1、1消防燃烧学消防燃烧学2消防燃烧学消防燃烧学研究燃烧发生、发展、研究燃烧发生、发展、熄灭的规律及防火防熄灭的规律及防火防爆、灭火的一般原理爆、灭火的一般原理1.防火防爆工作需要防火防爆工作需要2.灭火工作需要灭火工作需要3第一章第一章 燃烧基础与特征燃烧基础与特征第一节第一节 燃烧的本质燃烧的本质在时间和空间上失去控制的燃烧在时间和空间上失去控制的燃烧火灾火灾本质上是可本质上是可燃物的燃烧燃物的燃烧爆炸爆炸化学反应速度极快化学反应速度极快，放热量大放热量大，使燃烧产使燃烧产物和周围空气体积急物和周围空气体积急剧膨胀剧膨胀，对周围建筑，对周围建筑物产生很大的破坏作物产生很大的破坏作用，同时伴有巨
2、大声用，同时伴有巨大声响。响。不不同同点点4燃烧本质燃烧本质特殊的氧化还原反应。通常伴随特殊的氧化还原反应。通常伴随着着放热、发光、火焰、发烟放热、发光、火焰、发烟现象现象氧化剂氧化剂一般火灾中：空气中的氧一般火灾中：空气中的氧化工火灾，仓库火灾中：化工火灾，仓库火灾中：甲、乙类氧化剂甲、乙类氧化剂还原剂还原剂(可燃物可燃物)可燃气：甲、乙类可燃气：甲、乙类(二类二类)可燃液体：甲、乙、丙类可燃液体：甲、乙、丙类(三类三类)可燃固体：甲、乙、丙、丁、戊类可燃固体：甲、乙、丙、丁、戊类(五类五类)5第二节第二节 燃烧中物质的传递燃烧中物质的传递一、整体物质流的携带作用一、整体物质流的携带作用产产
3、生生原原因因1.强迫对流强迫对流（机械通风）（机械通风）2.自然对流自然对流（浮力引起的热对流）（浮力引起的热对流）自由空间自由空间 垂直管道垂直管道(烟囱效应烟囱效应)62COO2O2自由空间自由空间7在垂直的围护物中，由于气体对流，在垂直的围护物中，由于气体对流，促使烟尘的热气流向上流动的效应促使烟尘的热气流向上流动的效应烟囱效应烟囱效应结论结论高度高度(H)越越高，烟囱高，烟囱效用越显效用越显著著温差越温差越大，烟大，烟囱效用囱效用越显著越显著烟囱效应的危害烟囱效应的危害对高层建筑火势发展的促进作用对高层建筑火势发展的促进作用8二、扩散引起的物质传递二、扩散引起的物质传递物质由高浓度向低
4、浓度转移的现象物质由高浓度向低浓度转移的现象扩散扩散浓度差的存在浓度差的存在产生的原因产生的原因单位时间内，单位面积上流体扩散单位时间内，单位面积上流体扩散造成的物质流与其浓度梯度成正比造成的物质流与其浓度梯度成正比费克扩散定律费克扩散定律（FickLaw）yDJAABAKg/（m2s）9三、燃烧时物质的传递三、燃烧时物质的传递整体物质流的携带作用整体物质流的携带作用扩散作用扩散作用10第第 三节三节 燃烧反应速度方程燃烧反应速度方程一、浓度对化学反应速度的影响一、浓度对化学反应速度的影响质量作用定律质量作用定律dDgGbBaA)(反应级数banCCkWbBaAS二、温度对化学反应速度的影响二
5、、温度对化学反应速度的影响阿累尼乌斯公式阿累尼乌斯公式RTEekRTEkk/001)exp(E,k,WS T,k ,WS 11三、燃烧反应的速度方程式三、燃烧反应的速度方程式)exp(0RTECCKWbBaAS)exp(20RTEffKWoxFSE，WS ，抑制法灭火的依据，抑制法灭火的依据结结论论氧和可燃物浓度氧和可燃物浓度，WS ，隔离法、窒息法灭火的依据，隔离法、窒息法灭火的依据T，WS ，冷却法灭火的依据冷却法灭火的依据(工程上很少用工程上很少用)fF:可燃物质量相对浓度可燃物质量相对浓度fox:氧化剂质量相对浓度氧化剂质量相对浓度 F:混合气总质量浓度混合气总质量浓度12第四节第四节
6、 燃烧热燃烧热单位单位质量质量或或体积体积可燃物完全燃烧所放出的热量。可燃物完全燃烧所放出的热量。1摩尔有机化合物在摩尔有机化合物在25C，1atm下完全燃烧时所放出的热量下完全燃烧时所放出的热量燃烧热燃烧热热值热值高热值高热值燃烧产物中的水以燃烧产物中的水以液液态形式存在态形式存在低热值低热值燃烧产物中的水以燃烧产物中的水以气气态形式存在态形式存在)/(0molkJC一、燃烧热的表示方法一、燃烧热的表示方法13二、热量的传递二、热量的传递1.导热传热导热传热傅立叶定律傅立叶定律热量从物体中温度较高的部分传递到温度较低的另一部分，或热量从物体中温度较高的部分传递到温度较低的另一部分，或从温度较
