《第二章 燃烧基本原理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章 燃烧基本原理.ppt（171页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二章第二章燃烧基本原理燃烧基本原理第章燃烧基本原理第章燃烧基本原理第章燃烧基本原理第章燃烧基本原理2.1 2.1 燃烧与燃烧条件燃烧与燃烧条件2.2 2.2 燃烧形式和燃烧过程燃烧形式和燃烧过程2.3 2.3 燃烧理论燃烧理论2.4 2.4 气体燃烧气体燃烧2.5 2.5 液体燃烧液体燃烧2.6 2.6 固体燃烧固体燃烧2.7 2.7 燃烧产物的毒害作用燃烧产物的毒害作用2.8 2.8 热值与燃烧温度热值与燃烧温度2.12.1燃烧及燃烧条件燃烧及燃烧条件燃烧及燃烧条件燃烧及燃烧条件2.1.12.1.1燃烧现象燃烧现象燃烧现象燃烧现象燃燃烧是伴随有是伴随有发光、放光、放热现象的象的剧烈的氧化反
2、烈的氧化反应。放放热、发光、生成新物光、生成新物质是燃是燃烧现象的三个特征。象的三个特征。2.1.22.1.2燃烧条件燃烧条件燃烧条件燃烧条件燃烧三要素：燃料、助燃剂（氧化剂）、点火源燃烧三要素：燃料、助燃剂（氧化剂）、点火源燃料（可燃物）汽油苯木材塑料金属氢气一氧化碳。氧化氧化剂空气空气氧气氧气氟氟氯过氧化氧化氢过氯酸酸盐金属金属过氧化物氧化物硝酸硝酸铵。点火源点火源明火明火/电火花火花/静静电火花火花高温表面高温表面/冲冲击与摩擦与摩擦自燃自燃/绝热压缩/雷雷电其他其他助燃物助燃物可燃物可燃物点火源点火源2.1.3燃烧的充分条件燃烧的充分条件充分充分条件条件三者相三者相互作用互作用一定能一
3、定能量点火量点火源源一定量一定量可燃物可燃物一定量一定量助燃物助燃物2.1.42.1.4燃烧条件的应用燃烧条件的应用燃烧条件的应用燃烧条件的应用燃燃烧不不仅需要一定的条件，需要一定的条件，而且燃而且燃烧条件是一个整体，条件是一个整体，无无论缺少哪个，燃缺少哪个，燃烧都不都不能能发生。因此，可以用来生。因此，可以用来防火和防火和灭火。火。AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE燃燃烧烧四面体四面体 根据燃根据燃烧的的链琐反反应理理论，很多燃，很多燃烧的的发生生和持和持续有游离基（自由基）作有游离基（自由基）作“中中间体体”，因此燃因此燃烧三角形三角形应扩大到包括一个大到包括一个
4、说明游离明游离基参加燃基参加燃烧反反应的附加的附加维，从而形成一个燃，从而形成一个燃烧四面体。四面体。防火的基本原理防火的基本原理阻止火势扩散蔓延阻止火势扩散蔓延控制和消除点火源控制和消除点火源控制可燃物控制可燃物控制助燃物控制助燃物（一）防火方法（一）防火方法 1控制可燃物控制可燃物 燃料是燃燃料是燃烧发生最根本的要素，因此消生最根本的要素，因此消除或控制燃料是防火的根本措施。除或控制燃料是防火的根本措施。如：通风；涉及氢气时设气楼、天窗；煤矿中如：通风；涉及氢气时设气楼、天窗；煤矿中存在瓦斯，需顶部通气；商场中安装防火卷帘存在瓦斯，需顶部通气；商场中安装防火卷帘等。等。2 2隔隔绝绝空气空
5、气 将空气、氧气、或其他助燃物将空气、氧气、或其他助燃物质与可燃与可燃性气体、液体或固体隔性气体、液体或固体隔绝，避免相互接，避免相互接触，可以避免触，可以避免发生燃生燃烧或爆炸。或爆炸。化工储罐中会采用氮封，红顶罐化工储罐中会采用氮封，红顶罐3 3消除或控制点火源消除或控制点火源 虽然并不是所有可燃物然并不是所有可燃物质的燃的燃烧都需要火源，都需要火源，但但绝大多数火灾是由于火源的存在而引大多数火灾是由于火源的存在而引发的，的，因此消除或控制火源因此消除或控制火源对防火极其重要。防火极其重要。火源的种火源的种类很多，很多，实际引引发火灾的火源情况更火灾的火源情况更是千差万是千差万别，非常复，
6、非常复杂。防爆开关、灯、扇、插座等；杜防爆开关、灯、扇、插座等；杜绝使用使用过程中程中可能可能带入的不防爆器件，如入的不防爆器件，如烧水、降温用水、降温用电器，器，手机、相机等。手机、相机等。某化学品分配站某化学品分配站发发生系列爆炸生系列爆炸分析分析在罐体的充装口附近形成在罐体的充装口附近形成过爆炸性蒸气爆炸性蒸气和空气的混合物。和空气的混合物。罐体，称重称和罐体，称重称和泵都是接地的，但是充都是接地的，但是充装嘴，装嘴，软管管组件（和金属重物）没有做件（和金属重物）没有做等等电位位连接和接地，它接和接地，它们被合成橡胶充被合成橡胶充装装软管隔管隔绝起来。起来。静静电可能可能积聚在了聚在了这
