产 生的热量大于向环境散发的热量。