燃燒類型與特點分析

1、.wd.wd.wd.燃燒類型與特點分析燃燒可從著火方式、持續(xù)燃燒形式、燃燒物形態(tài)、燃燒現(xiàn)象等不同角度做不同的分類。掌握燃燒類型的有關(guān)常識，對于了解物質(zhì)燃燒機(jī)理、火災(zāi)不安全性的評定，有著重要的意義。一、燃燒發(fā)生瞬間的特點分類 按照燃燒形成的條件和發(fā)生瞬間的特點，燃燒可分為著火和爆x。 (一)著火可燃物在與空氣共存的條件下，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一溫度時，與引火源接觸即能引起燃燒，并在引火源離開后仍能持續(xù)燃燒，這種持續(xù)燃燒的現(xiàn)象叫著火。著火就是燃燒的開場，并且以出現(xiàn)火焰為特征。著火是日常生活中常見的燃燒現(xiàn)象?？扇嘉锏闹鸱绞揭话惴譃橐韵聨最?1.點燃(或稱強迫著火)點燃是指從外部能源，諸如電熱線圈、電火花、熾熱

2、質(zhì)點、點火火焰等得到能量，使混氣的局部范圍受到強烈的加熱而著火。這時就會在靠近引火源處引發(fā)火焰，然后依靠燃燒波傳播到整個可燃混合物中，這種著火方式也習(xí)慣上稱為引燃。2. 自燃 可燃物質(zhì)在沒有外部火花、火焰等引火源的作用下，因受熱成自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒，稱為自燃。即物質(zhì)在無外界引火掠條件下，由于其本身內(nèi)部所發(fā)生的生物、物理或化學(xué)變化而產(chǎn)生熱量并積蓄，使溫度不斷上升，自然燃燒起來的現(xiàn)象。自燃點是指可燃物發(fā)生自燃的最低溫度。( 1 )化學(xué)自燃。例如火柴受摩擦而著火等；x藥受撞擊而爆x；金屬鈉在空氣中自燃；煤因堆積過高而自燃等。這類著火現(xiàn)象通常不需要外界加熱，而是在常溫下依據(jù)自身的化學(xué)反響發(fā)

3、生的，因此習(xí)慣上稱為化學(xué)自燃。(2) 熱自燃。如果將可燃物和氧化劑的混合物預(yù)先均勻地加熱，隨著溫度的升高，當(dāng)混合物加熱到某一溫度時便會自動著火(這時著火發(fā)生在混合物的整個容積中)，這種著火方式習(xí)慣上稱為熱自燃。(二)爆x爆x是指物質(zhì)由一種狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)，并在瞬間以機(jī)械功的形式釋放出巨大的能量，或是氣體、蒸氣在瞬間發(fā)生劇烈膨脹等現(xiàn)象。爆x最重要的一個特征是爆x點周圍發(fā)生劇烈的壓力突變，這種壓力突變就是爆x產(chǎn)生破壞作用的原因。作為燃燒類型之一的爆x主要是指化學(xué)爆x，關(guān)于爆x的具體分類及其特點見本篇第三章第一節(jié)。二、按燃燒物形態(tài)分類 燃燒物按燃燒物形態(tài)分為氣體燃燒、液體燃燒和固體燃燒?？?/p>

4、燃物質(zhì)受熱后，因其聚集狀態(tài)的不同而發(fā)生不同的變化。絕大多數(shù)可燃物質(zhì)的燃燒都是在蒸氣或氣體的狀態(tài)下進(jìn)展的，并出現(xiàn)火焰。而有的物質(zhì)那么不能變?yōu)闅鈶B(tài)，其燃燒發(fā)生在固相中，如焦炭燃燒時呈灼熱狀態(tài)。由于可燃性的性質(zhì)、狀態(tài)不同，燃燒的特點也不一樣。一氣體燃燒 可燃?xì)怏w的燃燒不需像固體、液體那樣經(jīng)熔化、蒸發(fā)過程，其所需熱量僅用于氧化或分解，或者將氣體加熱到燃點，因此容易燃燒且燃燒速度快。根據(jù)燃燒前可燃性氣體或氧混合狀況不同，其燃燒方式分為擴(kuò)散燃燒和預(yù)混燃燒。 1、擴(kuò)散燃燒擴(kuò)散燃燒即可燃性氣體和蒸氣分子與氣體氧化劑互相擴(kuò)散，邊混合邊燃燒。在擴(kuò)散燃燒中，可燃?xì)怏w與空氣或氧氣的混合是靠氣體的擴(kuò)散作用來實現(xiàn)的，混合

