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燃烧基础

消防实务第一篇 消防基础知识引言对消防专业技术人员的要求1. 认真研究火灾规律和特点2. 掌握必要的消防基础理论和技术手段3. 增强对火灾发生机理的科学认识4. 鉴别火灾现象5. 对消防基础知识应用研究成果、工程应用领域和发展前景有较为全面的认识 第一章燃烧基础知识第一节 燃烧条件燃烧 概念:可燃物与氧化剂作用发生放热反应,通常伴有发光、火焰、发烟的现象。

发光机理:燃烧过程中,燃烧区温度较高,使其中白炽的固体粒子和某些不稳定(或受激发)的中间物质分子内电子发生能级跃迁,从而发出各种波长的光。

火焰机理:发光的气相燃烧区就是火焰。

它是燃烧过程中最明显的标志 发烟机理:由于不完全燃烧,会使燃烧产物中存在一些小颗粒,这样就形成了烟。

根据火焰,燃烧分为有焰燃烧和无焰燃烧第二节 燃烧类型及其特点一、 按燃烧形成的条件和发生瞬间的特点分类:(一) 着火:可燃物与空气共存且达到某一温度时,与引火源接触即能引起燃烧,并在引火源离开后仍能持续燃烧的现象。

着火是燃烧的开始,并以出现火焰为特征。

可燃物的着火方式一般分为: 1. 点燃(或强迫着火):外部能源使混气的局部受到强烈加热而着火。

这种着火方式习惯上称为引燃。

2. 自燃:可燃物在没有外部引火源的作用下,因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃烧现象。

自燃点:指可燃物发生自燃的最低温度。

燃烧发生发展的必要条件可燃物:凡是与空气中的氧或其他氧化剂起反应的物质,均称为可燃物。

按化学组成分类:无机可燃物和有机可燃物按状态分类:可燃固体、可燃液体和可燃气体助燃物(氧化剂):凡是与可燃物接触能导致或支持燃烧的物质,称为助燃物一定条件下,不同的可燃物均有本身固有的最低含氧量要求引火源(温度):凡是引起物质燃烧的点燃能源统称为引火源链式反应自由基(1) 化学自燃:不需要外界加热,而是在常温下依据自身的化学反应发生的自燃。

(2) 热自燃:如果将可燃物和氧化剂的混合物预先均匀的加热,随着温度的升高,当混合物达到某一温度时便会自动着火(发生在混合物的整个容积中)。

(二) 爆炸:物质由一种状态迅速转变为另一种状态,并在瞬间以机械功的形式释放出巨大的能量,或是气体、蒸汽在瞬间发生剧烈膨胀的现象。

爆炸的一个重要特征是周围发生剧烈的压力突变。

二、 按燃烧物的形态分类:(一) 气体燃烧:气体燃烧不需要像固体、液体那样经熔化、蒸发的过程,其热量仅用于氧化、分解或者加热到燃点,因此容易燃烧且速度快。

根据燃烧前可燃气体与氧混合状况不同,其燃烧方式分为扩散燃烧和预混燃烧。

1. 扩散燃烧:可燃气体、蒸汽分子与气体氧化剂互相扩散,边混合边燃烧。

2. 预混燃烧:(二) 液体燃烧:液体受热蒸发出来的蒸汽被分解、氧化达到燃点而燃烧,即液体燃烧不是液体本身在燃烧,而是蒸发燃烧。

液体能否发生燃烧与液体的蒸汽压、闪点、沸点和蒸发速率等性质密切相关。

1. 闪燃:扩散燃烧的特点1.燃烧比较稳定2.火焰温度相对较低3.扩散火焰不运动4.扩散区在可燃气体喷口处5.燃烧过程不发生回火现象预混燃烧环境条件:一般发生在封闭体系或者扩散速度远小于燃烧速度的敞开体系压力:燃烧放热使产物体积迅速膨胀,压力升高,压强可达709.1~810.4KPa火焰传播方式:正常火焰传播和爆轰特点:1.燃烧反应快2.温度高3.火焰传播速度快4.反应混合气体不扩散5.一个引火源能产生一个火焰中心,成为热量和化学活性粒子的集中源。

分类:部分预混式和完全预混式燃烧概念:可燃气体和蒸汽预先同空气混合,遇引火源产生带冲击的燃烧2. 沸溢:燃烧过程中,这些沸程较宽的重质油品产生热波,使油品中的乳化水汽化,即使油的一部分形成了含有大量蒸汽的泡沫,从而使液体体积膨胀,向外溢出,同时也使液面猛烈沸腾起来。

这种现象叫沸溢。

3. 喷溅:在燃烧过程中,当热波到达水垫时,水垫的水大量蒸发,蒸汽体积迅速膨胀,以至把水垫上面的液层抛向空中,向外喷射,这种现象叫喷溅。

(三) 固体燃烧:根据各类可燃固体的燃烧方式和燃烧特性,固体燃烧的形式分为五种1. 蒸发燃烧:可燃固体受到火源加热时,先熔融蒸发,随后蒸汽与氧发生燃烧反应,这种形式的燃烧称为蒸发燃烧。