7、高的物体传递到从温度较高的物体传递到 与之接触的另一物体的过程与之接触的另一物体的过程dxdt-Q2.对流传热对流传热牛顿冷却公式牛顿冷却公式由于流体各部分中间发生相对位移时引起的热量传递过程由于流体各部分中间发生相对位移时引起的热量传递过程)Ft-(tQ12143.辐射传热辐射传热斯斯-玻定律玻定律由物体表面直接向外界发射可见和不可见射线，在空间传由物体表面直接向外界发射可见和不可见射线，在空间传递能量的过程递能量的过程研究火灾研究火灾中热量传中热量传递的意义递的意义（1）为确定防火规范提供理论依据）为确定防火规范提供理论依据（2）为制定灭火预案提供理论指导）为制定灭火预案提供理论指导142
8、41nF100T-100TCQ15发光的气相燃烧区域发光的气相燃烧区域一、气体火焰一、气体火焰第五节第五节 火焰火焰火焰火焰燃烧区域内存在可燃气燃烧区域内存在可燃气条件条件1.分类分类预混燃烧：可燃物与空气预先混合好以后，再进行的燃烧预混燃烧：可燃物与空气预先混合好以后，再进行的燃烧扩散燃烧：可燃物与空气一边进行混合，一边进行燃烧扩散燃烧：可燃物与空气一边进行混合，一边进行燃烧162.气体火焰的结构气体火焰的结构预混火预混火焰特点焰特点1.燃烧充分，不产生碳粒子；燃烧充分，不产生碳粒子；2.火焰结构由两部分组成；火焰结构由两部分组成；3.燃烧速度由化学动力学因素活化能决定；燃烧速度由化学动力学
9、因素活化能决定；4.火焰分隔已燃、未燃气体，总向未燃方向移动火焰分隔已燃、未燃气体，总向未燃方向移动预混火焰预混火焰17扩散火扩散火焰特点焰特点1.混合不均匀、充分，产生碳粒子；混合不均匀、充分，产生碳粒子；2.火焰呈黄色；火焰呈黄色；3.燃烧速度由可燃气、氧气扩散的快慢决定；燃烧速度由可燃气、氧气扩散的快慢决定；4.火焰分隔已燃、未燃气体，和可燃气与氧气，火焰分隔已燃、未燃气体，和可燃气与氧气，火焰运动方向由可燃气、氧气扩散的方向决定火焰运动方向由可燃气、氧气扩散的方向决定扩散火焰扩散火焰18过度火焰过度火焰193.气体理想预混火焰的几何性质气体理想预混火焰的几何性质理想气体火焰理想气体火焰
10、流速增大流速增大流速减小流速减小流速流速，火焰高度火焰高度 直到吹熄直到吹熄流速流速 ，火焰高度，火焰高度 直到流速垂直火焰面，直到流速垂直火焰面，继续继续流速流速，发生回火，发生回火20二、液体、固体火焰二、液体、固体火焰液体和固体主要呈扩散燃烧，火焰是扩散火焰液体和固体主要呈扩散燃烧，火焰是扩散火焰焰心较暗，氧浓度低，焰心较暗，氧浓度低，燃烧不完全，温度低燃烧不完全，温度低内焰较明亮，氧供给仍内焰较明亮，氧供给仍不足，温度较焰心高不足，温度较焰心高外焰较暗，氧供给充分，外焰较暗，氧供给充分，燃烧完全，温度最高燃烧完全，温度最高21第六节第六节 烟烟由燃烧或热解作用所产生的悬浮在大由燃烧或热
11、解作用所产生的悬浮在大气中可见的固体和（或）液体微粒气中可见的固体和（或）液体微粒 C以苯环结构连在一块组成一个平面以苯环结构连在一块组成一个平面热解、裂解、脱氢、聚合、环化热解、裂解、脱氢、聚合、环化 碳粒子碳粒子烟烟一、烟的结构一、烟的结构 510层层C平面平面 晶粒晶粒 球形球形 碳粒子碳粒子二、碳粒子的生成过程二、碳粒子的生成过程22三、影响碳粒子生成的因素三、影响碳粒子生成的因素1.氧浓度氧浓度，生碳，生碳 2.可燃物中碳氢比例可燃物中碳氢比例C/H ,生碳能力生碳能力 3.可燃物分子结构可燃物分子结构生碳能力：乙炔生碳能力：乙炔 乙烯乙烯 乙烷乙烷生碳能力：环状结构生碳能力：环状结
12、构 直链结构直链结构 芳香烃芳香烃(苯，萘苯，萘)脂肪族脂肪族23 1.降低火场能见度降低火场能见度（影响消防人员的扑救工作和不利于任命群众的逃生）（影响消防人员的扑救工作和不利于任命群众的逃生）3.烟雾有毒烟雾有毒2.有可能发生有可能发生“轰燃轰燃”（一旦氧气供应充分，如打开窗时，可能发生轰然）（一旦氧气供应充分，如打开窗时，可能发生轰然）四、烟的生成在火灾中的危害四、烟的生成在火灾中的危害24第二章第二章 火灾发生发展过程火灾发生发展过程第一节第一节 着火方式着火方式可燃体系因某种原因引起可燃体系因某种原因引起自动升温自动升温,反应反应自动加速自动加速,最后出现火焰的现象最后出现火焰的现象
