第2章 燃燒學(xué)基礎(chǔ)知識

1、第二章第二章 燃燒學(xué)基礎(chǔ)知識燃燒學(xué)基礎(chǔ)知識主要內(nèi)容2.1 燃燒的本質(zhì)與條件2.2 燃燒類型2.3 燃燒過程及特點2.4 燃燒產(chǎn)物2.5 影響或在發(fā)展變化的主要因素2.6 防火與滅火的基本原理第一節(jié) 燃燒的本質(zhì)與條件一、 燃燒的定義燃燒：可燃物與氧化劑作用的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙的現(xiàn)象。燃燒的三個特征：化學(xué)反應(yīng)、放熱、發(fā)光。燃燒不僅在空氣（氧）存在時能發(fā)生，有的可燃物在其他氧化劑中也能發(fā)生燃燒。二、燃燒的本質(zhì)鏈鎖反應(yīng)理論：燃燒是一種游離基的連鎖反應(yīng)（也稱鏈反應(yīng)），即游離基在瞬間進行的循環(huán)連續(xù)反應(yīng)。物質(zhì)的燃燒是氧化反應(yīng)，而氧化反應(yīng)不一定是燃燒，能被氧化的物質(zhì)不一定是能夠燃燒的物。

2、燃燒是一種極其復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，游離基的鏈反應(yīng)是燃燒反應(yīng)的實質(zhì)，光和熱是燃燒過程中的物理現(xiàn)象質(zhì)。三、燃燒的條件燃燒過程的發(fā)生和發(fā)展都必須具備以下條件：可燃物、助燃物（又稱氧化劑）和引火源。引火源可燃物助燃物（一）燃燒的必要條件定義：凡是能與空氣中的氧氣或者其他氧化劑起燃燒反應(yīng)的物質(zhì)。按物理狀態(tài)分：固體、液體、氣體可燃固體：凡是遇明火、熱源能在空氣（氧化劑）中燃燒 的固體物質(zhì)。可燃液體：凡是在空氣中能發(fā)生燃燒的液體?？扇家后w：凡是在空氣中能發(fā)生燃燒的氣體。1.可燃物定義：凡是與可燃物質(zhì)相結(jié)合能導(dǎo)致燃燒的物質(zhì)稱為助燃物（也稱氧化劑）。2.助燃物通常燃燒過程中的助燃物主要是氧，它包括游離的氧或化合物中

3、 的氧?？諝庵泻写蠹s21%的氧。某些物質(zhì)也可作為燃燒反應(yīng)的助燃物，如氯、氟、氯酸鉀等。少數(shù)可燃物一旦受熱后，能自動釋放出氧，不需要外部助燃物就可發(fā)生燃燒。3.引火源定義：凡是使物質(zhì)開始燃燒的外部熱源，統(tǒng)稱為引火源（也稱著火源）。引火源溫度越高，越容易點燃可燃物質(zhì)。（二）燃燒的充分條件具備了燃燒的必要條件，并不意味著燃燒必然發(fā)生。發(fā)生燃燒還應(yīng)該有“量”方面的要求。這就是發(fā)生燃燒或持續(xù)燃燒的充分條件。1.一定的可燃物濃度可燃氣體或蒸氣只有達到一定的濃度，才會發(fā)生燃燒或爆炸。2.一定的氧氣含量可燃物發(fā)生燃燒需要有一個最低氧含量要求，低于這一濃度，燃燒就不會發(fā)生。3.一定的點火能量不管何種形式的引火

4、源，都必須達到一定的強度才能引起燃燒反應(yīng)。引火源的強度取決于可燃物質(zhì)的最小點火能量即引燃溫度，低于這一能量，燃燒變不會發(fā)生。4.相互作用燃燒不僅需具備必要和充分條件，而且還必須使燃燒條件相互結(jié)合、相互作用，燃燒才會發(fā)生或持續(xù)。第二節(jié)第二節(jié) 燃燒類型燃燒類型一、 閃燃燃燒按其發(fā)生的瞬間的特點不同，分為閃燃、著火、自燃、爆炸。（一）閃燃的含義定義:液體表面上能產(chǎn)生足夠的可燃蒸氣，遇明火產(chǎn)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象。可燃液體之所以會發(fā)生一閃即滅的閃燃現(xiàn)象，是因為液體在閃燃溫度下蒸發(fā)速度較慢，蒸發(fā)出來的蒸氣僅能維持短時間的燃燒，而來不及提供足夠的蒸氣補充維持穩(wěn)定燃燒，故閃燃一下就熄滅。閃燃往往是可燃液體發(fā)生

