燃燒學(xué)復(fù)習(xí)資料整理中國礦業(yè)大學(xué)

1、Word資料燃燒學(xué)復(fù)習(xí)提綱第一章1、燃燒的本質(zhì)及燃燒的條件（充分條件及必要條件）、燃燒三角 形；答：燃燒的本質(zhì)：所謂燃燒是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱 反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光或發(fā)煙的現(xiàn)象。燃燒的條件：充分條件：可燃物和助燃物要有一定的數(shù)量和 濃度，點火源要有一定的溫度和足夠的能量。必要條件：可燃物、助燃物、點火源。燃燒三角形：可燃物、氧氣、點火源。2、理論空氣量、理論煙氣量、過量空氣系數(shù)；答：理論空氣量：是指單位量的燃料完全燃燒所需要的最少的空 氣量，通常也稱為理論空氣需要量固體:V0, O2=C+H + A.012 4 32 3222.4 10-2V。,airV0, O20.21氣體:V

2、。,。2=權(quán)0+P2+：出$+? i n m CnHm 一 2 10，V0, air 二V0, O20.21理論煙氣量：固體:V0,co222.412100氣體:V0,SO222.4 SX3210022.4 NX281000.79V0,air22.4 W 22.4 HV0,N2 =., 2181002100一一 一一 ._2V0,CO2 =(CO +CO2 + nCnHm y 10V0,SO2 =H2s 10-V0, H2O一 m=H2 H2O H2S 八CnHm 10V。, 2=電 10 0.7%ir過量空氣系數(shù)：實際空氣需要量通常大于理論空氣需要量V?air - VQ.air%過量空氣系數(shù)

3、%=1時，燃料與空氣量比稱為化學(xué)當(dāng)（計）量比%1時，實際供給的空氣量少于理論空氣量。燃燒不完全 介1時，實際空氣量多于理論空氣量，才能保證完全燃燒 氣態(tài)可燃物 = 1.02 1.2;液態(tài)可燃物 = 1.1 1.3;固態(tài)可燃物 = 1.3 1.7。原因：燃料與空氣的混合不均勻3、燃燒相關(guān)計算（燃燒空氣量、煙氣量及其組成的計算）。答：見習(xí)題合集。第三章1、可燃物的著火方式（自燃、點燃）、著火條件的定義答：自燃：可燃物在無外部火源作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄 熱而發(fā)生的燃燒的現(xiàn)象。點燃：可燃物局部受到火花、熾熱物體等高溫?zé)嵩吹膹娂訜?作用而著火，然后依靠燃燒波傳播到真?zhèn)€可燃燒中。著火條件：如果在一定

4、的初始條件下，系統(tǒng)將不能在整個時 間區(qū)段保持低溫水平的緩慢反應(yīng)態(tài)，而將出現(xiàn)一個劇烈的加速的過度 過程，使系統(tǒng)在某個瞬間達(dá)到高溫反應(yīng)態(tài)，即達(dá)到燃燒態(tài)，那么這個 初始條件就是著火條件。正確理解著火條件：、達(dá)到著火條件只是具備了著火的可能；、著火條件指的是系統(tǒng)初始應(yīng)具備的條件；、著火條件是多種因素的總和。2、謝苗諾夫著火理論的核心思想及臨界判據(jù)、如何應(yīng)用謝苗諾 夫理論提出的可燃物著滅火的技術(shù)措施；答：核心思想：某一反應(yīng)體系在初始條件下，進(jìn)行緩慢的氧化還 原反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，同時向環(huán)境散熱，當(dāng)產(chǎn)生的熱量大于散熱 時，體系的溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度加快，產(chǎn)生更多的熱量，反應(yīng)體系的溫度進(jìn)一步升高，直至著

5、火燃燒。臨界判據(jù)：放熱大于散熱，熱量積聚，溫度上升，反應(yīng)速度 上升，系統(tǒng)最終著火；放熱小于散熱，熱量散失，溫度下降，反應(yīng)速 度下降，系統(tǒng)最終不著火。著滅火措施：著火：降低;增加P;提高To；滅火：減小口 ;降低P;減小To。3、卡門茨基著火理論及其臨界判據(jù)、鏈鎖反應(yīng)理論的核心及其 臨界判據(jù)，氫氧混合物的著火半島現(xiàn)象。答：卡門茨基著火理論及其臨界判據(jù)：理論：自熱體系能否著火，取決于該體系能否得到穩(wěn)態(tài)溫度分布。臨界判據(jù)：若能得到穩(wěn)態(tài)溫度分布，則系統(tǒng)不會著火；若不能得 到穩(wěn)態(tài)溫度分布，則系統(tǒng)會著火。鏈鎖反應(yīng)理論的核心及其臨界判據(jù)：核心：鏈鏈鎖反應(yīng)理論認(rèn)為，反應(yīng)的自動加速不一定要靠熱量的 積累，也可以