13、。着火着火着火着火方式方式引燃引燃自燃自燃可燃可燃局部局部地区地区受火花受火花,炽热物体等高炽热物体等高温热源的强加热着火温热源的强加热着火。可燃可燃无外部无外部火花、火焰的火源作用火花、火焰的火源作用下下,因受热或自身发热因受热或自身发热,并并蓄热蓄热所产所产生的自然燃烧生的自然燃烧。25自自燃燃热自燃热自燃可燃物与氧化剂的混合物被均可燃物与氧化剂的混合物被均匀加热匀加热,T ,达某一温度着火达某一温度着火.化学化学自燃自燃常温常压下，化学反应产热常温常压下，化学反应产热,T 蓄热蓄热自燃自燃涂油物，煤等堆积长时间，化学涂油物，煤等堆积长时间，化学反应速度很慢，热量积蓄，反应速度很慢，热量积
14、蓄，T 第二节第二节 引燃条件引燃条件一、引燃与热自燃的区别一、引燃与热自燃的区别整体和局部加热整体和局部加热）二、引燃条件二、引燃条件1.可燃物可燃物可燃物蒸气浓度可燃物蒸气浓度着火浓度着火浓度要求要求表面积表面积，越容易燃烧，越容易燃烧影响影响条件条件27(1)火源具备足够的能量火源具备足够的能量E Emin)(2)温度温度 可燃物的自燃点可燃物的自燃点 2.助燃物助燃物 3.点火源点火源氧浓度氧浓度，越容易燃烧，越容易燃烧O212要求要求影响影响条件条件要求要求28点点火火源源的的种种类类化学点火源化学点火源 电气点火源电气点火源 高温点火源高温点火源 冲击点火源冲击点火源 火明火明自然
15、发热自然发热 电气火花电气火花 静电、雷电火花静电、雷电火花 高温表面高温表面 冲击与摩擦冲击与摩擦 绝热压缩绝热压缩 热辐射热辐射29火源类型火源类型产生原因产生原因典型火灾案例典型火灾案例明火源明火源电焊、气焊溶珠电焊、气焊溶珠洛阳东都商厦火灾洛阳东都商厦火灾电火花电火花设备启动、关闭和短路设备启动、关闭和短路某化学实验室爆炸事故某化学实验室爆炸事故94年杭州天工艺苑年杭州天工艺苑1.30特大火灾特大火灾冲击、摩擦火冲击、摩擦火花花固体壁面摩擦固体壁面摩擦纺织车间粉尘爆炸纺织车间粉尘爆炸静电火花静电火花静电累积不能及时导走静电累积不能及时导走汽车加油站油品装卸火灾汽车加油站油品装卸火灾火星
16、、烟头火星、烟头机动车尾气管机动车尾气管未燃尽香烟未燃尽香烟93南京金陵石化炼油厂汽南京金陵石化炼油厂汽10.21火灾火灾94辽宁阜新艺苑辽宁阜新艺苑11.27特大火灾特大火灾热辐射热辐射高温表面高温表面94新疆克拉玛依友谊馆新疆克拉玛依友谊馆12.8特大火特大火灾灾30三、最小引燃能三、最小引燃能能引燃一定浓度可燃物的最小能量能引燃一定浓度可燃物的最小能量。)(min02TTWsREbeRe:电极间距离；电极间距离；:热传导系数；热传导系数；WS:反应速度；反应速度；Tb:燃烧面的温度；燃烧面的温度；T0:未燃烧物未燃烧物 的温度。的温度。由此：由此：WS,Re ,Tb ,Emin ,燃烧面
17、上所需的最小引燃能：燃烧面上所需的最小引燃能：31影响最小引燃能的因素影响最小引燃能的因素1、可燃物状态、可燃物状态一般：可燃气一般：可燃气 可燃液可燃液 烯烯 炔炔(2)长碳链，支链多长碳链，支链多Emin (3)分子中有共轭结构分子中有共轭结构Emin (4)负取代基负取代基SHOHClNHCN(5)一级胺比二、三级胺大一级胺比二、三级胺大(6)醚、硫醚比具有同样碳原子直链烷烃高醚、硫醚比具有同样碳原子直链烷烃高3.可燃气浓度可燃气浓度空气供给系数空气供给系数 1时，时，Emin 最小。最小。4.初温和初压初温和初压P ,T ,Emin 第三节第三节 液体引燃液体引燃一、液体引燃与气体引燃
18、的异同液体引燃与气体引燃的异同距离引火源处液体温度距离引火源处液体温度升高，表面张力减小，升高，表面张力减小，受热区液体液面形成对受热区液体液面形成对流，液面温度不断升高。流，液面温度不断升高。室温液面蒸气浓度已达着火浓度，与气体引燃相似，室温液面蒸气浓度已达着火浓度，与气体引燃相似，以后边蒸发，边与空气混合燃烧以后边蒸发，边与空气混合燃烧室温液面蒸气浓度未达着火浓度，需加热至蒸气达着室温液面蒸气浓度未达着火浓度，需加热至蒸气达着火浓度火浓度二、二、局部加热时液面的温度局部加热时液面的温度331.脉冲火焰脉冲火焰 2.预混火焰预混火焰 3.过渡火焰过渡火焰 4.充分发展火焰充分发展火焰三、液面