5、過程要比燃燒反響過程慢得多，燃燒過程處于擴(kuò)散區(qū)域內(nèi)，整個燃燒速度的快慢與物理混合速度決定。 擴(kuò)散燃燒的特點為：燃燒對比穩(wěn)定，火焰溫度相對較低，擴(kuò)散火焰不運動，可燃?xì)怏w與氣體氧化劑的混合在可燃?xì)怏w噴口進(jìn)展，燃燒過程不發(fā)生回火現(xiàn)象后延縮入火孔內(nèi)部的現(xiàn)象。對穩(wěn)定的擴(kuò)散燃燒，只要控制得好，就不會造成火災(zāi)，一旦發(fā)生火災(zāi)也較易撲救。2、預(yù)混燃燒預(yù)混燃燒是指可燃?xì)怏w、蒸氣預(yù)先同空氣或氧混合，遇引火源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒。預(yù)混燃燒一般發(fā)生在封閉體系中或在混合氣體向周圍擴(kuò)散的速度遠(yuǎn)小于燃燒速度的敞開體系中，燃燒放熱造成產(chǎn)物體積迅速膨脹，壓力升高，壓強可達(dá)709.1810.4kpa。火焰在預(yù)混其中傳播，存在正常火

6、焰?zhèn)鞑ケZ兩種方式。按照混合程度不同，預(yù)混燃燒還可分為局部預(yù)混式燃燒和完全預(yù)混式燃燒。 預(yù)混燃燒的特點為：燃燒反響快，溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，反響混合氣體不擴(kuò)散，在可燃混合氣體中引入一火源即產(chǎn)生一個火焰中心，成為熱量與化學(xué)活性粒子集中源。預(yù)混氣體從管道噴出發(fā)生動力燃燒，假設(shè)流速大于燃燒速度，那么在管道流速小于燃燒速度，那么會發(fā)生“回火如制氣系統(tǒng)檢修前不進(jìn)展置換就燒焊，燃?xì)庀到y(tǒng)與開車前不進(jìn)展吹掃就點火，用氣系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)壓“回火或漏氣未被發(fā)現(xiàn)而用火時，往往形成動力燃燒，有可能造成設(shè)備和人員傷亡。二液體燃燒易燃、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、氧化到

7、達(dá)燃點而燃燒，即蒸發(fā)燃燒。因此，液體能否發(fā)生燃燒、燃燒速率低，與液體的蒸氣壓、閃點、沸點和蒸發(fā)速率等性質(zhì)密切相關(guān)?？扇家后w會產(chǎn)生閃燃的現(xiàn)象。 可燃液態(tài)烴類燃燒時，通常產(chǎn)生橘色火焰并散發(fā)濃密的黑色煙云。醇類燃燒時，通常產(chǎn)生透明的藍(lán)色火焰，幾乎不產(chǎn)生煙霧。某些醚類燃燒時，液體外表伴有明顯的沸騰狀，這類物質(zhì)的火災(zāi)較難撲滅。在含有水分、黏度較大的重質(zhì)石油產(chǎn)品，如原油、重油、瀝青油等燃燒時，沸騰的水蒸氣帶著燃燒的油箱空中飛濺，這種現(xiàn)象稱為揚沸沸溢和噴濺。 1.閃燃 閃燃時指易燃或可燃液體包括可融化的少量固體，如石蠟、樟腦、萘等揮發(fā)出來的蒸氣分子與空氣混合后，到達(dá)一定的濃度時，遇引火源產(chǎn)生一閃即滅的現(xiàn)象。

