燃燒與爆炸理論第一章緒論課件

1、南京工業(yè)大學(xué)燃燒與爆炸理論第一章緒論南京工業(yè)大學(xué)燃燒與爆炸理論第一章緒論南京工業(yè)大學(xué)燃燒與爆炸理論第一章緒論主要內(nèi)容第一章 緒論燃燒爆炸第二章 燃燒及其災(zāi)害燃燒條件燃燒過(guò)程及形式燃燒的種類燃燒機(jī)理燃燒極限及計(jì)算火災(zāi)南京工業(yè)大學(xué)燃燒與爆炸理論第一章緒論南京工業(yè)大學(xué)燃燒與爆炸理主要內(nèi)容第一章 緒論燃燒爆炸第二章 燃燒及其災(zāi)害燃燒條件燃燒過(guò)程及形式燃燒的種類燃燒機(jī)理燃燒極限及計(jì)算火災(zāi)主要內(nèi)容第一章 緒論主要內(nèi)容第三章 物質(zhì)的燃燒氣體的燃燒液體的燃燒固體的燃燒第四章 預(yù)混氣體的著火理論謝苗諾夫熱自燃理論鏈鎖自燃理論主要內(nèi)容第三章 物質(zhì)的燃燒主要內(nèi)容第五章 爆炸及其災(zāi)害爆燃及爆轟蒸氣云爆炸沸騰液體擴(kuò)散蒸

2、氣爆炸噴霧爆炸粉塵爆炸爆炸溫度、壓力和強(qiáng)度主要內(nèi)容第五章 爆炸及其災(zāi)害主要內(nèi)容第六章 火災(zāi)爆炸的預(yù)防及控制著火源的控制靜電及其控制惰化可燃性圖表及其應(yīng)用通風(fēng)火災(zāi)和爆炸蔓延的控制爆炸的防護(hù)主要內(nèi)容第六章 火災(zāi)爆炸的預(yù)防及控制第一章 緒論第一章 緒論第一節(jié) 燃燒一、人類對(duì)燃燒的認(rèn)識(shí)過(guò)程燃燒俗稱火，早在遠(yuǎn)古時(shí)代，人們就開始用火了。人類真正認(rèn)識(shí)火的本質(zhì)，科學(xué)地解釋這一現(xiàn)象，則是從氧的發(fā)現(xiàn)開始的，至今只有兩百多年的歷史。 第一節(jié) 燃燒一、人類對(duì)燃燒的認(rèn)識(shí)過(guò)程火的傳說(shuō)我國(guó)的五行說(shuō)：“金、木、水、火、土”；古希臘的四元說(shuō)：“水、土、火、氣”； 古印度的四大說(shuō)：“地、水、火、風(fēng)”等。在古人看來(lái)，火是萬(wàn)物之源，

3、火能化育萬(wàn)物。 火的傳說(shuō)我國(guó)的五行說(shuō)：“金、木、水、火、土”；火的應(yīng)用人類在懂得用火之前，其生活與動(dòng)物基本一樣，“食草木之食，鳥獸之肉，飲其血，茹其毛”。 因此，健康狀況差，壽命短，生殖能力低下，人在地球上的數(shù)量極少?；鸬膽?yīng)用人類在懂得用火之前，其生活與動(dòng)物基本一樣，“食草木之火的應(yīng)用科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，在遙遠(yuǎn)的舊石器時(shí)代,人數(shù)增加一倍需要三萬(wàn)年，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的繁衍，直到一萬(wàn)年前，全世界人口還不到500萬(wàn)。 火的應(yīng)用科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，在遙遠(yuǎn)的舊石器時(shí)代,人數(shù)增加一倍需要火的應(yīng)用學(xué)會(huì)用火，擺脫了蠻荒時(shí)期的生活方式，使人吃上有滋有味的熟食；生活條件大大改善，人的智力和體質(zhì)也發(fā)生了變化，繁衍后代的能力逐漸提高

4、。到了新石器時(shí)期，人口增長(zhǎng)一倍的時(shí)間縮短為150年，到了1830年，世界人口已達(dá)到10億。 火的應(yīng)用學(xué)會(huì)用火，擺脫了蠻荒時(shí)期的生活方式，使人吃上有滋有味火的應(yīng)用火的使用，促進(jìn)了人類自身的發(fā)展，還表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：(1) 走進(jìn)洞穴，實(shí)現(xiàn)了定居(2) 擴(kuò)大了人類的生活空間 火的應(yīng)用火的使用，促進(jìn)了人類自身的發(fā)展，還表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面(1) 走進(jìn)洞穴，實(shí)現(xiàn)了定居在火被利用之前，古人類不是洞居的。發(fā)現(xiàn)火能夠驅(qū)趕寒冷和潮濕，并且為使火種易于保存，才開始居住在山洞里。由不固定的野外居住變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定的洞居，這是火給人類生活帶來(lái)的一大變化。(1) 走進(jìn)洞穴，實(shí)現(xiàn)了定居在火被利用之前，古人類不是洞居的(2)