19、火焰传播三、液面火焰传播342.液体温度液体温度四、影响液面火焰传播的因素四、影响液面火焰传播的因素 1.液体性质液体性质 3.液层厚度液层厚度 HV(液体的蒸发热液体的蒸发热)，难引燃，难引燃(液面蒸气浓度低液面蒸气浓度低)T ，易引燃，易引燃(蒸气浓度增加蒸气浓度增加)1时，最快时，最快3545cm/sl，难引燃，火焰传播，难引燃，火焰传播(向深层散热多，液体表面升温慢向深层散热多，液体表面升温慢)l 至一定程度，容器底散热至一定程度，容器底散热，引燃慢，火焰传播，引燃慢，火焰传播，l 着火浓度着火浓度引着引着挥发份产生速度挥发份产生速度 燃烧速度燃烧速度连续燃烧连续燃烧 5.点火源的位置
20、处于可燃挥发分区域内，易引燃点火源的位置处于可燃挥发分区域内，易引燃二、影响固体引燃的因素二、影响固体引燃的因素1.热源的加热速率热源的加热速率，易引燃，易引燃2.可燃挥发份的释放速率可燃挥发份的释放速率，易引燃，易引燃3.燃烧热燃烧热，易引燃；，易引燃；汽化热汽化热，难引燃，难引燃4.材料的热惯性材料的热惯性(导热系数导热系数密度密度热容热容C)，难引燃，难引燃36 四、固体火焰传播的影响因素四、固体火焰传播的影响因素4.风，风，风速风速，传播近似按指数增加，增至一临界，传播近似按指数增加，增至一临界值，吹熄值，吹熄 1.火焰传播方向火焰传播方向 2.固体厚度，固体厚度，对薄板材，厚度对薄板
21、材，厚度，传播速度，传播速度，增加至一，增加至一定程度趋于稳定定程度趋于稳定3.材料的热惯性材料的热惯性反比于火焰传播速度反比于火焰传播速度37第五节第五节 火灾发展过程火灾发展过程一、室内火灾发展阶段一、室内火灾发展阶段 分三个阶段分三个阶段轰燃所占时间轰燃所占时间较短，看作一较短，看作一个事件，不作个事件，不作为一个阶段为一个阶段381.初期阶段初期阶段从出现明火算起。开始火焰较小，与开敞环境从出现明火算起。开始火焰较小，与开敞环境相似，易扑救。若通风条件好，火焰相似，易扑救。若通风条件好，火焰，轰然。，轰然。特征特征保证人员安全疏散的条件：保证人员安全疏散的条件：t p+t a+t rs
22、 1000，严重损坏室内设备，严重损坏室内设备及建筑物及建筑物(最危险阶段最危险阶段)从室内平均温度降到其峰值的从室内平均温度降到其峰值的80算起。室内可燃物挥发分大量消耗，算起。室内可燃物挥发分大量消耗，火焰燃烧逐渐无法维持，火焰燃烧逐渐无法维持，3.充分发展阶段充分发展阶段特征特征特征特征控制对策控制对策设置防火墙设置防火墙防火门防火门防火分区防火分区有效地限制燃烧面积有效地限制燃烧面积41二、室内受限燃烧的特点二、室内受限燃烧的特点 min)/(5.52/1kgAHm燃烧速率燃烧速率m与通风因子与通风因子AH1/2成线性关系：成线性关系：A：通风口的面积：通风口的面积(m2；H:通风口自
23、身的高度通风口自身的高度(m)一定范围适应，常数值由一定范围适应，常数值由可燃物类型决定，可燃物类型决定，AH1/2不不断断，与，与m无关无关1.通风因子通风因子422.室内燃烧的控制形式室内燃烧的控制形式 通风控通风控制燃烧制燃烧燃烧速度由燃烧速度由空气流入速空气流入速度决定度决定燃料控燃料控制燃烧制燃烧燃烧速度由燃烧速度由可燃物性质可燃物性质决定决定火源大小与受限火源大小与受限空间相比很小，空间相比很小，空气供应充分空气供应充分容积一定的空容积一定的空间内，火源体间内，火源体积不断增大积不断增大433.通风对室内燃烧的影响通风对室内燃烧的影响(1)通风口大小通风口大小通风口小，空气流入困难
24、通风口小，空气流入困难，燃烧，燃烧速率低，随通风口增大，燃烧速速率低，随通风口增大，燃烧速率增大，率增大，燃烧速度燃烧速度达最大值后，通风口增达最大值后，通风口增大起反作用大起反作用，烟气层减薄；辐射，烟气层减薄；辐射热通过通风口向外散失热通过通风口向外散失44(2)通风口高度通风口高度通风口偏低，进入稳定燃烧状态需通风口偏低，进入稳定燃烧状态需AH1/2很小很小通风口高通风口高度再增加，度再增加，烟气减弱烟气减弱室内温度室内温度下降下降，燃，燃烧速率降烧速率降至最小值，至最小值，通风口升高，进入稳定燃烧状态需通风口升高，进入稳定燃烧状态需AH1/2大，大，燃烧速度极大值高，燃烧速度极大值高，