5、火災(zāi)的先兆。（二）物質(zhì)的閃點閃點是評定液體火災(zāi)危險性大小的重要參數(shù)。閃點越低，火災(zāi)危險性就越大；閃點越高，火災(zāi)危險性就越小。1.閃點的含義含義：在規(guī)定的試驗條件下，液體表面能產(chǎn)生閃燃的最低溫度，以“”表示。2.閃點在消防上的應(yīng)用（1）根據(jù)閃點，將能燃燒的液體分為易燃液體和可燃液體。（2）根據(jù)閃點，將液體生產(chǎn)、加工、儲存場所的火災(zāi)危險性分為甲（閃點 28的液體）、乙（閃點28，但60的液體）、丙（閃點60的液體）三個類別。二、 著火（一）著火的含義含義：可燃物質(zhì)在空氣中與火源接觸，達到某一溫度時，開始產(chǎn)生有火焰的燃燒，并且在火源移去之后仍然能夠持續(xù)燃燒的現(xiàn)象。（二）物質(zhì)的燃點在規(guī)定的試驗條件下，

6、應(yīng)用外部熱源能使物質(zhì)表面起火并持續(xù)燃燒一定時期所需要的最低溫度，稱為燃點或者著火點，以“”表示。一切可燃液體的燃點都高于閃點?？刂瓶扇嘉镔|(zhì)的溫度在其燃點以下，就可以防止火災(zāi)的發(fā)生；用水冷卻滅火，其原理就是將著火物質(zhì)的溫度降低到燃點以下。三、自燃（一）自燃的含義定義:可燃物質(zhì)在沒有外部火花、火焰等火源作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自燃燃燒，稱為自燃。（二）物質(zhì)的自燃在規(guī)定的條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度，稱為自燃點。自然點是衡量可燃物質(zhì)受熱升溫形成自然危險性的依據(jù)。可燃物的自然點越低，發(fā)生自燃的危險性就越大。四、爆炸（一）爆炸的含義定義:由于物質(zhì)急劇氧化或分解反應(yīng)產(chǎn)生溫度、壓力增加或

7、者兩者同時增加的現(xiàn)象。（二）爆炸的分類1.物理爆炸：裝在容器內(nèi)的液體或氣體，由于物理變化（溫度、體積和壓力等因素）引起體積及迅速膨脹，導(dǎo)致容器壓力急劇增加，由于超壓或應(yīng)力變化使容器發(fā)生爆炸。2.化學(xué)爆炸：由于物質(zhì)本身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣體并使溫度、壓力增加或者兩者同時增加而形成的爆炸現(xiàn)象。3.核爆炸：由于原子核裂變或聚變反應(yīng)，釋放出核能所形成的爆炸。（三）爆炸極限1.爆炸濃度極限：可燃的氣體、蒸氣或粉塵與空氣混合后，遇火會產(chǎn)生爆炸的最高或最低的濃度。遇火會產(chǎn)生爆炸 的最低濃度，稱為爆炸下限；遇火會產(chǎn)生爆炸 的最高濃度，稱為爆炸上限。爆炸極限是評定可燃氣體、蒸氣或粉塵爆炸危險性大小的主要依據(jù)

8、。爆炸上、下限值之間的范圍越大，爆炸下限越低、爆炸上限越高，爆炸危險性就越大。爆炸極限是評定可燃氣體、蒸氣或粉塵爆炸危險性大小的主要依據(jù)。爆炸上、下限值之間的范圍越大，爆炸下限越低、爆炸上限越高，爆炸危險性就越大?；旌衔锏臐舛鹊陀谙孪藁蚋哂谏舷迺r，既不能發(fā)生爆炸也不能發(fā)生燃燒。2.爆炸溫度極限：可燃液體受熱蒸發(fā)出的蒸氣濃度等于爆炸濃度極限時的溫度范圍。液體的爆炸溫度下限就是液體的閃點 。第三節(jié)第三節(jié) 燃燒過程及特點燃燒過程及特點一、 可燃物的燃燒特點（一）固體物質(zhì)的燃燒特點1.表面燃燒：蒸汽壓非常小或者難分解的可燃固體、不能發(fā)生蒸發(fā)燃燒或者分解燃燒，當氧氣包圍物質(zhì)表面層時，呈炙熱狀態(tài)發(fā)生無焰燃