7、些部件上，并些部件上，并对不不锈钢罐体放罐体放电，产生了火花，而点燃了生了火花，而点燃了在充装在充装过程中程中积聚在充装口附近的气体。聚在充装口附近的气体。你知道你知道吗吗？当液体通当液体通过管道，管道，阀门和其它和其它设备时，会，会产生静生静电。正确的等正确的等电位位连接和接地保接和接地保证了静了静电不会不会积聚并引起火花。聚并引起火花。静静电火花可以点燃火花可以点燃许多易燃蒸气和空气的多易燃蒸气和空气的混合物。混合物。你知道你知道吗吗？等等电位位连接接就是就是电气气连接可接可导电物体，物体，以使以使这些物体些物体间电势相等，而防止火花。相等，而防止火花。你知道你知道吗吗？接地接地就是将可就
8、是将可导电物体与地物体与地连接，以接，以释放放积聚的静聚的静电和其它来源的和其它来源的电荷。荷。你知道你知道吗吗？你能做什么？你能做什么？针对易燃材料易燃材料处理，要确保可理，要确保可导电的管道的管道和和设备的等的等电位位连接和接地，接和接地，设计正确。正确。它包括容器、它包括容器、泵，管道，管道，阀门，喷嘴，嘴，仪表探表探头，充装管和充装嘴，桶和可移，充装管和充装嘴，桶和可移动的的容器，以及其它的可容器，以及其它的可导电的的设备。你能做什么？你能做什么？要确保定期地要确保定期地检查你工厂的接地你工厂的接地连接情况，接情况，以保以保证它它们正常地工作。正常地工作。当在向容器充装易燃液体当在向容
9、器充装易燃液体时，要尽量减小，要尽量减小液体自由下落的高度，因液体自由下落的高度，因为这种方式会在种方式会在液体中制造出静液体中制造出静电。分析分析罐体正通罐体正通过一个短一个短喷嘴嘴进行充装，此行充装，此时易燃的醋酸易燃的醋酸乙脂正在穿越空气下落到乙脂正在穿越空气下落到罐体中，罐体中，这无疑会在罐体无疑会在罐体空气中形成小液粒和空气中形成小液粒和雾状状微粒。微粒。在液体自由下落穿越空气在液体自由下落穿越空气时，静，静电荷就可能荷就可能产生了，生了，而且可能而且可能进一步一步导致火花致火花而点燃可燃气体而点燃可燃气体环境。境。推荐的做法推荐的做法从底部从底部进行充装，它行充装，它可以通可以通过
10、一个浸入到一个浸入到液体下面的管子来液体下面的管子来实现。应该在下浸管被淹没在下浸管被淹没在液体液面下在液体液面下150mm之前，充装速度要控之前，充装速度要控制在制在1米米/秒或更小。秒或更小。你能做什么？你能做什么？使用下浸管道或底部充装。使用下浸管道或底部充装。当存在液体自由下落的可能当存在液体自由下落的可能时，要使用，要使用合适的低的流速。合适的低的流速。正确地正确地对所有所有设备和容器和容器进行接地和等行接地和等电位金属位金属连接。接。使用使用为处理易燃材料而理易燃材料而设计的充装的充装喷嘴嘴和和软管，例如，管，例如，软管具有一个完整的管具有一个完整的连接到管道和接接到管道和接头的金
11、属的金属编织网。网。灭火方法灭火方法隔离法隔离法窒息法窒息法冷却法冷却法抑制法抑制法主要灭火方法主要灭火方法抑制法抑制法 使使灭火火剂参与到燃参与到燃烧反反应中去，它可以中去，它可以销毁燃燃烧过程中程中产生的游离基，形成生的游离基，形成稳定分子或低活性游离基，从而使燃定分子或低活性游离基，从而使燃烧反反应终止。止。2.1.52.1.5火灾分类火灾分类火灾分类火灾分类D类火灾火灾（金属火灾）（金属火灾）E类火灾（火灾（带电火灾）火灾）A类火灾火灾(固固体物体物质火灾火灾)B类火灾火灾（液体或者（液体或者可溶化固体可溶化固体物物质火灾）火灾）C类火灾（气体火灾）火灾（气体火灾）F类火灾（火灾（烹烹
12、饪器具火灾器具火灾）分类分类分类分类2.2燃烧形式及燃烧过程燃烧形式及燃烧过程2.2.1燃烧类型燃烧类型自燃自燃爆炸爆炸闪燃闪燃着火着火（1）闪燃燃定义定义定义定义闪燃：闪燃：在一定温度下，可燃性液体（包括少量可熔化的在一定温度下，可燃性液体（包括少量可熔化的固体，如萘、樟脑、硫磺、沥青等固体，如萘、樟脑、硫磺、沥青等)蒸气与空气混合后，蒸气与空气混合后，达到一定浓度，达到一定浓度，遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象。遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象。闪点：闪点：液体（或少量固体）产生闪燃现象的最低温度。液体（或少量固体）产生闪燃现象的最低温度。闪燃闪燃闪燃闪燃条件条件条件条件一是在环境中存在足