25、随通风口升高，燃烧速率出现规律：上升下降回升随通风口升高，燃烧速率出现规律：上升下降回升特点特点通风口低通风口低时，室内时，室内形成形成烟气烟气层厚，层厚，将将部分火焰部分火焰浸没浸没，影，影响燃烧响燃烧通风口逐通风口逐渐升高，渐升高，烟气层减烟气层减薄薄，燃烧，燃烧速率不断速率不断增大至最增大至最大值大值烟气从通风口烟气从通风口流出速度增大，流出速度增大，燃烧速率回升燃烧速率回升。通风口越接近通风口越接近顶棚，对烟气顶棚，对烟气水平流速的影水平流速的影响越明显响越明显45(3)综合影响综合影响通风口大小与高度适当，烟气层即可保持足够厚度又不通风口大小与高度适当，烟气层即可保持足够厚度又不影响
26、火焰，且有足够空气供应，燃烧速度将达到最大值影响火焰，且有足够空气供应，燃烧速度将达到最大值(4)单、双通风口的影响单、双通风口的影响燃烧速度：双通风口燃烧速度：双通风口CO2H2ON2HeAr惰性气体含量超过一定惰性气体含量超过一定值后，混气不再爆炸值后，混气不再爆炸1.评定火灾危险性评定火灾危险性2.评定气体生产、贮存火灾危险性类别评定气体生产、贮存火灾危险性类别3.确定建筑防火要求确定建筑防火要求惰气保护；惰气保护；密闭设备；加强通风密闭设备；加强通风三、三、爆炸极限的实用意义爆炸极限的实用意义4.确定安全生产措施确定安全生产措施防爆设计；耐火等级；防火分区防爆设计；耐火等级；防火分区,
27、选择电器防爆类型选择电器防爆类型x下下，(x上上-x下下)，火灾危险性，火灾危险性 51四、爆炸危险度四、爆炸危险度爆炸下限低危险，爆炸极限范围宽也很危险，两个爆炸下限低危险，爆炸极限范围宽也很危险，两个参数组合评定参数组合评定下下上xxxHa 乙炔、乙烯、氧化乙烯、氮氧化物乙炔、乙烯、氧化乙烯、氮氧化物2.发生分解的条件发生分解的条件(1)分解过程为放热反应分解过程为放热反应(2)存在引火源存在引火源(或高热源或高热源)(3)系统压力系统压力 分解爆炸分解爆炸临界压力临界压力五、气体分解爆炸五、气体分解爆炸1.常见易发生分解的气体常见易发生分解的气体分解爆炸不需要空气，爆炸上限为分解爆炸不需
28、要空气，爆炸上限为100P，分解爆炸越易，所需火花能量越小分解爆炸越易，所需火花能量越小第二节第二节 气体爆轰气体爆轰爆轰爆轰以冲击波为特征，以超音速传播的爆炸以冲击波为特征，以超音速传播的爆炸一、爆轰的发生过程一、爆轰的发生过程1.闭端点火，燃烧使周围气体压力升高，闭端点火，燃烧使周围气体压力升高，形成燃气活塞形成燃气活塞”3.激波的高温高压作用使激波的高温高压作用使未燃气体着火未燃气体着火2.燃气活塞压缩未燃气体，燃气活塞压缩未燃气体，产生产生一系列一系列压缩波压缩波，后面，后面压缩波比前面快，压缩波比前面快，重叠在一起形成重叠在一起形成“激波激波”4.正常火焰传播与激波引起燃烧合二为一，
29、形成正常火焰传播与激波引起燃烧合二为一，形成“爆轰爆轰”5.爆轰波一方面因与管壁摩擦而衰减，爆轰波一方面因与管壁摩擦而衰减，.一方面不断接受一方面不断接受已燃气体传递来的能量而加强，最后已燃气体传递来的能量而加强，最后形成稳定的爆轰波形成稳定的爆轰波55二、爆轰形成条件二、爆轰形成条件1.初始正常火焰能形成压缩扰动初始正常火焰能形成压缩扰动2.管子要足够长管子要足够长3.混合气要有一定浓度混合气要有一定浓度4.管子直径大于爆轰临界直径管子直径大于爆轰临界直径爆轰极限爆轰极限 爆炸极限爆炸极限爆炸：爆炸：d3.710.3mm爆轰：爆轰：d1215mm三、三、爆轰的特点爆轰的特点1.速度快速度快超
30、音速，约超音速，约2000m/s1.波速很快，泄压装置失效波速很快，泄压装置失效3.压力高，约压力高，约1520个大气压，反射个大气压，反射(拐弯拐弯)成倍提高成倍提高2.压力很大，破坏严重压力很大，破坏严重四、四、爆轰的破坏作用爆轰的破坏作用2.波速与混气比例有关波速与混气比例有关57第三节第三节 湍流燃烧湍流燃烧一、层流与湍流一、层流与湍流层流层流流体质点流动时，各层之间互不相混，流体质点流动时，各层之间互不相混，互不干扰，各自沿直线向前流动互不干扰，各自沿直线向前流动湍流湍流流体质点流动时处于完全无规则流体质点流动时处于完全无规则的乱流状态，甚至出现旋涡的乱流状态，甚至出现旋涡湍流燃烧湍