6、通過鏈鎖反應(yīng)逐漸積累自由基的方法使得反應(yīng)自動加 速，直至著火；系統(tǒng)中自由基數(shù)目能否發(fā)生積累是鏈鎖反應(yīng)的關(guān)鍵， 是反應(yīng)過程中自由基增長因素與消毀因素相互作用的結(jié)果。臨界判據(jù)：在中=f-g0的情況下，自由基數(shù)目不能積累，反應(yīng)速率不會 自動加速，反應(yīng)速率隨著時間的增加只能趨勢某一微小的定值， 因此, f 0的情況下，自由基數(shù)目積累，隨著時間的增加，反應(yīng)速率呈指數(shù)級加速，系統(tǒng)會發(fā)生著火；在中=f -g=0的情況下，反應(yīng)速率隨時間增加呈線性加速，系 統(tǒng)處于臨界狀態(tài)。氫氧混合物的著火半島現(xiàn)象：假設(shè)在第一、二極限之間的爆炸區(qū)內(nèi)取一點 P保持系統(tǒng)溫度不變而降低壓力，P點則向下垂直移動，由于壓 力較低、自由基擴(kuò)

7、散速度加快，自由基器壁消毀速度加快，當(dāng)壓力下 降到某一數(shù)值后，f gW0。第一極限保持系統(tǒng)溫度不變而升高壓力，P點則向上垂直移動，由于壓 力較高，增大了自由基擴(kuò)散過程中與氣相穩(wěn)定分子的碰撞， 自由基氣 相消毀速度加快，當(dāng)壓力增加到某一數(shù)值后， f g出 H2O OHg導(dǎo)致自由基增長速度增大，于是又能發(fā)生爆炸。第三極限4、三種自燃理論的適用對象、條件及范圍，相互的異同點。答：適用于氣體混合物，可以認(rèn)為體系內(nèi)部溫度均一；對于比 渥數(shù)Bi較小的堆積固體物質(zhì)，也可認(rèn)為物體內(nèi)部溫度大致相等；不 適用于比渥數(shù)Bi大的固體。適用于比渥數(shù)Bi大的固體（物質(zhì)內(nèi)部溫度分布的不均勻 性）。反應(yīng)中存在自由基。5、點燃

8、與自燃的異同，常用的點燃方式的臨界判據(jù)。答：點燃與自燃的異同：自燃：可燃物在無外部火源作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱而 發(fā)生的燃燒的現(xiàn)象。點燃：可燃物局部受到火花、熾熱物體等高溫?zé)嵩吹膹娂訜嶙饔?而著火，然后依靠燃燒波傳播到真?zhèn)€可燃燒中。常用的點燃方式的臨界判據(jù)：熾熱物點燃：1質(zhì)點強迫著火條件:h:混合物能燃高溫質(zhì)點表面附近 可燃介質(zhì)的溫度分布 曲線的斜率等于零 時，可燃介質(zhì)反應(yīng)層 便開始向未燃介質(zhì)中 傳播，這種傳播的開 始即認(rèn)為是強迫著火 的條件電火花點燃：存在最小點火能。6、可燃系統(tǒng)滅火過程的S型特點答:熄火的過程形特點拐點I-著火的臨界狀兄拐點E-熄火臨界狀況著火與熄火過程并不可逆熄火過

9、程帶有滯后性-熄火要在比著火更惡劣的條件下才能爰生初溫變化對著火影響大對滅火影響小，濃度變化對滅火影響大對著火影響小第四章1、氣體燃燒狀態(tài)圖及各區(qū)域的燃燒特點;答：（P卬1/%）是初態(tài)通過（P 1/pa點，將平面分成四個區(qū)域。過程的終態(tài)只能發(fā) 生在I、田區(qū)，不可能發(fā)生在n、iv區(qū)交點A、B、C、D、E、F、G、H等是可能的終態(tài)。區(qū)域（I ）是爆震區(qū)，而區(qū)域（田）是緩燃區(qū)。區(qū)域（I）, 1/PpPo,即經(jīng)過燃燒后氣體壓力增加、燃 燒后氣體密度增加、燃燒以超音速傳播（M1）。區(qū)域（田），1/Pp1/Ps, PpJ,即經(jīng)過燃燒后氣體壓力減小或接近不變、氣體密度減小、燃燒以亞音速進(jìn)行（M1）o2、火焰