5、擴(kuò)大了人類的生活空間因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)火能取暖，人類便由有限的居住地?cái)U(kuò)展到了全球各地，在寒冷的地區(qū)也能生活。 (2) 擴(kuò)大了人類的生活空間因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)火能取暖，人類便由有限的火的應(yīng)用到了近代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)力水平的不斷提高，火在工業(yè)技術(shù)中的應(yīng)用日益廣泛，例如制陶、冶金等。使得人們迫切地想要弄清火的本質(zhì)，于是產(chǎn)生了種種對(duì)燃燒現(xiàn)象的解釋。 火的應(yīng)用到了近代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)力水平的不斷提高，燃素說(shuō)燃素說(shuō)認(rèn)為，火是由無(wú)數(shù)細(xì)小的微粒構(gòu)成的物質(zhì)實(shí)體，這種火的微粒就是燃素。 所有的可燃物質(zhì)都含有燃素，并在燃燒時(shí)釋放出來(lái)，變成灰燼；不含燃素的物質(zhì)不能燃燒；物質(zhì)燃燒之所以需要空氣，是因?yàn)榭諝饽軌蛭杖妓亍?/p>

6、 燃素說(shuō)燃素說(shuō)認(rèn)為，火是由無(wú)數(shù)細(xì)小的微粒構(gòu)成的物質(zhì)實(shí)體，這種火燃素說(shuō)燃素說(shuō)曾解釋過(guò)許多化學(xué)現(xiàn)象，并對(duì)科學(xué)的發(fā)展起過(guò)一定的積極作用。直到18世紀(jì)下半葉，氧被發(fā)現(xiàn)后，燃燒的秘密才終于被揭開，從而也宣告了燃素說(shuō)的破產(chǎn)。 燃素說(shuō)燃素說(shuō)曾解釋過(guò)許多化學(xué)現(xiàn)象，并對(duì)科學(xué)的發(fā)展起過(guò)一定的積氧學(xué)說(shuō)1774年，英國(guó)化學(xué)家普利斯特利在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了氧。 法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的歸納和分析，終于在人類歷史上第一次提出了科學(xué)的燃燒學(xué)說(shuō)燃燒的氧學(xué)說(shuō)，并于1777年公布于世。 氧學(xué)說(shuō)1774年，英國(guó)化學(xué)家普利斯特利在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了氧。 氧學(xué)說(shuō)中心思想是：燃燒是可燃物與氧的化合反應(yīng)，同時(shí)放出光和熱。 現(xiàn)

7、代化學(xué)表明，燃燒是可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常拌有火焰、發(fā)光和(或)發(fā)煙現(xiàn)象。 氧學(xué)說(shuō)中心思想是：燃燒是可燃物與氧的化合反應(yīng)，同時(shí)放出光和熱二、燃燒與人類文明的關(guān)系 利用了火，人類才吃上了熟食，改變了茹毛飲血的動(dòng)物般的生活，使人的大腦逐漸發(fā)達(dá)。 火的利用，極大地推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 二、燃燒與人類文明的關(guān)系 利用了火，人類才吃上了熟食，改變了火的利用火被用來(lái)釀造、制陶； 火又被用于冶煉； 燃燒提供動(dòng)力的蒸汽機(jī)的發(fā)明和廣泛使用，促進(jìn)了近代工業(yè)和資本主義的發(fā)展。 現(xiàn)代人們的衣食住行，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，都離不開火。 火的利用火被用來(lái)釀造、制陶； 二、燃燒與人類文明的關(guān)系總之，人類文明是伴

8、隨著火的應(yīng)用而發(fā)展的。沒(méi)有火的利用，就沒(méi)有今天的物質(zhì)文明和精神文明。一部人類文明進(jìn)步史，就是一部人類用火史。 二、燃燒與人類文明的關(guān)系總之，人類文明是伴隨著火的應(yīng)用而發(fā)展火的災(zāi)難火雖然給人類帶來(lái)了現(xiàn)代文明，但燃燒一旦失去控制，又會(huì)給人類帶來(lái)災(zāi)難。 這種失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害叫做火災(zāi)。 火的災(zāi)難火雖然給人類帶來(lái)了現(xiàn)代文明，但燃燒一旦失去控制，又會(huì)火災(zāi)社會(huì)越發(fā)展，物質(zhì)越豐富，火災(zāi)發(fā)生的頻率和造成的損失就越大。 2005年我國(guó)共發(fā)生火災(zāi)235941起，死亡2496人，受傷2506人，直接財(cái)產(chǎn)損失13.6億元（不含森林、草原、礦井地下部分火災(zāi)）。 火災(zāi)社會(huì)越發(fā)展，物質(zhì)越豐富，火災(zāi)發(fā)生的頻率和造成的