31、流燃烧空气或可燃气的流动呈湍流空气或可燃气的流动呈湍流状态的燃烧状态的燃烧58二、湍流燃烧特点二、湍流燃烧特点1.比层流火焰短，比较厚；火焰面弯曲变形；比层流火焰短，比较厚；火焰面弯曲变形；2.发光区模糊，燃烧出现噪声发光区模糊，燃烧出现噪声3.燃烧速度快，燃烧强化燃烧速度快，燃烧强化59第一节第一节 液体的闪燃液体的闪燃 液体蒸发速度液体蒸发速度异构体异构体支链存在空间障碍，支链存在空间障碍，分子间作用力变小分子间作用力变小61三、混合液体闪点三、混合液体闪点1.互溶混合液体闪点互溶混合液体闪点趋向低闪点液体的闪点；趋向低闪点液体的闪点；趋向组分大的液体的闪点趋向组分大的液体的闪点2.可燃与
32、不燃液体混合物的闪点可燃与不燃液体混合物的闪点不燃液体含量不燃液体含量 ，闪点闪点，超过超过某一值，不闪燃某一值，不闪燃四、闪点在消防中的意义四、闪点在消防中的意义1.区别可燃液体火灾危险性大小区别可燃液体火灾危险性大小2.是液体生产、储运火灾危险性分类的依据是液体生产、储运火灾危险性分类的依据3.是选择灭火剂供给强度的依据是选择灭火剂供给强度的依据62第二节第二节 液体着火与自燃液体着火与自燃液体在无外部火花作用下，因受热而发生的燃烧液体在无外部火花作用下，因受热而发生的燃烧着火着火T，蒸发速度，蒸发速度 ，蒸发速度，蒸发速度 燃烧速度燃烧速度燃点燃点发生着火的最低温度发生着火的最低温度闪点
33、闪点 燃点，闪点燃点，闪点 0，差值，差值15 闪点闪点 10 0，差值，差值30自燃自燃自燃点自燃点发生液体自燃的最低温度发生液体自燃的最低温度63一、自燃点的影响因素一、自燃点的影响因素1.压力压力，体积，体积，浓度，浓度，反应速度，反应速度，自燃点自燃点 2.蒸气浓度，蒸气浓度，(空气供给系数空气供给系数)1，自燃点最低，自燃点最低3.含氧量含氧量 ，自然点，自然点 4.催化剂，催化剂，正催化剂自然点正催化剂自然点；负催化剂自然点负催化剂自然点 5.容器特性，容器特性，散热散热 (容器小、材质导热能力强容器小、材质导热能力强)，自然点自然点 64闪点和自燃点变化规律完全相反，闪点的大小闪
34、点和自燃点变化规律完全相反，闪点的大小决定于决定于分子间作用力分子间作用力,自燃点的大小决定于自燃点的大小决定于化化学键的强弱学键的强弱注注二、同类液体自燃点的变化规律二、同类液体自燃点的变化规律1.分子量分子量，自然点自然点，(化学键能随分子量化学键能随分子量)而变小而变小2.正构体的自燃点正构体的自燃点 异构体异构体，(电子效应，空间效应电子效应，空间效应)3.饱和烃的自燃点饱和烃的自燃点 非饱和烃非饱和烃(键活泼，易参加反应键活泼，易参加反应)4.含氧衍生物的自燃点含氧衍生物的自燃点 相应烷烃相应烷烃5.环烷烃的自燃点环烷烃的自燃点 相应烷烃相应烷烃65第三节第三节 可燃液体的稳定燃烧可
35、燃液体的稳定燃烧液体燃烧过程示意图液体燃烧过程示意图)/(2hmkgtsgG1.质量燃烧的速度质量燃烧的速度一、液体的燃烧速度一、液体的燃烧速度2.燃烧的线速度燃烧的线速度)/(hmmtHV 66二、影响燃烧速度的因素二、影响燃烧速度的因素1.火焰传给该液面的热量火焰传给该液面的热量，燃烧速度，燃烧速度 2.液体的初温液体的初温，燃烧速度燃烧速度 3.容器直径容器直径不同，燃烧速度不同不同，燃烧速度不同4.液面高度液面高度，燃烧速度，燃烧速度(液面和燃烧区的距离增大液面和燃烧区的距离增大)5.液体含水量液体含水量，燃烧速度，燃烧速度 6.风的影响，风的影响，风速风速，燃烧速度，燃烧速度 ，大到
36、一定程度吹熄，大到一定程度吹熄67直径小直径小（1.0m），液），液体接受热量主要以火焰体接受热量主要以火焰的的辐射传热为主。辐射传热为主。燃烧燃烧速度趋于定值速度趋于定值D 10cm,D,燃烧速度燃烧速度 D=10100cm,D,燃烧速度燃烧速度 D 100cm,D,燃烧速度不变燃烧速度不变68第四节第四节 油罐火灾油罐火灾一、油罐火灾的发生、发展一、油罐火灾的发生、发展1.发生发生油蒸气空气油蒸气空气 燃烧爆炸燃烧爆炸火花火花2.油层内温度分布油层内温度分布中中间间层层液面与火焰底部液面与火焰底部之间由油蒸气、之间由油蒸气、空气燃烧产物、空气燃烧产物、烟组成的空间烟组成的空间693.油罐火