13、够的可燃蒸气；一是在环境中存在足够的可燃蒸气；二是具有能够引起闪燃的温度。二是具有能够引起闪燃的温度。闪燃闪燃闪燃闪燃原因原因原因原因是因为可燃性液体在闪燃温度下，蒸发速度不快，蒸是因为可燃性液体在闪燃温度下，蒸发速度不快，蒸发出来的气体仅能维持刹那那的燃烧，而来不及补充发出来的气体仅能维持刹那那的燃烧，而来不及补充新的蒸气以维持稳定的燃烧，故燃一下就灭。新的蒸气以维持稳定的燃烧，故燃一下就灭。（2）着火）着火定义定义定义定义可燃物质在与空气并存条件下，遇到比其自燃点高的可燃物质在与空气并存条件下，遇到比其自燃点高的点火源使开始燃烧，并在点火源使开始燃烧，并在点火源移开后仍能继续燃烧点火源移开
14、后仍能继续燃烧，这种这种持续燃烧持续燃烧(不小于不小于5秒秒)的现象叫着火。的现象叫着火。特征特征特征特征指可燃物与氧或氧化剂作用发生的释放热量的化学反指可燃物与氧或氧化剂作用发生的释放热量的化学反应，通常伴有火焰和发烟的现象。应，通常伴有火焰和发烟的现象。燃点燃点燃点燃点可燃物质开始着火所需要的最低温度叫可燃物质开始着火所需要的最低温度叫燃点燃点，又称，又称着火着火点点或火焰点。或火焰点。对评价可燃固体和高闪点液体的危险性具有重要意义。对评价可燃固体和高闪点液体的危险性具有重要意义。（3）爆炸）爆炸定义定义定义定义可燃性气体、蒸气、液体雾滴及粉尘同空气（氧）的可燃性气体、蒸气、液体雾滴及粉尘
15、同空气（氧）的混合物发生的爆炸，实际上是可带有冲击力的快速燃混合物发生的爆炸，实际上是可带有冲击力的快速燃烧。烧。特征特征特征特征爆炸速度快；爆炸速度快；爆炸点附近压力急剧升高；发出或大或爆炸点附近压力急剧升高；发出或大或小的响声；周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏。小的响声；周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏。爆炸爆炸爆炸爆炸极限极限极限极限可燃物质可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘可燃气体、蒸气和粉尘)与空气必须在一定的与空气必须在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源才会发生浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。爆炸，这个
16、浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。（4）自燃自燃自燃自燃自燃自燃可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下，因可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象。受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象。自燃点自燃点自燃点自燃点使可燃物发生自燃的最低温度叫做自燃点。也叫自燃使可燃物发生自燃的最低温度叫做自燃点。也叫自燃温度。温度。类别类别类别类别受热自燃受热自燃自热自燃自热自燃可燃物可燃物质在外部在外部热源作用下，使温度升高，当达到其燃点源作用下，使温度升高，当达到其燃点时，即着火燃即着火燃烧的的现象。象。机理：机理：可燃物可燃物质与空气一起被加与空气一
17、起被加热时，首先开始，首先开始缓慢氧化，慢氧化，氧化反氧化反应产生的生的热使物使物质温度升高，同温度升高，同时，也有部分散，也有部分散热损失。若物失。若物质受受热少，少，则氧化反氧化反应速度慢，反速度慢，反应所所产生的生的热量量超超过热散失量散失量时，则温度不再上升。若物温度不再上升。若物质继续受受热，氧化，氧化反反应加快，当所加快，当所产生的生的热量超量超过热散失量散失量时，温度逐步升高，温度逐步升高，达到自燃点而自燃。达到自燃点而自燃。热源：源：在工在工业生生产中，引起受中，引起受热自燃的自燃的热源有：接触高温表源有：接触高温表面、加面、加热或烘烤或烘烤过度、冲度、冲击摩擦等摩擦等受热自燃
18、受热自燃受热自燃受热自燃汽车自燃汽车自燃汽车自燃汽车自燃汽汽车在在给人人们的生活的生活带来来诸多便利和情趣多便利和情趣的同的同时，有，有时也会成也会成为危危险的潜在的潜在杀手。手。马路上路上飞奔的汽奔的汽车突突然狼烟然狼烟滚滚；静默停；静默停放的汽放的汽车不不经意意间在在熊熊大火中熊熊大火中“自焚身自焚身亡亡”。汽车自燃事故汽车自燃事故汽车自燃事故汽车自燃事故2010.7.62010.7.6北京公交车自燃北京公交车自燃北京公交车自燃北京公交车自燃2009.6.52009.6.5成都公交车自燃造成都公交车自燃造成都公交车自燃造成都公交车自燃造成成成成2828人死亡、人死亡、人死亡、人死亡、747