9、燒的現(xiàn)象。如木炭、焦炭以及鐵、銅等物質(zhì)的燃燒屬于表面燃燒形式。2.陰燃：物質(zhì)無可見光的緩慢燃燒，通常產(chǎn)生煙和溫度升高高的跡象。某些固體可燃物在空氣不流通、加熱溫度較低或含水分較高時就會發(fā)生陰燃。易發(fā)生陰燃的物質(zhì)，如成捆堆放的紙張、棉、麻以及大堆垛的煤、草、濕木材等。陰燃和有焰燃燒在一定條件下能相互轉(zhuǎn)化。3.分解燃燒：分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固體可燃物，由于受熱分解而產(chǎn)生可燃氣體后發(fā)生的有焰燃燒的跡象。如木材、紙張、棉、麻、毛、絲以及合成高分子的熱固性塑料、合成橡膠等的燃燒就屬分解燃燒形式。4.蒸發(fā)燃燒：熔點較低的可燃固體受熱后熔融，然后與可燃液體一樣蒸發(fā)成蒸汽而發(fā)生的有焰燃燒的現(xiàn)象。如石蠟、松香、硫、鉀

10、、磷、瀝青和熱塑性高分子材料等的燃燒就屬蒸發(fā)燃燒形式。（二）液體物質(zhì)的燃燒特點1.蒸發(fā)燃燒：易燃可燃液體在燃燒過程中，并不是液體本身在燃燒。而是液體受熱時蒸發(fā)出來的液體蒸氣被分解、氧化達到燃點而燃燒。2.動力燃燒：燃燒性液體的蒸發(fā)、低閃點液霧預(yù)先與空氣或氧氣混合，遇火源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒。3.沸溢燃燒：含水的重質(zhì)油品（如重油、原油）發(fā)生火災(zāi)，液面從火焰接收熱量產(chǎn)生熱波，熱波在向液層深部轉(zhuǎn)移過程中，使油層溫度上升，油品黏度變小，油品中的乳化水滴在向下沉積的同時受向上運動的熱油作用而蒸發(fā)成氣泡，氣泡被油膜包圍形成大量油泡群，液面上下像開鍋一樣沸騰，油品像“跑鍋”一樣溢出罐外的現(xiàn)象。4.噴濺燃燒：

11、重質(zhì)油品儲罐的下部有水墊層時。發(fā)生火災(zāi)后，由于熱波往下傳遞，若將儲罐底部的沉積水的溫度加熱到汽化溫度，則沉積水將變成水蒸氣，體積擴大，形成的蒸汽壓力達到足以把其上面的油層抬起，最后沖破油層將燃燒著的油滴和包油的油氣拋向上空，向四周噴濺燃燒。重質(zhì)油品儲罐發(fā)生沸溢和噴濺的典型征兆是：罐壁會發(fā)生劇烈抖動，伴有強烈的噪聲，煙霧減少，火焰更加發(fā)亮，火舌尺寸變大，形似火箭。（三）氣體物質(zhì)的燃燒特點1.擴散燃燒：可燃氣體從噴口（管道口或者容器泄露口）噴出，在噴口處與空氣中的氧邊擴散混合、邊燃燒的現(xiàn)象。對于穩(wěn)定的擴散燃燒，只要控制得好，便不至于造成火災(zāi)，一旦發(fā)生火災(zāi)也易于撲救。2.預(yù)混燃燒：可燃氣體與助燃氣體