8、發(fā)生閃燃的原因是易燃或可燃液體在閃燃溫度下蒸發(fā)的速度對比慢，蒸發(fā)出來的蒸氣僅能維持一剎那的燃燒，來不及補充新的蒸氣維持穩(wěn)定的燃燒，因此一閃就滅了。但閃燃卻是引起火災(zāi)事故的先兆之一。閃點那么是指易燃或可燃液體外表產(chǎn)生閃燃的最低溫度。2.沸溢 以原油為例，其黏度對比大，并且都含有一定的水分，以乳化水和水墊兩種形式存在。所謂乳化水是原油在開采運輸過程中，原油中的水由于強力攪拌成細(xì)小的水珠懸浮于油中而成。放置久后，油水別離，水因密度大而沉降在底部形成水墊。 燃燒過程中，這些沸程較寬的重質(zhì)油品產(chǎn)生熱波，在熱波向液體深層運動時，由于溫度高于水的沸點，因而熱波會使油品中的乳化水汽化，大量的蒸汽就要穿過油層向

9、液面上浮，在向上移動過程中形成油包氣的氣泡，即油的一局部形成了含有大量蒸汽氣泡的泡沫。這樣，必然使液體體積膨脹，向外溢出，同時局部未形成泡沫的油品也被下面的蒸汽膨脹力拋出罐外，使液面猛烈沸騰起來，就像“跑鍋一樣，這種現(xiàn)象叫沸溢。 從沸溢過程中說明，沸溢形成必須具備三個條件：原油具有形成熱波的特性，即沸程寬，密度相差較大。原油含有乳化水，水遇熱波變成蒸汽。原油黏度較大，使水蒸氣不容易從上向下穿過油層。3.噴濺在重質(zhì)油品燃燒過程中，隨著熱波溫度的逐漸升高，熱波向下傳播的距離也加大，當(dāng)熱波到達(dá)水墊時，水墊的水大量蒸發(fā)，蒸汽體積迅速膨脹，以至把水墊上面的液體層拋向空中，向罐外噴射，這種現(xiàn)象較噴濺。一般

10、情況下，發(fā)生沸溢要比發(fā)生噴濺的時間早得多。發(fā)生沸溢的時間與原油的種類、水分含量有關(guān)。根據(jù)試驗，含有1%水分的石油，經(jīng)4560min燃燒就會發(fā)生沸溢。噴濺發(fā)生的時間與油層厚度、熱波移動速度及油的燃燒速度有關(guān)。 研究說明，油滴飛濺高度和散落面積與油層高度、油池直徑有關(guān)，一般散落面積的直徑與油池直徑之比均在10以上。由于噴濺帶出的燃油從池火燃燒狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐旱稳紵隣顟B(tài)，改變了燃燒條件，燃燒強度和不安全性隨之增加，并且油滴在飛濺過程中和散落后將繼續(xù)燃燒，極易造成火災(zāi)的迅速擴(kuò)大，影響周邊其他可燃物及人員、設(shè)備等，造成傷亡和損失，所以，對油池而言，要防止噴濺現(xiàn)象的發(fā)生。三固體燃燒 根據(jù)各類可燃物的燃燒方式和

11、燃燒特性，固體燃燒的形式大致可分為五種，其燃燒哥有特點。 1.蒸發(fā)燃燒硫、磷、鉀、鈉、蠟燭、松香、瀝青等可燃物固體，在收到火源加熱時，先熔融蒸發(fā)，隨后蒸氣與氧氣發(fā)生燃燒反響，這種形式的燃燒一般稱為蒸發(fā)燃燒。樟腦、萘等易升華物質(zhì)，在燃燒時不經(jīng)過熔融過程，但其現(xiàn)象也可看作是一種蒸發(fā)燃燒。 2.外表燃燒 可燃固體如木炭、焦炭、鐵、銅等的燃燒反響是在其外表由氧和物質(zhì)直接作用而發(fā)生的，稱為外表燃燒。這是一種無火焰的燃燒，有時又稱之為異相燃燒。 3.分解燃燒 可燃固體，如木材、煤、合成塑料、鈣塑材料等，在受到火源加熱時，先發(fā)生熱分解，隨后分解出的可燃揮發(fā)分與氧發(fā)生燃燒反響，這種形式的燃燒一般稱之為分解燃燒