19、4人受伤人受伤人受伤人受伤汽车自燃原因汽车自燃原因汽车自燃原因汽车自燃原因漏油：漏油：在一些普通化油器式汽车上，汽油泵多安装于发动机舱内，而且距离发在一些普通化油器式汽车上，汽油泵多安装于发动机舱内，而且距离发动机缸体以及分电器很近，一旦燃油出现泄漏混合气达到一定的浓度，加之有动机缸体以及分电器很近，一旦燃油出现泄漏混合气达到一定的浓度，加之有点火源出现，自燃事故将不可避免。点火源出现，自燃事故将不可避免。易燃品易燃品：运载酒精、鞭炮、汽油等危险易燃物品，货物在高热、暴晒、碰撞后：运载酒精、鞭炮、汽油等危险易燃物品，货物在高热、暴晒、碰撞后产生大量气体或热量后导致爆燃；产生大量气体或热量后导致
20、爆燃；线路：线路：汽车的突发自燃事故多为线路故障所引起的。汽车的电气线路、火线的汽车的突发自燃事故多为线路故障所引起的。汽车的电气线路、火线的绝缘体破损搭铁或电器搭铁都会造成短路，尤其是线路残旧和排列混乱的车辆。绝缘体破损搭铁或电器搭铁都会造成短路，尤其是线路残旧和排列混乱的车辆。漏电：漏电：这主要是由于电路上各电气元件老化而造成的。发动机工作时，点火线这主要是由于电路上各电气元件老化而造成的。发动机工作时，点火线圈的温度很高，长期使高压点火导线的绝缘层软化、老化、裂损，点火高压电圈的温度很高，长期使高压点火导线的绝缘层软化、老化、裂损，点火高压电易击穿绝缘层，很容易产生高压电漏电，引发漏电处
21、温度不断升高，一遇发动易击穿绝缘层，很容易产生高压电漏电，引发漏电处温度不断升高，一遇发动机油管等泄漏的油品，极易导致着火燃烧。机油管等泄漏的油品，极易导致着火燃烧。机件过度摩擦：机件过度摩擦：汽车机件之间的干摩擦会产生高温，如接触到可燃物可导致火汽车机件之间的干摩擦会产生高温，如接触到可燃物可导致火灾的发生。变速箱、分动箱、车轮、传动轴的工作温度都低于润滑油的燃点，灾的发生。变速箱、分动箱、车轮、传动轴的工作温度都低于润滑油的燃点，但如果轴承、活塞、气缸、齿轮箱由于磨损或制造缺陷，造成过度干摩擦，就但如果轴承、活塞、气缸、齿轮箱由于磨损或制造缺陷，造成过度干摩擦，就会产生过多的热量引发自燃。
22、会产生过多的热量引发自燃。抽烟：抽烟：驾乘人员不注意安全，吸烟后乱扔烟头；驾乘人员不注意安全，吸烟后乱扔烟头；火花：火花：交通事故中机动车相撞产生火花；交通事故中机动车相撞产生火花；汽车自燃征兆汽车自燃征兆汽车自燃征兆汽车自燃征兆仪表不亮，水温过高、开车时发现车身有异味，冒出烟雾仪表不亮，水温过高、开车时发现车身有异味，冒出烟雾等等，遇到这些情况要马上找安全的地方停车检查。如果等等，遇到这些情况要马上找安全的地方停车检查。如果真是发生自燃，一般从冒烟雾到着明火需要一段较长的时真是发生自燃，一般从冒烟雾到着明火需要一段较长的时间，汽车通常在明火着起来之后才会爆炸，这时候车主一间，汽车通常在明火着
23、起来之后才会爆炸，这时候车主一定不要慌张，用灭火器、水或者衣物覆盖都可能将自燃扑定不要慌张，用灭火器、水或者衣物覆盖都可能将自燃扑灭；如果实在没有办法，也要尽快寻求消防、交警的帮助，灭；如果实在没有办法，也要尽快寻求消防、交警的帮助，保护现场，为事后索赔取证留下依据，确定车主自身的权保护现场，为事后索赔取证留下依据，确定车主自身的权利和责任，减少损失。利和责任，减少损失。汽车自燃预防汽车自燃预防汽车自燃预防汽车自燃预防预防措施：第一，不要防措施：第一，不要轻易私自改装汽易私自改装汽车。如果需要。如果需要对原原车增加一些附件如音增加一些附件如音响等，响等，请改装改装师一定要从汽一定要从汽车的保的
24、保险丝盒内取盒内取电。第二，常做。第二，常做检查。防止。防止电气气线路故障或接触不良，以及漏油、漏气等路故障或接触不良，以及漏油、漏气等现象的象的发生。第三，生。第三，驾驶5年以上的年以上的“老老车”以及出以及出过重大事故的汽重大事故的汽车，应该定期做清定期做清线路、排除故障等全面路、排除故障等全面检查，以免以免发生意外。第四，生意外。第四，别在在仪表表盘上放易燃品。气体打火机、清新上放易燃品。气体打火机、清新剂、灭蚊蚊剂等受等受热膨膨胀后容易爆炸引起火灾。也不要在后后容易爆炸引起火灾。也不要在后备厢内放置摩内放置摩丝等易燃物品。第等易燃物品。第五，汽五，汽车进行修理或更行修理或更换零配件零配