12、在燃燒之前混合，并形成一定濃度的可燃混合氣體，被引火源點燃所引起的燃燒現(xiàn)象。第四節(jié)第四節(jié) 燃燒產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物一、 燃燒產(chǎn)物的含義和分類（一）燃燒產(chǎn)物的含義燃燒產(chǎn)物：有燃燒或熱解作用而產(chǎn)生的全部的物質(zhì)。它通常是指燃燒生成的氣體、熱量和煙霧等。燃燒產(chǎn)物分完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物。可燃物質(zhì)燃燒過程中，如果生成的產(chǎn)物不能再燃燒，則稱為完全燃燒，其產(chǎn)物為完全燃燒產(chǎn)物；如果生成的產(chǎn)物還能繼續(xù)燃燒，則稱為不完全燃燒，其產(chǎn)物為不完全燃燒產(chǎn)物。（二）燃燒產(chǎn)物的分類二、 不同物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物1.單質(zhì)的燃燒產(chǎn)物一般單質(zhì)在空氣中的燃燒產(chǎn)物為該單質(zhì)元素的氧化物。2.化合物的燃燒產(chǎn)物一些化合物在空氣中燃燒除生成完全燃燒產(chǎn)

13、物外，還會生成不完全燃燒產(chǎn)物。最典型的不完全燃燒產(chǎn)物是一氧化碳（CO2），它能進一步燃燒生成二氧化碳。3.合成高分子材料的燃燒產(chǎn)物合成高分子材料在燃燒過程中伴有熱裂解，會分解產(chǎn)生許多有毒或有刺激性的氣體，如氯化氫、光氣、氰化氫等。4.木材的燃燒產(chǎn)物木材是一種化合物，主要由碳、氫、氧元素組成，主要以纖維素分子形式存在。木材燃燒主要生成二氧化碳、水蒸氣、甲酸、乙酸、一氧化碳等產(chǎn)物，也會申城可燃蒸氣及顆粒。三、 燃燒產(chǎn)物的毒性燃燒產(chǎn)物有不少是毒害氣體，往往會通過呼吸道侵入或刺激眼結(jié)膜、皮膚黏膜使人中毒甚至死亡。據(jù)統(tǒng)計，在火災(zāi)中死亡的人約80%是由于吸入毒性氣體中毒而致死的。一氧化碳是火災(zāi)中最危險的氣

14、體。四、 煙氣（一）煙氣的含義煙氣：由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的懸浮在大氣中可見的固體和（或）液體微?？偤汀＃ǘ煔獾漠a(chǎn)生不論是固態(tài)物質(zhì)或是液態(tài)物質(zhì)、氣態(tài)物質(zhì)在燃燒，都要消耗空氣中大量的氧，并產(chǎn)生大量熾熱的煙氣。（三）煙氣的危害性1.毒害性2.減光性3.恐怖性五、火焰、燃燒熱和燃燒溫度（一）火焰1.火焰的含義及構(gòu)成火焰（俗稱火苗），是指發(fā)光的氣相燃燒區(qū)域。火焰由焰心、內(nèi)焰、外焰三個部分構(gòu)成。2.火焰的顏色火焰的顏色取決于燃燒物質(zhì)的化學(xué)成分和氧化劑的供應(yīng)強度。大部分 物質(zhì)燃燒時火焰是橙紅色，但有些物質(zhì)燃燒時火焰具有特殊的顏色，如磷和鈉燃燒的護眼是黃色的?；鹧娴念伾c燃燒溫度有關(guān)，燃燒溫度越高，火焰就

15、越接近藍白色。火焰的顏色與可燃物的含氧量及含碳量也有關(guān)。含氧量達到50%以上的可燃物質(zhì)燃燒時，火焰幾乎無光；燃燒物的含碳量達到60%以上，則發(fā)出顯光且?guī)в写罅亢跓煹幕鹧?。（二）燃燒熱和燃燒溫?.燃燒熱：單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所釋放出的熱量。燃燒熱值越高的物質(zhì)燃燒時火勢越猛，溫度越高，輻射處的熱量也越多。2.燃燒溫度：燃燒產(chǎn)物被加熱的溫度。同樣的火焰下，燃燒溫度越高，它向周圍輻射出的熱量就越多，火災(zāi)蔓延的速度就越快。六、燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的影響（一）燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的有利方面1.在一定條件下可以阻止燃燒進行2.為火情偵察和尋找火源點提供參考依據(jù)通過煙霧的顏色、濃度、氣味、流動方向，消