10、鋒面的結(jié)構(gòu)及其特點、層流火焰鋒面的簡化計算；答：火焰鋒面的結(jié)構(gòu)：一層一層的混合氣依次著火，薄薄的化學(xué)反應(yīng)區(qū)開始由點燃的地方向未燃混合氣傳播， 它使已燃區(qū)與未燃區(qū)之間形成了明顯的分界線，稱這層薄薄的化學(xué)反應(yīng)發(fā)光區(qū)為火焰前沿（鋒面）；火焰前沿的厚度是很薄的，只有十分之幾毫米甚至百分之幾毫米，分析問題中可將其看作 “幾何面（鋒面）?；鹧驿h面的特點：火焰前沿可分為兩部分：預(yù)熱區(qū)和化學(xué)反應(yīng)區(qū)；火焰前沿存在強烈的導(dǎo)熱和物質(zhì)擴(kuò)散。2 1F新鮮混合氣-3 （火焰熔峰寬度）預(yù)熱區(qū)-一-反拽區(qū)/a火焰前鋒的寬度極 小，但出現(xiàn)極大的 溫度梯度di心和 濃度梯度dC八, 因而火焰中有強烈 的熱流和擴(kuò)散流熱流的方向從高

11、溫 火焰向低溫新鮮混 合氣，而擴(kuò)散流的C=f2 (x)一活化中心4-3卷定的平面火焰鋒面結(jié)構(gòu)方向則從高濃度向 低濃度，新鮮混合 氣的分子，燃燒產(chǎn) 物分子.游離基均如散3、可燃?xì)怏w爆炸極限確定的幾個方法、 混合氣體爆炸極限計算；答：方法：通過1摩爾可燃?xì)庠谌紵磻?yīng)中所需氧原子的摩爾數(shù)（N）計 算有機可燃?xì)獗O限（體積百分?jǐn)?shù)）100 J x下=%4.76( N -1 )+1400 x =%4.76N 4利用可燃?xì)怏w在空氣中完全燃燒時的化學(xué)計量濃度小計算有 機物爆炸極限x下=0.55x0 x上=4.8 Xo注：該式適用于以飽和炫為主的有機可燃?xì)怏w， 但不適用于無機 可燃?xì)怏w。通過燃燒熱計算有機可燃

12、氣的爆炸下限XX1Q1 =x2Q2 :工多種可燃?xì)怏w組成的混合物爆炸極限的計算（萊一夏特爾公 式）100旦旦隆+旦N1N2N3NiP1、P2、P3混合氣中各組分的體積百分?jǐn)?shù)，%N1、N2、N3混合氣中各組分的爆炸極限， %注意：應(yīng)用萊一夏特爾公式時，組成混合氣體的各組分之間不得 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。含有惰性氣體的可燃混氣爆炸極限的計算方法如果可燃混氣中含有惰性氣體，如 N2、CO2等，計算其爆炸極 限時，仍然利用萊一夏特爾公式但需將每種惰性氣體與一種可燃?xì)饩帪橐唤M，將該組氣體看成一種可燃?xì)怏w成分該組在混合氣體中的體積百分含量為該組中惰性氣體和可燃?xì)怏w體積百分含量之和。而該組氣體的爆炸極限可先列出該組

13、惰性氣體與可燃?xì)獾慕M合比值，再從圖中查出該組氣體的爆炸極限， 然后代入萊一夏特爾公式 進(jìn)行計算。括性氣體/可蜷，體圖4 25氫，一氧化喋，甲烷與氯、二氧化碳混合氣體在空氣中的爆炸極限圖4-26乙烷、丙烷、丁烷和氯、二氧化碳混合物氣體在空氣中的爆炸極限%BS)垃4、可燃?xì)怏w爆炸濃度極限三角坐標(biāo)圖的應(yīng)用;答：三角坐標(biāo)表示方法：三角形的每條邊作為一種組分的坐標(biāo)；三個頂點表示一種純組分；每邊上的任一點表示由該 邊連接的兩種組分組成；三角形內(nèi)任一點表示三元 系統(tǒng)的任一組成；Q點的每一組分在系統(tǒng)中 的濃度可通過該點作頂點；對邊的平行線，與該組分坐標(biāo)線的交點表示三角坐標(biāo)性質(zhì)性質(zhì)1 :直線MN上的任一點所表示