25、件时应尽量尽量选择正正规修理厂和正修理厂和正规零配件。零配件。平平时驾车时要随要随车自自备一个小型一个小型车载灭火器。一般火器。一般说来，两公斤左右的来，两公斤左右的灭火装火装置就可起到置就可起到应急急灭火作用。司机火作用。司机驾车时要尽量做到不在要尽量做到不在车内吸烟。最好的防范内吸烟。最好的防范措施就是定措施就是定时对汽汽车进行底行底盘保养、内保养、内饰清洗等，而且清洗等，而且对电线、油管等部件也、油管等部件也应定期定期检查更更换，特，特别要要检查油管油管连接接处是否有松是否有松动和漏油情况，保持油箱干和漏油情况，保持油箱干净通通风，停，停车时尽量尽量选择阴凉阴凉处。可燃物可燃物质在没有外
26、部在没有外部热源影响下，由于物源影响下，由于物质内部所内部所发生的化学、物理或生的化学、物理或生物生物过程而程而产生生热量，量，这些些热量在适当条件下会逐量在适当条件下会逐渐积聚，使物聚，使物质温度温度升高，达到自燃点而燃升高，达到自燃点而燃烧的的现象。象。自热自燃自热自燃自热自燃自热自燃2009.5.52009.5.5云南澄江云南澄江云南澄江云南澄江黄磷自燃黄磷自燃黄磷自燃黄磷自燃2009.9.152009.9.15湖北宜都一货车发湖北宜都一货车发湖北宜都一货车发湖北宜都一货车发生生生生100100余桶黄磷自燃事故余桶黄磷自燃事故余桶黄磷自燃事故余桶黄磷自燃事故黄磷属黄磷属剧毒，极易自燃，是
27、一种危毒，极易自燃，是一种危险化工品。化工品。黄磷燃黄磷燃烧后，生成三氧化二磷或五氧化二磷后，生成三氧化二磷或五氧化二磷并并带有白色有白色浓烟，五氧化二磷遇水能生成烟，五氧化二磷遇水能生成剧毒的偏磷酸。吸入或接触粉毒的偏磷酸。吸入或接触粉尘时，对身体局身体局部有部有强烈的腐烈的腐蚀性刺激作用，性刺激作用，严重者可引起重者可引起中毒性肺炎、肺水中毒性肺炎、肺水肿。(比较一下以下的几种燃烧有何不同？比较一下以下的几种燃烧有何不同？比较一下以下的几种燃烧有何不同？比较一下以下的几种燃烧有何不同？1、氢气在氧气中的燃烧与汽油在空气中的燃烧?2、木材的燃烧、硫磺的燃烧？燃烧形式燃烧形式燃烧形式燃烧形式主
28、要形式主要形式主要形式主要形式BBE EC CDDAA均一系燃烧和非均一系燃烧和非均一系燃烧均一系燃烧混合燃烧和扩散燃烧混合燃烧和扩散燃烧蒸发燃烧蒸发燃烧表面燃烧表面燃烧分解燃烧分解燃烧（一）均相燃（一）均相燃烧烧和非均相燃和非均相燃烧烧 均相燃均相燃烧是指可燃物是指可燃物质和助燃物和助燃物质间的的燃燃烧反反应在同一相中在同一相中进行，如行，如氢气在氧气在氧气中的燃气中的燃烧，煤气在空气中的燃，煤气在空气中的燃烧。（一）均相燃（一）均相燃烧烧和非均相燃和非均相燃烧烧非均相燃非均相燃烧是指可燃物是指可燃物质和助燃物和助燃物质并并非同相，如石油非同相，如石油(液相液相)、木材、木材(固相固相)在空
29、在空气气(气相气相)中的燃中的燃烧。与均相燃与均相燃烧比比较，非均相燃，非均相燃烧比比较复复杂，需要考需要考虑可燃液体或固体的加可燃液体或固体的加热，以及，以及由此由此产生的相生的相变化。化。（二）（二）预预混燃混燃烧烧和和扩扩散燃散燃烧烧 可燃气体与助燃气体可燃气体与助燃气体预先混合而后先混合而后进行行的燃的燃烧称称为预混燃混燃烧。预混燃混燃烧速度快、温度高，一般爆炸反速度快、温度高，一般爆炸反应属于属于这种形式。种形式。（二）（二）预预混燃混燃烧烧和和扩扩散燃散燃烧烧可燃气体由容器或管道中可燃气体由容器或管道中喷出，与周出，与周围的空气的空气(或氧气或氧气)互相接触互相接触扩散而散而产生的
30、燃生的燃烧，称，称为扩散燃散燃烧。在在扩散燃散燃烧中，由于与可燃气体接触的中，由于与可燃气体接触的氧气量偏低，通常会氧气量偏低，通常会产生不完全燃生不完全燃烧的的炭黑。炭黑。（三）蒸（三）蒸发发燃燃烧烧、分解燃、分解燃烧烧和表和表面燃面燃烧烧 蒸蒸发燃燃烧是指可燃液体蒸是指可燃液体蒸发出的可燃蒸出的可燃蒸气的燃气的燃烧。通常液体本身并不燃通常液体本身并不燃烧，只是由液体蒸，只是由液体蒸发出的蒸气出的蒸气进行燃行燃烧。硫磺和硫磺和萘这类可燃固体是先熔融、蒸可燃固体是先熔融、蒸发，后后进行燃行燃烧，也可，也可视为蒸蒸发燃燃烧。（三）蒸（三）蒸发发燃燃烧烧、分解燃、分解燃烧烧和表面燃和表面燃烧烧很多
31、固体或不很多固体或不挥发性液体性液体经热分解分解产生生的可燃气体的燃的可燃气体的燃烧称称为分解燃分解燃烧。如木材和煤大都是由如木材和煤大都是由热分解分解产生的可燃生的可燃气体气体进行燃行燃烧。（三）蒸（三）蒸发发燃燃烧烧、分解燃、分解燃烧烧和表面燃和表面燃烧烧可燃固体和液体的蒸可燃固体和液体的蒸发燃燃烧和分解燃和分解燃烧，均有火焰均有火焰产生，属火焰型燃生，属火焰型燃烧。当可燃固体燃当可燃固体燃烧至分解不出可燃气体至分解不出可燃气体时，便便没有火焰没有火焰，燃，燃烧继续在所剩固体的表在所剩固体的表面面进行，称行，称为表面燃表面燃烧。2.32.3燃烧的基本理论燃烧的基本理论燃烧的基本理论燃烧的基