9、損失就越大火災(zāi)其中重特大火災(zāi)283起，死亡501人，受傷282人，直接財(cái)產(chǎn)損失18656.8萬(wàn)元；商場(chǎng)市場(chǎng)、賓館飯店、學(xué)校醫(yī)院等人員密集場(chǎng)所共發(fā)生火災(zāi)9135起，死亡302人，受傷483人，直接財(cái)產(chǎn)損失12848.8萬(wàn)元； 火災(zāi)其中重特大火災(zāi)283起，死亡501人，受傷282人，直接火災(zāi)個(gè)體私營(yíng)企業(yè)共發(fā)生火災(zāi)21188起，死亡344人，受傷684人，直接財(cái)產(chǎn)損失31032.5萬(wàn)元，發(fā)生的火災(zāi)占企業(yè)火災(zāi)總數(shù)的四分之三以上。在公安消防部門調(diào)查的143232起火災(zāi)中，除原因不明的外，絕大部分火災(zāi)是人為因素引起的。 火災(zāi)個(gè)體私營(yíng)企業(yè)共發(fā)生火災(zāi)21188起，死亡344人，受傷6三、燃燒概述燃燒是可燃物質(zhì)

10、與助燃物質(zhì)（氧或其他助燃物質(zhì)）發(fā)生的一種發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)。在化學(xué)反應(yīng)中，失掉電子的物質(zhì)被氧化，獲得電子的物質(zhì)被還原。所以，氧化反應(yīng)并不限于同氧的反應(yīng)。 三、燃燒概述燃燒是可燃物質(zhì)與助燃物質(zhì)（氧或其他助燃物質(zhì)）發(fā)生三、燃燒概述氫在氯中燃燒生成氯化氫。氫原子失掉一個(gè)電子被氧化，氯原子獲得一個(gè)電子被還原。金屬鈉在氯氣中燃燒，熾熱的鐵在氯氣中燃燒，都是激烈的氧化反應(yīng)，并伴有光和熱的發(fā)生。 三、燃燒概述氫在氯中燃燒生成氯化氫。氫原子失掉一個(gè)電子被氧化三、燃燒概述金屬和酸反應(yīng)生成鹽也是氧化反應(yīng)，但沒(méi)有同時(shí)發(fā)光發(fā)熱，所以不能稱作燃燒。燈泡中的燈絲通電后同時(shí)發(fā)光發(fā)熱，但并非氧化反應(yīng)，所以也不能稱作燃燒。只有

11、同時(shí)發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)才被界定為燃燒。 三、燃燒概述金屬和酸反應(yīng)生成鹽也是氧化反應(yīng)，但沒(méi)有同時(shí)發(fā)光發(fā)第二節(jié) 爆炸 一、爆炸概述 爆炸是物質(zhì)發(fā)生急劇的物理、化學(xué)變化，在瞬間釋放出大量能量并伴有巨大聲響的過(guò)程。 第二節(jié) 爆炸 一、爆炸概述 一、爆炸概述 能量的快速釋放：沖擊波大量能量在極短的時(shí)間內(nèi)，在有限體積內(nèi)突然釋放并聚積：高溫、高壓爆炸介質(zhì)在壓力作用下，表現(xiàn)出不尋常的運(yùn)動(dòng)或機(jī)械破壞效應(yīng)：碎片、聲響 一、爆炸概述 能量的快速釋放：沖擊波一、爆炸概述爆炸常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、高壓、真空、電離等現(xiàn)象，并且具有很大的破壞作用。爆炸的破壞作用與爆炸物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)、爆炸時(shí)的條件以及爆炸位置等因素有關(guān)。 一、