14、的混合物中的 F組分含量相 同。性質(zhì)2:直線FP上的任一點所表示的混合物中 S、I組分的 比值（S%/I%）相同。I% _ PSS% 一 PI推論：在Q點所表示的混合物中加入 F組分，則Q點沿PF 直線向F點移動F-S-I體系爆炸濃度極限圖，以可燃?xì)?一氧氣一氮氣體系為例21% QC-爆炸臨界點ALUC-爆炸三角形可燃?xì)庠诳諝庵械谋?濃度極限Q-失爆氧濃度ALUC-爆炸三角形UTPC-潛在危險區(qū)SLCQ-相對安全區(qū)PCQ1-絕對安全區(qū)F （燃料）L,U-可燃?xì)庠谘鯕庵械谋舛葮O限5、爆轟的形成機理、形成過程及條件。答：形成過程和機理：現(xiàn)有一根裝有可燃預(yù)混合氣的長管，管子 一端封閉，在封閉端

15、點燃混合氣，形成一燃燒波。開始的燃燒波是正 ?；鹧?zhèn)鞑?，由正常火焰?zhèn)鞑ギa(chǎn)生的已燃?xì)怏w，由于溫度升高，體積 會膨脹。體積膨脹的已燃?xì)怏w就相當(dāng)于一個活塞 一燃?xì)饣钊?，壓縮未 燃混合氣，產(chǎn)生一系列的壓縮波，這些壓縮波向未燃混合氣傳播，各 自使波前未燃混合氣的P、P、T發(fā)生一個微小增量，并使未燃混合氣 獲得一個微小的向前的運動速度，因此，后面的壓縮波波速比前面的 大。當(dāng)管子足夠長時，后面的壓縮波就有可能一個趕上一個，最后重 疊在一起，形成激波。激波一旦形成，激波后面的壓力非常高，使未 燃混合氣著火，經(jīng)過一段時間后，正?；鹧?zhèn)鞑ゾ团c激波引起的燃燒 合二為一，爆轟發(fā)生。激波后的已燃?xì)怏w又連續(xù)向前傳遞一系列

16、壓縮 波，并不斷提供能量以阻止激波強度的衰減， 從而得到一穩(wěn)定的爆轟 波。形成條件：1、初始正?；鹧?zhèn)鞑ツ苄纬蓧嚎s擾動2、管子要足夠長或自由空間的預(yù)混氣體積要足夠大：爆轟前期間距：正?；鹧娣迮c爆轟形成位置之間的距離稱 爆轟前期間距。對于光滑的管子，該爆轟前期間距為管徑的數(shù)十倍。對于表面粗糙的管子，爆轟前期間距為管徑的 24倍。3.可燃?xì)鉂舛纫幱诒Z極限范圍內(nèi)： 爆轟極限范圍一般比爆炸極限范圍要窄 4.管子直徑大于爆轟臨界直徑：管子能形成爆轟的最小直徑稱爆轟臨界直徑，約為1215mm。dr dU圖4-32爆轟形成過程示意圖(a)正?；鹧?zhèn)鞑O前面形成一系列壓縮波d-也drdr. d一d(b)

17、正?；鹧?zhèn)鞑O前方爆塞波U-LT已形成.并使未燃混合氣著火; (c)正?；鹧?zhèn)鞑ヅc爆表波引起的燃燒合二為一6、常用氣體爆炸預(yù)防的技術(shù)措施。答：嚴(yán)格控制火源；防止預(yù)混可燃?xì)獾漠a(chǎn)生；用惰性氣體預(yù)防氣體爆炸；切斷爆炸傳播的途徑。第五章1、什么是閃燃？同系物閃點的變化規(guī)律？閃點的計算。答：閃燃：這種在可燃液體上方，蒸氣與空氣的混合氣體遇火源 發(fā)生的一閃即滅的燃燒現(xiàn)象即稱之為閃燃。同系物閃點變化規(guī)律：(1)同系物閃點隨分子量增加而升高；(2)同系物閃點隨沸點的升高而升高；(3)同系物閃點隨比重的增大而升高；(4)同系物閃點隨 蒸氣壓 的降低而升高;(5)同系物中正構(gòu)體比異構(gòu)體閃點高。閃點的計算：根據(jù)波