2. 表面燃烧:在可燃固体表面由氧和物质直接作用发生的燃烧反应称为表面燃烧。

3. 分解燃烧:可燃固体在受到火源加热时,发生热分解,随后分解出的可燃挥发分与氧发生燃烧反应,这种形式的燃烧一般称为分解燃烧。

4. 熏烟燃烧:可燃固体在某些条件下,发生只冒烟没火焰的燃烧现象称为熏烟燃烧,或者阴燃。

阴燃是固体材料的特有燃烧形式。

闪燃概念:可燃液体挥发出的蒸汽分子与空气混合后,达到一定浓度时遇引火源产生一闪即灭的现象原因:可燃液体在闪燃温度下挥发速度较慢,蒸发出的蒸汽仅能维持一刹那的燃烧闪点:可燃液体产生闪燃时的最低液体温度沸溢形成必须具备三个条件原油具有形成热波的特性,即沸程宽,密度相差大,原油中含有乳化水,水遇热波形成蒸汽原油黏度大,水蒸气不易从下向上穿过油层阴燃发生取决于固体材料自身的理化性质和所处的外部环境自身理化性质:这些材料受热分解后能产生刚性结构的多孔碳,从而具备多孔蓄热并使燃烧持续下去的条件。

所处环境:需要一个供热强度适宜的热源5. 动力燃烧:可燃固体或其分解析出的可燃挥发分遇火源所发生的爆炸式燃烧。

三、 燃烧性能参数:闪点、燃点、自燃点根据不同燃烧类型,用不同的燃烧性能参数来衡量不同燃烧物的燃烧特性。

(一) 闪点:在规定的试验条件下,液体挥发的蒸汽与空气形成的混合物,遇引火源能够闪燃的液体最低温度(采用闭杯法测定)(二) 燃点:在规定试验条件下,应用外部火源使物质表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度。

是衡量物质火灾危险性的依据。

(三) 自燃点:在规定的试验条件下,可燃物产生自燃的最低温度。

是衡量可燃物受热升温导致自燃危险性的依据。

第三节 燃烧产物一、 燃烧产物(一) 定义:在燃烧过程中,由燃烧或热解作用产生的全部物质。

(二) 分类:1. 完全燃烧产物:CO 2 HO 2 SO 2等。

2. 不完全燃烧产物:CO NH 3 醇类 醛类 醚类等。

(三) 影响因素:燃烧产物随可燃物化学组成、温度、空气供给情况等因素变化而变化。

(四) 烟:由燃烧或热解作用产生的 悬浮于大气中 能被人们看到的 直径一般在10-7 ~10-4 cm 的极小的炭黑粒子。

大直径的粒子容易由烟中落下来,称为烟尘或炭黑。

动力燃烧可燃粉尘爆炸炸药爆炸轰燃:可燃固体受热分解或不完全燃烧析出可燃气体,以适当比例与空气混合后再遇火源时,发生爆炸式预混燃烧闪点闪点的意义:衡量液体火灾危险性的重要参数消防应用:对液体进行火灾危险性分类的主要依据:闪点<28℃为甲类,28℃≤闪点<60℃为乙类,闪点≥60℃为丙类燃点和闪点的关系易燃液体的燃点一般高出闪点1~5℃,且闪点越低差值越小。

消防应用:评定液体火灾危险性一般用闪点,固体的火灾危险性一般用燃点。

影响自燃点变化的规律对于液体、气体可燃物,自燃点受压力、氧浓度、催化、容器材质、表面积和体积比等因素影响对于固体可燃物,自燃点受受热熔融、挥发物数量、固体颗粒度、受热时间等因素影响二、几类典型物质的燃烧产物(一)高聚物的燃烧产物有机高分子化合物简称高聚物。

1.高聚物燃烧2.不同高聚物燃烧有不同产物燃烧产物概念:燃烧和热解作用的产物分类:完全燃烧产物不完全燃烧产物影响因素:化学组成、温度、空气供给等烟:炭黑粒子高聚物的燃烧燃烧阶段受热软化熔融热分解着火燃烧影响因素热源温度环境氧浓度物质理化特性燃烧特性发热量高发烟量大燃烧速度快产生有害气体高聚物燃烧产物只含C和H的高聚物燃烧产物有熔滴易产生CO气体含O高聚物燃烧产物燃烧变软,无熔滴易产生CO气体含氮高聚物燃烧产物有熔滴会产生CO、NO、HCN含氯高聚物燃烧产物无熔滴产生HCl气体木粉填料的酚醛树脂燃烧产物产生有毒酚蒸汽(二) 木材和煤的燃烧产物1. 木材的燃烧产物2.木材燃烧木材成分:由C 、H 、O 、N 等元素组成的半纤维素、纤维素、木质素燃烧阶段1.有焰燃烧(热解产物的燃烧)2.无焰燃烧(木炭表面燃烧)影响因素:纹理结构、密度、含水量、比表面积、通风状况、堆放紧密程度热分解:见下表。

(三)三、燃烧产物的危害金属燃烧特性热值大温度高火焰具有特征颜色燃烧难易程度相关因素比表面积金属及其氧化物理化特性挥发金属空气中易燃烧,熔融成金属液体,金属沸点低于氧化物熔点(K 除外),其表面生成固体氧化物,由于金属氧化物的多孔性,金属蒸汽可以通过多孔的固体氧化物进入空气中继续与氧反应不挥发金属金属的沸点高于氧化物的熔点,燃烧时熔融金属表面形成一层氧化物,从而阻碍金属与氧接触,缓减了金属的氧化反应。

但这类金属在粉末状、气溶胶状、刨花状时在空气中燃烧激烈,且不生成烟危害至灾性引起其它起火点人体毒害性降低含氧量,引起窒息腐蚀中毒性高温伤害性烟气减光性刺激眼睛恐怖造成混乱。

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