12、。 4.熏煙燃燒陰燃 可燃固體在空氣中不疏通、加熱溫度較低、分解出來的可燃性揮發(fā)分較少或逸散較快、含水分較多等條件下，往往發(fā)生只冒煙而無火焰的燃燒現(xiàn)象，這就是熏煙燃燒，又稱陰燃。陰燃是固體材料特有的燃燒形式，但其能否發(fā)生，主要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。很多固體材料，如紙張、鋸末、纖維織物、膠乳橡膠等，都能發(fā)生陰燃。這是因為這些材料受熱分解后能產(chǎn)生剛性構(gòu)造的多孔炭，從而具備多孔蓄熱并使燃燒持續(xù)下去的條件。此外，陰燃的發(fā)生需要有一個供熱強度適宜的熱源、陰源本身的熱源和有焰燃燒火焰熄滅后的陰燃等。 5.動力燃燒爆x 動力燃燒是指可燃固體或其分解析出的可燃揮發(fā)分遇火源所發(fā)生的爆x

13、式燃燒，主要包括可燃粉塵爆x、x藥爆x、轟然等幾種情形。其中，轟然是指可燃固體由于受熱分或不完全燃燒析出可燃?xì)怏w，當(dāng)其以適當(dāng)比例與空氣混合后再遇火源時，發(fā)生的爆x式預(yù)混燃燒。例如，能析出一氧化碳是的塞璐絡(luò)、能析出氰化氫的聚氨酯等，在大量堆積燃燒時，常會產(chǎn)生轟然現(xiàn)象。建筑室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生過程中可能會產(chǎn)生鈣現(xiàn)象，具體內(nèi)容見本篇第二章第三節(jié)。這里需要指出的是，在上述各種燃料形式的劃分不是絕對的，有些可燃固體的燃燒往往包含兩種或兩種以上的形式。例如，在適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件下，木材、棉、麻、紙張等的燃燒會明顯地存在分解燃燒、陰燃、外表燃燒等形式。三、閃點、燃點、自燃點的概念 不同形態(tài)物質(zhì)的燃燒各有特點，通常根據(jù)不

14、同燃燒類型，用不同的燃燒性能參數(shù)來分別衡量不同可燃物的燃燒特性。一閃點1閃點的定義在規(guī)定的試驗條件下，液體揮發(fā)的蒸氣與空氣形成的混合物，遇火源能夠閃燃的液體最低溫度采用閉杯法測定，稱為閃點。2閃點的意義閃點是可燃性液體性質(zhì)的主要標(biāo)志之一，是衡量液體火災(zāi)不安全性大小的重要參數(shù)。閃點越低，火災(zāi)不安全性越大，反之那么越小。閃點與可燃性液體的飽和蒸氣壓有關(guān)，飽和蒸氣壓越高，閃點越低。當(dāng)液體的溫度高于其閃點時，在一定條件下，當(dāng)液體的溫度高于其閃點時，液體隨時有可能被引火源引燃或發(fā)生自燃：假設(shè)液體的溫度低于閃點，那么液體是不會發(fā)生閃燃的，更不會著火。常見的幾種易燃或可燃液體的閃點見表1-1-1。3閃點在消

15、防上的應(yīng)用閃點是判斷液體火災(zāi)不安全性大小以及對可燃性液體進(jìn)展分類的主要依據(jù)。可燃性液體的閃點越低，其火災(zāi)不安全性也越大。例如，汽油的閃點為50，煤油的閃點為3874，顯然汽油的火災(zāi)不安全性就比煤油大。根據(jù)閃點的上下，可以確定生產(chǎn)、加工、儲存可燃性液體場所的火災(zāi)不安全性類別：閃點28的為甲類；28閃點60的為乙類；閃點60的為丙類詳見第二篇第二章。二燃點1燃點的定義在規(guī)定的試驗條件下，應(yīng)用外部熱源使物質(zhì)外表起火并持續(xù)燃燒一定時間所需的最低溫度稱為燃點。2常見可燃物的燃點 在一定條件下，物質(zhì)的燃點越低，越易著火。常見可燃物的燃點如表1-1-2。3燃點與閃點的關(guān)系易燃液體的燃點一般高出其閃點15，并且閃點越低，這一差值越小，特別是在敞開的容器中很難將閃點和燃點區(qū)分開來。因此，評定這類液體火災(zāi)不安全性大小時，一般用閃點。固體的火災(zāi)不安全性大小一般用燃點來衡量。三自燃點1自燃點的定義在規(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。在這一溫度時，物質(zhì)與空氣氧接觸，不需要明火的作用就能發(fā)生燃燒。