18、道查的凝類閃點公式計算對于炫類可燃液體，具閃點服從波道查公式：tf =0.69tb -73.7其中：tf為閃點，tb為沸點。根據(jù)可燃液體碳原子數(shù)計算對于可燃液體，可按下式計算其閃點：2tf 277.3 =10410nc其中：nc為可燃液體分子中碳原子數(shù)。根據(jù)道爾頓公式計算根據(jù)爆炸極限的經(jīng)驗公式，當(dāng)液面上方的總壓為P時，可燃液體的閃點所對應(yīng)的可燃液體的蒸氣壓Pf為：Pf :P 一1 4.76 N -1其中：N為燃燒1摩爾可燃液體所需的氧原子數(shù)。根據(jù)布里諾夫公式計算Pf 二AP其中：Pf為閃點溫度下可燃液體飽和蒸氣壓，Pa;P為可燃液體蒸氣和空氣混合氣體的總壓， 通常等于1個大氣壓;A為儀器常數(shù)，

19、D0為可燃液體蒸氣在空氣中于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的擴(kuò)散系數(shù)；B為燃燒1mol可燃液體所需的氧分子摩爾數(shù)。利用可燃液體的爆炸下限計算 TOC o 1-5 h z 閃點（溫度）時液體的蒸氣濃度就是該液體蒸氣的爆炸下限L液體的飽和蒸氣濃度和蒸氣壓的關(guān)系為Pfc,LPPf= xl00%； Pf =P100若已知爆炸下限L,即可求出Pf,根據(jù)克勞修斯一克拉佩龍方程， 求出該液體的閃點：lg P0 ）-Lv C2.303RT例：5-1已知癸烷的爆炸下限為0.75%,環(huán)境壓力為1.01325M05Pa ,試求其閃點。解:閃點對應(yīng)的蒸氣壓為：Pf=0.75% M.01325 M05 = 760 (Pa)查表 5-5,癸

20、烷的 Lv = 45612J/mol , C =10.3730將已知值代入式(5-17b),得閃點為：TL2.03 R C -lgPf=456122.303 8.314 10.3730 - lg 760318K則：tf= 318-273 = 45 (C)2、爆炸溫度極限及其應(yīng)用（判斷環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)可燃液體的危險狀態(tài)）；答：爆炸溫度極限：液面上方液體蒸氣濃度達(dá)到爆炸濃度極限， 混合氣體遇火源就會發(fā)生爆炸；蒸氣濃度與溫度成一一對應(yīng)關(guān)系； 蒸氣爆炸濃度上、下限所對應(yīng)的液體溫度稱為可燃液體的爆炸溫度 上、下限，分別用t上、t下表示；液體溫度處于爆炸溫度極限范圍 內(nèi)時，液面上方的蒸氣與空氣的混合氣體

21、遇火源會發(fā)生爆炸。爆炸溫度極限的應(yīng)用：（1）凡爆炸溫度下限（t下）小于最高室溫的可燃液體，具蒸氣 與空氣混合物遇火源均能發(fā)生爆炸；（2）凡爆炸溫度下限（t下）大于最高室溫的可燃液體，具蒸氣 與空氣混合物遇火源均不能發(fā)生爆炸；（3）凡爆炸溫度上限（t上）小于最低室溫的可燃液體，其飽和 蒸氣與空氣的混合物遇火源不發(fā)生爆炸，其非飽和蒸氣與空氣的混合 物遇火源有可能發(fā)生爆炸。3、液體引燃的條件，高閃點液體燈芯點火的機理？答：引燃條件：ggS= f He Gi Qe - Qi Gi Lv -0Gi 一蒸發(fā)速度或燃燒速度；f 一燃燒熱AHe中傳回到液面的百分?jǐn)?shù)；gQe一單位面積的液面上，外界熱源的加熱速率

22、；gQi 一單位面積的液面上的熱損失的速率;Lv 液體的蒸發(fā)熱。高閃點液體燈芯點火的機理:由于毛細(xì)現(xiàn)象，燈芯將可燃液體吸附到燈芯中，由于燈芯比熱小, 燈芯上液體的熱對流運動被限制，因此容易用小火焰加熱，使得燈芯上的可燃液體被加熱到燃點以上溫度而被點燃，同時燈芯周圍的液體 被加熱，表面張力平衡被破壞，從而使得液體產(chǎn)生回流，即在液體表 面上產(chǎn)生一個凈的作用力，驅(qū)使熱流體離開受熱區(qū)，而液面以下臨近 的冷流體則流向加熱區(qū)。燈芯點火引起的液體流動示意圖說明了以上這種回流的產(chǎn)生過 程?；亓骷訜岬慕Y(jié)果會使液體的整體溫度提高， 當(dāng)燈芯附近的液體溫 度達(dá)到燃點時，火焰就開始從燈芯向整個液面?zhèn)鞑?。燈芯點火引起的液