37、灾各个时期的特点油罐火灾各个时期的特点火灾初期火灾初期油面加热层很薄；油面加热层很薄；中间层很薄，热屏蔽作用很小；中间层很薄，热屏蔽作用很小；火灾发展猛烈。火灾发展猛烈。火灾中期火灾中期油面加热层以恒定速度向深部蔓延扩展油面加热层以恒定速度向深部蔓延扩展中间层变厚，热屏蔽作用增加；中间层变厚，热屏蔽作用增加；燃烧速度稳定。燃烧速度稳定。火灾晚期火灾晚期中间层很厚，热屏蔽作用很明显；中间层很厚，热屏蔽作用很明显；燃烧速度下降；燃烧速度下降；火焰高度下降。火焰高度下降。70二、沸溢和喷溅二、沸溢和喷溅1.原油的性质原油的性质初沸点初沸点原油中比重最轻的烃类沸腾时的温度原油中比重最轻的烃类沸腾时的温
38、度终沸点终沸点原油中比重最重的烃类沸腾时的温度原油中比重最重的烃类沸腾时的温度沸程沸程最低和最高沸点的温度范围最低和最高沸点的温度范围轻组分轻组分比重最轻、沸点最低的烃类组分比重最轻、沸点最低的烃类组分重组分重组分比重最大、沸点最高的一部分烃类比重最大、沸点最高的一部分烃类712.单组分液体燃烧时热量的传递规律单组分液体燃烧时热量的传递规律特点特点热量传播到液层以下很浅位置热量传播到液层以下很浅位置短时间内形成稳定的燃烧。短时间内形成稳定的燃烧。原因原因液层表面向深层传热是导热传热液层表面向深层传热是导热传热分子运动方向与热传递方向相反分子运动方向与热传递方向相反油罐壁是重要传热途径油罐壁是重
39、要传热途径723.原油燃烧时热量的传递规律原油燃烧时热量的传递规律使油品中水大使油品中水大量蒸发，发生量蒸发，发生沸溢和喷溅沸溢和喷溅热波热波形成形成重质组分携带热量向液体深重质组分携带热量向液体深层沉降时形成的热的锋面层沉降时形成的热的锋面热波热波特性特性在下降过程中温度逐渐升高（在下降过程中温度逐渐升高（150315）热波下降速度热波下降速度 液体的燃烧速度液体的燃烧速度热波热波破坏破坏作用作用73在热波向深层运动时，使油品中乳化水气化，大量蒸气在上在热波向深层运动时，使油品中乳化水气化，大量蒸气在上移过程中形成油包气的气泡，最后出现向外溢出的现象。移过程中形成油包气的气泡，最后出现向外溢
40、出的现象。沸溢沸溢74喷溅喷溅热波下降到水垫层，使其中的水大量蒸发，蒸气压迅速热波下降到水垫层，使其中的水大量蒸发，蒸气压迅速升高，把上部的油品抛出罐外的现象。升高，把上部的油品抛出罐外的现象。75点燃点燃27min27min32min32min32min2s32min2s日本安全材料研究集团试验日本安全材料研究集团试验764、原油燃烧时沸溢和喷溅、原油燃烧时沸溢和喷溅原因原因条件条件征兆征兆沸沸溢溢热波使油品内热波使油品内乳化水蒸发乳化水蒸发1.形成热波形成热波2.油品中含有乳化油品中含有乳化水水3.油品有足够的粘油品有足够的粘度度1.火焰变白火焰变白2.亮度增大亮度增大3.有轻微的嘶嘶声有
41、轻微的嘶嘶声喷喷溅溅热波接触水垫热波接触水垫层，使水垫层层，使水垫层的水大量汽化的水大量汽化1.形成热波形成热波2.形成水垫层形成水垫层2.热波和水垫层接热波和水垫层接触触1.火焰增高、变白、变火焰增高、变白、变亮亮2.油面蠕动、涌胀油面蠕动、涌胀3.剧烈的嘶嘶声，金属剧烈的嘶嘶声，金属壁颤动壁颤动77喷溅时间：喷溅时间：KHVVhHt0H:油罐液面高度油罐液面高度(m)；h:水垫层厚度水垫层厚度(m)；V0：燃烧线速度：燃烧线速度(m/h)；Vt:热波传递速度为热波传递速度为(m/h)；K:提前系数，储油温度低于燃点取提前系数，储油温度低于燃点取0，高于燃点取，高于燃点取0.178第五节第五
42、节 爆炸温度极限爆炸温度极限一、定义一、定义对应于爆炸上限的液体温度对应于爆炸上限的液体温度对应于爆炸下限的液体温度。对应于爆炸下限的液体温度。爆炸温度下限爆炸温度下限爆炸温度上限爆炸温度上限二、应用二、应用利用爆炸温度极限判断可燃液体的蒸气爆炸危利用爆炸温度极限判断可燃液体的蒸气爆炸危险性更为方便险性更为方便79第五章第五章 固体燃烧固体燃烧第一节第一节 固体燃烧分类固体燃烧分类一、熔融蒸发式燃烧一、熔融蒸发式燃烧(蜡蜡)固固 液液 蒸气蒸气 产物产物熔熔加热加热加热加热气化气化氧氧二、升华式燃烧二、升华式燃烧(萘、樟脑萘、樟脑)固固 蒸气蒸气 产物产物升华升华加热加热氧氧80三、热分解式燃