16、防人員可以大致半段燃燒物質(zhì)的種類、火勢蔓延方向、火災(zāi)階段等。（二）燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的不利方面1.妨礙滅火和被困人員行動2.有引起人員中毒、窒息的危險3.高溫會使人員燙傷4.成為火勢發(fā)展蔓延的因素（二）燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的不利方面1.妨礙滅火和被困人員行動2.有引起人員中毒、窒息的危險第五節(jié)第五節(jié) 影響火災(zāi)發(fā)展變化的主要因素影響火災(zāi)發(fā)展變化的主要因素一、 熱傳播對火災(zāi)發(fā)展變化的影響（一）熱傳導(dǎo)1.熱傳導(dǎo)：物體一端受熱，通過物體的分子熱運動，把熱量從溫度較高一端傳遞到溫度較低的另一端的過程?；馂?zāi)的發(fā)生發(fā)展，始終伴隨著熱傳播過程。熱傳播是影響火災(zāi)發(fā)展的決定性因素。2.熱傳導(dǎo)對火災(zāi)發(fā)生變化的

17、影響熱總是從溫度較高的部位，向溫度較低部位傳導(dǎo)。溫度差越大，導(dǎo)熱方向的距離越近，傳導(dǎo)的熱量就越多。（二）熱輻射1.熱輻射：以電磁波形式傳遞熱量的現(xiàn)象。2.熱輻射對火災(zāi)發(fā)生變化的影響一個物體在單位時間內(nèi)輻射的熱量與其表面積的絕對溫度的四次方成正比。熱輻射不需要通過任何介質(zhì)，不受氣流、風速、風向的影響，通過真空也能傳播。物體的顏色越深、表面越粗糙，吸收的熱量就越多；表面光亮、顏色較淡，反射的熱量就越多，則吸收的熱量就越少。當火災(zāi)處于發(fā)展階段時，熱輻射成分為熱傳播的主要。（三）熱對流1.熱對流：熱量通過流動介質(zhì)，由空間的一處傳播到另一處的現(xiàn)象。2.熱對流的方式（1）自然對流：流體的運動是由自然力所引

18、起的，也就是因流體各部分的密度不同而引起的。（2）強制對流：流體微團的空間移動是由機械力引起的。（3）氣體對流。（4）液體對流。3.熱對流對火災(zāi)發(fā)生變化的影響熱對流是影響初期火災(zāi)發(fā)展的最主要因素。熱對流速度與通風口面積和高度成正比。通風孔越多，各個通風孔的面積越大、越高，熱對流速度越快。二、 爆炸對火災(zāi)發(fā)生變化的影響爆炸沖擊波能將燃燒著的物質(zhì)拋散到高空和周圍地區(qū)，如果燃燒的物質(zhì)落在可燃物體上就會引起新的火源，造成火勢蔓延擴大。火場如果有沉浮在物體表面上的粉塵，爆炸的沖擊波會使粉塵揚撒于空間，與空氣形成爆炸性混合物，可能發(fā)生再次爆炸或多次爆炸。三、 建筑耐火等級對火災(zāi)發(fā)生變化的影響四、 氣象條件對火災(zāi)發(fā)生變化的影響建筑耐火等級，是衡量建筑耐火程度的標準。耐火等級高的建筑，火災(zāi)時燒壞、倒塌的很少，造成的損失也小，而耐火等級低的建筑，火災(zāi)時不耐火，燃燒快，損失也大。風對火勢發(fā)展具有決定性影響。風速越大，對流速度越快，燃燒和蔓延速度也越快?？扇疾牧系暮逝c空氣濕度有關(guān)。干燥的可燃材料易起火，燃燒速度也快；潮濕的可燃材料不易起火。第六節(jié)第六節(jié) 防火與滅火的基本原理防火與滅火的基本原理一、 防火的基本原理和措施根據(jù)燃燒基本理論，只要防止形成燃燒條件，或避免燃燒條件同時存在并相互作用，就可以達到防火的目的。措施措施原理原理舉例措施舉例措施控制可燃物破壞燃燒爆炸的基礎(chǔ)用阻燃劑對可燃材料進行阻燃