23、體流動示意圖離開燈芯速度(mm/s)離開燈芯距寓(點火源處引起的表面張力驅(qū)動流和流體內(nèi)的速度剖面4、可燃液體穩(wěn)定燃燒火焰的特征?答：1、火焰的燃燒狀態(tài)當(dāng)液池直徑D0.03時，火焰呈層流狀態(tài)。這時空氣向火焰面擴(kuò) 散，可燃液體蒸氣也向火焰面擴(kuò)散，所以燃燒的主要方式是擴(kuò)散燃燒；當(dāng)直徑0.03D1.0m時，火焰發(fā)展為湍流狀態(tài)，火焰的形狀由層流狀 態(tài)的圓錐形變?yōu)樾螤畈灰?guī)則的湍流火焰。大多數(shù)實際液體火災(zāi)為湍流火焰。 在這種情況下，油面蒸發(fā)速度 較大，火焰燃燒劇烈。由于火焰的浮力運動，在火焰底部與液面之間 形成負(fù)壓區(qū)，結(jié)果大量的空氣被吸入形成激烈翻卷的上下氣流團(tuán)，并使火焰產(chǎn)生脈動，煙柱產(chǎn)生蘑菇狀的卷吸運動，

24、使大量的空氣被卷入。2、火焰的傾斜度液池內(nèi)油品的火焰大體上呈錐形，錐形底就等于燃燒的液池面積。錐形火焰受到風(fēng)的作用而產(chǎn)生一定的傾斜角度， 這個角度的大小 與風(fēng)速有直接的關(guān)系。當(dāng)風(fēng)速大于或等于 4m/s時，火焰會向下風(fēng) 方向傾斜約6070 。止匕外，試驗還表明；在無風(fēng)的條件下，火焰會在不定的方向傾斜05 這也許是因為空氣在液池邊緣被吸入的不平衡或火焰卷入空氣 不對稱所造成的。3、火焰的高度：通常指由可見光的碳微粒所組成的柱狀體 的頂部高度，它取決于液池直徑和液體種類。4、火焰的溫度特征火焰溫度主要取決于可燃液體種類，一般石油產(chǎn)品的火焰溫度在9001200 c之間。5、火焰內(nèi)的氣流流速由于熱對流，

25、火焰內(nèi)的氣體向上作加速運動，因此，隨高度增加, 氣體的流動速度加大。在火焰上方，由于卷入的冷空氣，使得溫度下降，氣流向上的流 動速度逐漸減慢。6、火焰的輻射火焰通過輻射對液池周圍的物體傳熱計算火焰的輻射對確定油罐間的防火安全距離， 設(shè)計消防灑水系 統(tǒng)是十分必要的。計算方法：點源法、長方形面源法。點源法圖5-44油罐火災(zāi)輻射示意圖火焰高度： H =0.23QF -1.02D液池的熱釋放速率：Qc =G Af HAf 一液面面積，G一單位面積的液面上的蒸發(fā)速率假定總熱量的30%以輻射能的方式向外傳遞，則輻射熱速率為:Qr =0.3G Af：H點源法是假定Qr是從火焰中心軸上離液面高度為H/2處的點

26、源發(fā)射出。離點源R距離處的輻射熱通量為：2qr =0.3G Af H / 4二 R2222R = H /2 d2假定被輻射體與視線 PT的夾角為0 ,則投射到輻射接受體表面 的輻射熱通量為：qrT =0.3G Af H sin / 4二 R2例1 :油罐直徑為10m ,重量燃燒速度為 0.058kg / ( m2 s), 汽油的燃燒熱為 Hc=45kJ/g ,求輻射通量與距離的關(guān)系。解：發(fā)生火災(zāi)時，火焰熱釋放速率為：Qc = G Af H =204989kW2/5H =0.23QC -1.02D -20.45m=104.55 d2si生R火焰的總輻射速率為:_10.23_104.55 d2_

27、_500386qrT 3/2104.55 d25、點源法計算火焰的輻射規(guī)律?答：上題例題。6、什么是原油或重油的沸溢和噴濺？答：沸溢：乳化水與水墊在熱波向液體深層運動時，由于熱波溫度遠(yuǎn)高于水的沸點，因而 熱波會使油品中的乳化水氣化，形成油包氣的氣泡，即油的一部分形 成了含有大量蒸氣氣泡的泡沫，使液體體積膨脹，向外溢出，使液面 猛烈沸騰起來，就象“跑鍋” 一樣。這種現(xiàn)象叫沸溢。沸溢形成必須具備三個條件：(1)原油具有形成熱波的特性，即沸程寬，比重相差較大；(2)原油中含有乳化水，水遇熱波變成蒸氣；(3)原油粘度較大，使水蒸氣不容易從下向上穿過油層。如果 原油粘度較低，水蒸氣很容易通過油層，就不容