32、本理论活化能理活化能理活化能理活化能理论论论论过氧化物过氧化物过氧化物过氧化物理论理论理论理论链式反链式反链式反链式反应理论应理论应理论应理论2.3.12.3.1活化能理论活化能理论活化能理论活化能理论碰撞碰撞碰撞碰撞分子与分子之间不停的发生碰撞，在标准状态下，单分子与分子之间不停的发生碰撞，在标准状态下，单位时间、单位体积内气体分子相互碰撞约位时间、单位体积内气体分子相互碰撞约1026次。次。有效有效有效有效碰撞碰撞碰撞碰撞相互碰撞的分子不一定发生反应，只有少数具有一定相互碰撞的分子不一定发生反应，只有少数具有一定能量的分子按照一定的方向进行碰撞才会发生反应。能量的分子按照一定的方向进行碰撞
33、才会发生反应。反应反应反应反应条件条件条件条件分子能量足够大；碰撞方向合适分子能量足够大；碰撞方向合适如反应如反应如反应如反应2ABA2ABA2 2+B+B2 2 硝酰氯的反应硝酰氯的反应活化分子与活化能活化分子与活化能活化分子与活化能活化分子与活化能活化分子：具有较高活化分子：具有较高能量且能发生有效碰能量且能发生有效碰撞的分子撞的分子。活化能：使普通分子活化能：使普通分子变为活化分子所必需变为活化分子所必需的能量。的能量。活活化化能能E1反反应应热热活活化化能能E2 活化能理论活化能理论活化能理论活化能理论活化能理论指出了可燃物与助燃物两种气体分子发生活化能理论指出了可燃物与助燃物两种气体
34、分子发生氧化反应的可能性及条件。氧化反应的可能性及条件。气体总是按直线轨迹不断地运动，其运动速度取决于气体总是按直线轨迹不断地运动，其运动速度取决于温度。温度。温度越高，气体分子运动越快温度越高，气体分子运动越快，反之，温度越，反之，温度越低，气体分子运动也越慢。在任一气流中，都有大量低，气体分子运动也越慢。在任一气流中，都有大量的气体分子，当它们进行规律运动时，许多分子会相的气体分子，当它们进行规律运动时，许多分子会相互碰撞、弹开和改变方向，随着气体温度和能级的提互碰撞、弹开和改变方向，随着气体温度和能级的提高，这些碰撞会变得更加频繁和剧烈。高，这些碰撞会变得更加频繁和剧烈。2.3.22.3
35、.2过氧化物理论过氧化物理论过氧化物理论过氧化物理论氧分子在热能作用下形成过氧键，这种基团加氧分子在热能作用下形成过氧键，这种基团加在被氧化物上形成过氧化物：在被氧化物上形成过氧化物：R-O-O-H或或R-O-O-R过氧化物有强氧化性且不稳定，容易继续发生过氧化物有强氧化性且不稳定，容易继续发生反应或分解。反应或分解。该理论部分解释了燃烧可以在较低温度下进行该理论部分解释了燃烧可以在较低温度下进行的事实。的事实。2.3.32.3.3链式反应理论链式反应理论链式反应理论链式反应理论链式反应理论是由前苏联科学家谢苗诺夫捏出的。他认链式反应理论是由前苏联科学家谢苗诺夫捏出的。他认为物质的燃侥经历以下
36、过程：为物质的燃侥经历以下过程：可燃物质或助燃物质先吸收能量而离解为可燃物质或助燃物质先吸收能量而离解为自由基自由基自由基极其活泼，与其他分子反应活化能很低。自由基极其活泼，与其他分子反应活化能很低。自由基与其他分子相互作用形成一系列连锁反应，将自由基与其他分子相互作用形成一系列连锁反应，将燃烧热释放出来。燃烧热释放出来。例：例：ROO+RHR+ROOHR+O2ROO链引发链引发链发展链发展链终止链终止例：低压下氢的氧化例：低压下氢的氧化链引发链引发H2+M2H+M链发展链发展H+O2OH+OO+H2OH+HOH+H2H2O+H链终止链终止H+OH+MH2O+MH+H+MH2+M 链式反应历程
37、链式反应历程链式反应历程链式反应历程链式反应分类链式反应分类直直链反反应在直在直链反反应中，中，链传递过程中，自由基的程中，自由基的数目保持不数目保持不变。支支链反反应在在链传递过程中，一程中，一个自由基在生成个自由基在生成产物物的同的同时，产生两个或生两个或两个以上自由基的两个以上自由基的链式反式反应。燃燃烧过烧过程程熔化、蒸发熔化、蒸发或分解或分解蒸发蒸发氧氧 化化 分分 解解着着 火火燃燃 烧烧固体固体液体液体气体气体燃烧过程燃烧过程燃烧过程燃烧过程防火工程防火工程防火工程防火工程着火火势发展熄灭防火方法灭火效率灭火方法着火条件燃烧速度控制燃烧机理燃烧反应速度理论燃烧反应速度理论燃烧反应
38、速度理论燃烧反应速度理论1、反应速度的概念化学计量方程式反应了反应物和生成物之间的数量，没有说明其实际中间过程。化学反应时由于反应物各分子之间的碰撞产生，单位体积内的分子数目越多（即反应物的浓度越大），反应物分子之间碰撞次数就越多，那么反应过程就越快，因此反应速度与反应浓度呈正比！这种反应速度与反应浓度（实质是质量浓度）之间的关系规律，称为质量作用定律！2 2 2 2、质量作用定律、质量作用定律、质量作用定律、质量作用定律影响反应速度规律一影响反应速度规律一影响反应速度规律一影响反应速度规律一影响反应速度的因素二影响反应速度的因素二影响反应速度的因素二影响反应速度的因素二阿累尼乌斯定律阿累尼乌