43、烧三、热分解式燃烧(木材、煤、塑料木材、煤、塑料)固固 挥发份挥发份 产物产物热分解热分解加热加热氧氧四、固体表面燃烧四、固体表面燃烧(木炭、焦炭木炭、焦炭)固固 氧氧 产物产物最后燃烧的最后燃烧的物态为气体物态为气体一、二、三类一、二、三类同相同相燃烧燃烧有焰有焰燃烧燃烧燃烧区存燃烧区存在两相在两相四类四类异相异相燃烧燃烧无焰无焰燃烧燃烧81阴燃与燃阴燃与燃烧的区别烧的区别与有焰燃烧的区别是没有火焰与有焰燃烧的区别是没有火焰与无焰燃烧的区别是分解产生可燃气与无焰燃烧的区别是分解产生可燃气第二节第二节 固体阴燃固体阴燃阴燃阴燃固体物质无可见光的缓慢燃烧，通常产生烟固体物质无可见光的缓慢燃烧，通
44、常产生烟和温度升高现象和温度升高现象阴燃阴燃特点特点着火点难发现着火点难发现易复燃易复燃(难以一次扑灭火灾难以一次扑灭火灾)易发生烟雾爆炸易发生烟雾爆炸(阴燃发生了烟雾积累阴燃发生了烟雾积累)82一、阴燃发生、发展过程一、阴燃发生、发展过程.灼热燃烧区灼热燃烧区挥发份释放完挥发份释放完进行气固两相燃烧进行气固两相燃烧温度高达温度高达600750C.热解区热解区温度温度250300C热分解释放挥发份热分解释放挥发份.未燃区未燃区物质保持原始状态物质保持原始状态.已燃区已燃区(残渣区残渣区)灼热完毕，温度下降灼热完毕，温度下降83三、阴燃发生条件三、阴燃发生条件二、引起阴燃的途径二、引起阴燃的途径
45、1.自燃引起阴燃自燃引起阴燃 （堆垛）（堆垛）2.阴燃引起的阴燃阴燃引起的阴燃（香烟阴燃地毯）（香烟阴燃地毯）3.有焰燃烧火焰熄灭后的阴燃有焰燃烧火焰熄灭后的阴燃（“死灰复燃死灰复燃”）1.内部结构内部结构 ：热解后留下一定量刚性结构的多孔炭热解后留下一定量刚性结构的多孔炭2.外部条件外部条件：要有一个适宜供热强度的热源：要有一个适宜供热强度的热源四、阴燃向有焰燃烧转变四、阴燃向有焰燃烧转变1.当阴燃由内发展到外时，与氧气接触面积增大当阴燃由内发展到外时，与氧气接触面积增大2.外界能量升高，外界能量升高，区可燃挥发份释放速率增大区可燃挥发份释放速率增大3.条件改变，环境中氧气浓度增大条件改变，
46、环境中氧气浓度增大84五、影响阴燃速度的因素五、影响阴燃速度的因素1.粉尘直径粉尘直径，阴燃传播，阴燃传播 2.湿度湿度 ，阴燃传播，阴燃传播 3.粉尘厚度粉尘厚度 ，阴燃传播，阴燃传播 4.外面空气流外面空气流 ，阴燃传播，阴燃传播 5.外加剂的影响外加剂的影响催化剂：锂、钠、氯化物和盐类催化剂：锂、钠、氯化物和盐类抑制剂：硫、磷、硼以及化合物抑制剂：硫、磷、硼以及化合物85第三节第三节 金属燃烧金属燃烧 熔点、沸点比较低，属于熔点、沸点比较低，属于熔融蒸发式燃烧熔融蒸发式燃烧一、金属燃烧类型一、金属燃烧类型1.挥发性金属挥发性金属(锂、钠、钾、钙、镁锂、钠、钾、钙、镁)熔点、沸点比较高，属
47、于熔点、沸点比较高，属于表面燃烧表面燃烧(气固两气固两相燃烧相燃烧)2.不不 挥发性金属挥发性金属(铝、钛铝、钛)86二、金属燃烧特征二、金属燃烧特征2.燃烧热大，燃烧温度高燃烧热大，燃烧温度高3.高温燃烧条件下金属的性质很活泼高温燃烧条件下金属的性质很活泼1.表面积表面积，燃烧容易，燃烧容易5.金属燃烧时有特殊颜色金属燃烧时有特殊颜色4.高温作用下，金属的强度损失很快高温作用下，金属的强度损失很快与二氧化碳、卤化物、氮气、水反应与二氧化碳、卤化物、氮气、水反应87第四节火灾中热烟气的毒性第四节火灾中热烟气的毒性 在火场上由于可燃物燃烧，使氧含量在火场上由于可燃物燃烧，使氧含量 一、一般毒害作
48、用一、一般毒害作用1.缺氧缺氧一般室内火灾着火中心一般室内火灾着火中心5分钟内可升到分钟内可升到500以上以上2.高温气体热损伤高温气体热损伤热烟尘：焦油状液滴；碳粒子；灰尘热烟尘：焦油状液滴；碳粒子；灰尘3.烟尘毒害作用烟尘毒害作用88CO(煤气中毒煤气中毒)二、碳氢化合物燃烧产物毒害作用二、碳氢化合物燃烧产物毒害作用CO21.含氮高聚物含氮高聚物(尼龙，聚氨酯、甲醛树脂尼龙，聚氨酯、甲醛树脂)三、三、高聚物燃烧产物的毒害作用高聚物燃烧产物的毒害作用HCN(氢化氢氢化氢)致死的一个重要原因致死的一个重要原因NOXNH389写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits90谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