28、易形成沸溢。噴濺：原油中的水以水墊形式存在。隨著燃燒的進(jìn)行，熱波的溫度逐漸升高，熱波向下傳遞的距離也 加大。當(dāng)熱波達(dá)到水墊時，水墊的水大量蒸發(fā)，蒸氣體積迅速膨脹，以 至把水墊上面的液體層拋向空中，向罐外噴射。這種現(xiàn)象叫噴濺。第六章1、可燃固體的燃燒形式？答：(1)蒸發(fā)燃燒蠟燭、硫、磷、鉀、鈉、瀝青、樟腦，蔡；(2)表面燃燒可燃固體(如木炭、焦炭、鐵、銅等)；(3)分解燃燒木材、煤、塑料、橡膠等；(4)熏煙燃燒(陰燃)只冒煙而無火焰的燃燒現(xiàn)象；(5)動力燃燒(爆炸)燃粉塵爆炸/炸藥爆炸/轟燃(回燃、回火)。2、可燃固體的引燃條件及引燃時間的確定？答：引燃條件：He Gcr Qe - Lv Gcr

29、 QlS = He - LvJ Qe-Q1 -0如果S0,固體表面接受的熱量除了能維持持續(xù)燃燒, 部分。這部分熱量可以使可燃?xì)獾尼尫潘俾蔬M(jìn)一步提高， 燃燒創(chuàng)造更好的條件；S=0固體能否被引燃的臨界條件。對于一定厚度無限大固體，可用下式估算:Gcr與中有如下關(guān)系:h為火焰和固體間的對流換熱系數(shù)，c為空氣熱容量引燃時間的確定：薄片狀固體(Bi=hL/K數(shù)較小)：如窗簾、幕布之類估算薄物的引燃時間：假設(shè)一薄物體的厚度、密度、熱容和它與周圍環(huán)境間的對流換熱系數(shù)分別為p、c、和h; tg薄物體的燃點和環(huán)境溫度(或物體初溫)分別為Ti和To0(1)當(dāng)薄物體兩邊同時受溫度為 Ts的熱氣流加熱2A h T:-

30、T dt =(kA ： c dTcc dT 2h T:-T積分：t=0 到 ti； T=To 到 Ti in5,2hT )(2)如果物體單面受熱，另一面絕熱，引燃時間hTJ(3)如果物體單面受熱，另一面不絕熱A h T，-T dt =(kA d c dT A h T -T0 dtA h T-2T T0 dt = A)； : c dTA : c dTdt 二A h T.-2T Toln(4)當(dāng)物體一面受熱通量為Q；的輻射加熱，另一面絕熱時假設(shè)物體吸收率為,在時間間隔dt內(nèi)，能量平衡方程可寫成:_ _ _ 一 一 一A ：Qrdt -hAT-T0dt= . A：cdTlx. ：cdTdt Qr -

31、h T -To對該式從To到Ti積分得引燃時間為:tPcI豆 Qrti =ln h慳 Qrh(TiTo)(5)如果一面受輻射熱，另一面不絕熱，則有:A ： Qr dt-2h A T -T0 dt = A： cdTti2年/心3、典型固體的燃燒特點(高聚物、木材、 煤)？答：高聚物燃燒的普遍性特點，可以概括為三個方面(1)發(fā)熱量較高、燃燒速度較快(2)發(fā)煙量較大，影響能見度由于高聚物的分子結(jié)構(gòu)中含碳量普遍較高， 因此在其燃燒（包括 熱分解）過程中發(fā)煙量較大。（3）燃燒（或分解）產(chǎn)物的危害性大高聚物在燃燒（或分解）過程中，會產(chǎn)生 CO、氮氧化物、HCl、 HF、HCN、SO2及COC12 （光氣）

32、等有害氣體，加上缺氧窒息作用， 對火場人員的生命安全構(gòu)成極大的威脅。* （4）不同類型高聚物的燃燒有如下特點：只含碳和氫的高聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，易燃 但不猛烈，離開火焰后仍能持續(xù)燃燒，火焰呈藍(lán)色或黃色，燃燒時有 溶滴，并產(chǎn)生有毒的一氧化碳?xì)怏w。含有氧的高聚物，如有機玻璃、賽璐珞等，易燃且猛烈，火焰 呈黃色，燃燒時變軟，無溶滴，并產(chǎn)生有毒的一氧化碳。含有氮的高聚物，燃燒情況比較復(fù)雜，如月尿甲醛樹脂為難燃自 熄；三聚富胺樹脂為緩燃緩熄；尼龍為易燃以燼。它們在燃燒時都有 溶滴，并產(chǎn)生一氧化碳、一氧化氮有毒氣體和富化氫劇毒氣體。含有氯的高聚物，如聚氯乙烯等，硬的為難燃自熄，軟的為緩 燃