39、斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律反应温度对化学反应速度的影响很大，同时影响也比较复杂，一般体现为正相关，。Vant Holf 近似认为：如果初始浓度相同，温度每升高10，反应速度增大2-4倍阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程着火火势发展熄灭如果反应的氧气不足！对于一个反应，究竟需要多少氧气？燃烧空气量的
40、计算燃烧空气量的计算燃烧空气量的计算燃烧空气量的计算按照完全燃烧的化学方程式：按照完全燃烧的化学方程式：按照完全燃烧的化学方程式：按照完全燃烧的化学方程式：即：即：即：即：物物质质燃燃烧过烧过程的温度程的温度变变化化 由由T自自（理论着火点）（理论着火点）到到T自自（实验值，看（实验值，看到火焰）间的时间到火焰）间的时间间隔称为间隔称为燃烧诱导燃烧诱导期期，或着火延滞期。，或着火延滞期。到达到达T自自以前，停止以前，停止外界能量输入，温外界能量输入，温度会下降，燃烧停度会下降，燃烧停止。止。2.4.1 2.4.1 气体燃烧过程气体燃烧过程气体燃烧过程气体燃烧过程可燃可燃气体气体氧化剂氧化剂扩散
41、扩散可燃混可燃混合气体合气体火源火源断键、断键、活化活化分子碎片、分子碎片、游离基游离基火焰火焰连续氧化、连续氧化、燃烧燃烧产物、产物、热量热量2.4气体燃烧气体燃烧2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度定义：火焰传播速度（火焰移动的速度）定义：火焰传播速度（火焰移动的速度）减去由于燃烧气体的温度升高而产生的减去由于燃烧气体的温度升高而产生的膨胀速度膨胀速度扩散燃烧的速度通常决定于可燃气体扩散的速度。预混燃烧的速度通常以火焰传播速度表示。常见可燃气体的火焰传播速度常见可燃气体的火焰传播速度常见可燃气体的火焰传播速度常见可燃气体的火焰传播速度气体火焰最高传播速度
42、（ms-1）可燃气体含量（%）气体火焰最高传播速度（ms-1）可燃气体含量（%）氢4.8338.5丙烷0.324.6一氧化碳1.2545丁烷0.823.6甲烷0.679.8乙烯1.427.1乙烷0.856.5炉煤气1.7017水煤气3.143焦炉发生煤气0.7348.52.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度影响因素可燃气的还原性及氧化剂的氧化性。浓度：稍高于化学计量浓度时燃烧速度最大。初始温度：温度高速度大。惰性气体：有影响。管径、材质、方向管径：越小速度越慢。材质：有影响。方向：例如：10%甲烷空气混合物的燃烧速度：垂直下点火：75cm/s水平：65cm/s
43、垂直上点火：59.5cm/s2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度火焰传播速度与初温的关系2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度火焰传播速度与初温的关系2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度惰性气体浓度对火焰传播速度的影响2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度管径对燃烧速度的影响（甲烷/空气混合）燃烧速度随管径增大而增大，并趋于恒定；管径缩小，速度变慢；管径小至某一直径，火焰不能传播，此为
44、阻火器原理。管径燃烧速度2.5 2.5 液体燃烧液体燃烧液体燃烧液体燃烧2.5.1 液体燃烧过程液体燃烧过程 热热热、氧化剂热、氧化剂燃烧燃烧液体液体蒸气蒸气氧化、分解氧化、分解中间产物中间产物产物产物+热量热量2.5.22.5.2液体燃烧形式液体燃烧形式液体燃烧形式液体燃烧形式蒸发燃烧可燃液体边蒸发边与空气混合、边燃烧。池状燃烧、喷射式燃烧。动力燃烧 可燃液体的蒸汽或液雾先与空气混合，遇火产生有冲击力的燃烧。与可燃气体的预混燃烧类似沸溢式和喷溅式燃烧闪闪点的估算点的估算 纯物物质的的闪点同液体点同液体的沸点关的沸点关联的很好的很好:沸点沸点:闪点闪点闪闪点的估算点的估算多多组分混合物中分混合
45、物中仅有一种有一种组分是可燃的分是可燃的通通过确定在某温度下混合物中的可燃确定在某温度下混合物中的可燃组分的蒸气分的蒸气压等于等于该组分在分在纯净状状态下下闪点点时的蒸气的蒸气压来估算混合物的来估算混合物的闪点。点。闪闪点的估算点的估算可燃可燃组分超分超过一种的多一种的多组分混合物分混合物 推荐使用推荐使用实验测定定闪点点 2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度取决于液体的蒸发速度两种表示方法：液体燃烧直线速度，单位mm/min或cm/h液体燃烧质量速度，单位g/(cm2 min)或kg/(m2 h)2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度
46、可燃液体的燃烧速度2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度影响液体燃烧速度的因素影响液体燃烧速度的因素 液体燃烧速度取决于液体的蒸发速度。蒸发所需热量主要来自燃烧的辐射热，所有影响蒸发的因素均影响液体燃烧速度。考虑其他散热的因素。液体热容、蒸发潜热、火焰辐射能力；初温：温度高燃烧速度快；风速：一般风速大加快燃烧（加速混合）；含水量：含水石油产品较不含水石油产品燃烧慢；罐内燃烧：罐直径：液位：液位低燃烧慢（烟气上浮，阻止O2进入）。2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度初温对液体燃烧速度的影响2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液
47、体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度储罐直径对燃烧速度的影响10 cm80 cm工业储罐（大）中液体燃烧的速度与罐直径无关。与气体燃烧不同。2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度风速对液体燃烧速度的影响单组分液体燃烧时热量在液层的传播特点单组分液体单组分液体(如甲醇、丙酮、苯等如甲醇、丙酮、苯等)和沸程较窄的混合液体和沸程较窄的混合液体(如煤如煤油、汽油等油、汽油等)，在自由表面的燃烧，很短时间内就形成稳定燃，在自由表面的燃烧，很短时间内就形成稳定燃烧，燃烧速度基本不变。烧，燃烧速度基本不变。燃烧时火焰的热量通过辐射传入液体表面，然后通过导热向液面燃烧时火焰的热
48、量通过辐射传入液体表面，然后通过导热向液面以下传递，由于受热液体比重减小而向上运动，所以热量只能传以下传递，由于受热液体比重减小而向上运动，所以热量只能传入很浅的液层内。入很浅的液层内。液面温度接近但稍低于液体的沸点液面温度接近但稍低于液体的沸点液面加热层很薄液面加热层很薄 单组分液体燃烧时热量在液层的传播特点丁醇和汽油燃烧时的温度分布丁醇和汽油燃烧时的温度分布2.5.42.5.4油罐火灾油罐火灾油罐火灾油罐火灾原油的热波特性原油的热波特性原油的性质 原油是不同沸点和比重的烃类的混合物，此外还有部分的高分子物质及少量的水。初沸点初沸点：原油中最轻的烃类沸腾时的温度。终沸点终沸点：原油中最重的烃
49、类沸腾时的温度。沸程沸程：不同沸点的所有馏分转变为蒸气的最低和最高沸点范围。轻组分轻组分：原油中比重最小、沸点最低的很少一部分烃类组分。重组分重组分：原油中比重最大、沸点最高的很少一部分烃类组分。原油的热波特性原油的热波特性原油的热波特性原油的热波特性热波：宽沸程原油燃烧时，沸点较低的烃类蒸发，离开油品表面，进入燃烧区；沸点较高的烃类则沉向底部形成一个热的锋面；当燃烧继续时，此热锋面逐渐深入加热冷油，使被加热层不断增厚，这一现象称之为热波。2.5.4 2.5.4 油罐火灾油罐火灾油罐火灾油罐火灾原油储罐火灾特性原油燃烧时热量的传递规律 热波特性 在下降过程中温度逐渐升高（150315）热波下降
50、速度大于液体的燃烧速度热波的破坏作用 使油品中水大量蒸发，发生沸溢和喷溅。热波传播速度与直线燃烧速度的比较热波传播速度与直线燃烧速度的比较热波传播速度与直线燃烧速度的比较热波传播速度与直线燃烧速度的比较油品种类热波传播速度 (mm/min)直线燃烧速度 (mm/min)轻质油品含水0.3%7.5201.77.5重质燃油及燃料油含水0.3%3201.32.3初镏分（原油轻镏分）4.25.82.54.2热波的传播速度热波的传播速度：热波在液层中向下移动的速度称为热波的传播速度。重质油品的沸溢和喷溅重质油品的沸溢和喷溅沸溢沸溢定义：定义：热波在油品中传播时，乳化水或自由水热波在油品中传播时，乳化水或