33、緩熄，火焰呈黃色，燃燒時無熔滴，有炭瘤，并產(chǎn)生氯化氫氣體， 有毒且溶于水后有腐蝕性。含有氟的高聚物，實際不燃，但加強熱時，能放出腐蝕毒害性 的氟化氫氣體。酚醛樹脂，無填料的為難燃自熄，有木粉填料的為緩燃緩熄， 火焰呈黃色，冒黑煙，放出有毒的酚蒸氣。木材:在木材被加熱過程中，若遇火源，會出現(xiàn)閃燃、引燃。若無火源，只要加熱溫度足夠高，也會發(fā)生自燃木材燃燒大體分為有焰燃燒和無焰燃燒兩個階段。木材有焰燃燒：木材熱分解出的可燃?xì)馊紵?，它的特點是燃燒速度快；燃燒量大， 約占整個木材重量的70%;火焰溫度高，燃燒時間短，火災(zāi)發(fā)展速 度猛烈。在有焰燃燒階段，木材的絕大部分可燃成分已充分燃燒， 燃燒溫 度達(dá)到最

34、大值，在轉(zhuǎn)為無焰燃燒后，可燃成分非常少，燃燒的火焰對 周圍可燃物質(zhì)的影響也逐漸減少，所以有焰燃燒是木材火災(zāi)發(fā)展中有 決定性意義的階段。木材有焰燃燒+無焰燃燒在木材的有焰燃燒階段，木材表面上生成的碳，雖然處在灼熱的 狀態(tài)，但不燃燒。因為此時，分解產(chǎn)物的燃燒阻礙了氧氣擴(kuò)散到碳的 表面上去。當(dāng)析出的氣體產(chǎn)物很少時，氧擴(kuò)散到碳的表面，即有焰燃 燒接近尾聲時，碳才開始燃燒。木材無焰燃燒兩種形式燃燒同時進(jìn)行若干時期以后， 完全不析出可燃?xì)鈺r，才 出現(xiàn)僅有碳的無火焰燃燒。煤：碳在空氣中燃燒是一多相燃燒過程，分為五個階段：氧氣擴(kuò)散到固體燃料表面；擴(kuò)散到固體表面的氣體（或氧氣）須被固體表面所吸附；吸附的氣體和固

35、體表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成吸附后的生成物；吸附后的生成物從固體表面上解吸；解吸后的氣體生成物擴(kuò)散離開固體表面。4、什么是可燃固體陰燃？其發(fā)生的條件是什么？可燃固體陰燃 傳播的條件及各劃分區(qū)域的特點？答：可燃固體陰燃：固體物質(zhì)無可見光的緩慢燃燒，通常產(chǎn)生煙 和伴有溫度升高。陰燃條件：陰燃能否發(fā)生，取決于固體材料自身的理化性質(zhì) 及其所處的外部環(huán)境。固體材料的理化性質(zhì)：受熱分解后能產(chǎn)生剛性結(jié)構(gòu)的多孔炭，從而具備多孔蓄熱并使燃 燒持續(xù)下去的條件如：紙張、鋸末、纖維織物、纖維板、膠乳橡膠及其某些多孔熱 固性塑料。外部環(huán)境：空氣不流通：如固體堆垛內(nèi)部的陰燃，處于密封性較好的室內(nèi)的固體陰燃。一個供熱強度適宜的熱源：供熱強度過小，固體無法著火；供熱強度過大，固體將發(fā)生有焰 燃燒。引起陰燃的熱源包括：自燃熱源；陰燃本身成為熱源，如香煙的陰燃引起地毯陰燃；有焰燃燒火焰熄滅后的陰燃。可燃固體陰燃傳播的條件及各劃分區(qū)域的特點：熱解區(qū)I溫度急劇上升，并且從原材料中將揮發(fā)出大量的煙， 陰燃產(chǎn)生的 煙與有焰燃燒產(chǎn)生的煙不大相同，其具有較強的可燃性。碳化區(qū)II該區(qū)域內(nèi)碳發(fā)生氧化放熱，溫度上升至最大值，放出的熱量一部 分進(jìn)入原始材料，使其溫度上升并分解。殘余灰