12、爆炸概述爆炸常伴隨發(fā)熱、發(fā)光、高壓、真空、電離等現(xiàn)象，并爆炸的威力爆炸力的沖擊波最初使氣壓上升，隨后氣壓下降使空氣振動(dòng)產(chǎn)生局部真空，呈現(xiàn)出所謂的吸收作用。由于爆炸的沖擊波呈升降交替的波狀氣壓向四周擴(kuò)散，從而造成附近建筑物的震蕩破壞。 爆炸的威力爆炸力的沖擊波最初使氣壓上升，隨后氣壓下降使空氣振爆炸的威力化工裝置、機(jī)械設(shè)備、容器等爆炸后，變成碎片飛散出去會(huì)在相當(dāng)大的范同內(nèi)造成危害?；どa(chǎn)中屬于爆炸碎片造成的傷亡占很大比例。爆炸碎片的飛散距離一般可達(dá)到100500m。 爆炸的威力化工裝置、機(jī)械設(shè)備、容器等爆炸后，變成碎片飛散出去爆炸的威力爆炸氣體擴(kuò)散通常在爆炸的瞬間完成，對(duì)一般可燃物質(zhì)不致造成火

13、災(zāi)，而且爆炸沖擊波有時(shí)能起滅火作用。但是爆炸的余熱或余火，會(huì)點(diǎn)燃從破損設(shè)備中不斷流出的可燃液體蒸氣而造成火災(zāi)。 爆炸的威力爆炸氣體擴(kuò)散通常在爆炸的瞬間完成，對(duì)一般可燃物質(zhì)不二、燃燒與爆炸的區(qū)別 爆炸屬于一種特殊的燃燒形式?；馂?zāi)和爆炸之間的主要區(qū)別是能量釋放的速度。火災(zāi)中能量釋放很慢，而爆炸釋放能量很快，通常是微秒級(jí)的?；馂?zāi)也可能由爆炸引起，爆炸也可能由火災(zāi)引起。 二、燃燒與爆炸的區(qū)別 爆炸屬于一種特殊的燃燒形式。二、燃燒與爆炸的區(qū)別（舉例）輪胎中的壓縮空氣含有一定的能量，如果能量通過(guò)噴嘴緩慢釋放，輪胎就無(wú)害地縮??；如果輪胎突然破裂，壓縮輪胎內(nèi)的所有能量迅速釋放，就會(huì)導(dǎo)致爆炸。 二、燃燒與爆炸的

14、區(qū)別（舉例）輪胎中的壓縮空氣含有一定的能量，三、爆炸的分類 物理爆炸化學(xué)爆炸核爆炸 三、爆炸的分類 物理爆炸物理爆炸 由物理變化所致，其特征是爆炸前后系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)組成及化學(xué)性質(zhì)均不發(fā)生變化。主要是指壓縮氣體、液化氣體和過(guò)熱液體在壓力容器內(nèi)，由于某種原因使容器承受不住壓力而破裂，內(nèi)部物質(zhì)迅速膨脹并釋放大量能量的過(guò)程。 物理爆炸 由物理變化所致，其特征是爆炸前后系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)組物理爆炸蒸汽鍋爐因水快速氣化，壓力超過(guò)設(shè)備所能承受的強(qiáng)度而產(chǎn)生的鍋爐爆炸；裝有壓縮氣體的鋼瓶受熱爆炸等。 物理爆炸蒸汽鍋爐因水快速氣化，壓力超過(guò)設(shè)備所能承受的強(qiáng)度而產(chǎn)化學(xué)爆炸 由化學(xué)變化造成的，其特征是爆炸前后物質(zhì)的化

15、學(xué)組成及化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生了變化。 化學(xué)爆炸 由化學(xué)變化造成的，其特征是爆炸前后物質(zhì)的化學(xué)組成及化學(xué)爆炸可燃?xì)怏w和助燃?xì)怏w的混合物遇明火或火源而引起的（如煤礦瓦斯爆炸）；可燃粉末與空氣的混合物遇明火或火源而引起的（如粉塵爆炸）；更多的是炸藥以及爆炸性物品所引起的爆炸。 化學(xué)爆炸可燃?xì)怏w和助燃?xì)怏w的混合物遇明火或火源而引起的（如煤化學(xué)爆炸三要素反應(yīng)速度極快放出大量熱量產(chǎn)生大量氣體只有上述三者都同時(shí)具備的化學(xué)反應(yīng)才能發(fā)生爆炸。 化學(xué)爆炸三要素反應(yīng)速度極快四、基本概念 機(jī)械爆炸：這種爆炸是由裝有高壓非反應(yīng)性氣體的容器的突然失效造成的。爆燃：在這種爆炸中，反應(yīng)前沿的移動(dòng)速度低于聲音在未反應(yīng)介質(zhì)中的傳播速度

16、。四、基本概念 機(jī)械爆炸：這種爆炸是由裝有高壓非反應(yīng)性氣體的容四、基本概念爆轟：在這種爆炸中，反應(yīng)前沿的移動(dòng)速度高于聲音在未反應(yīng)介質(zhì)中的傳播速度。受限爆炸：這種爆炸發(fā)生在容器或建筑物中。這種情況很普遍，并且通常導(dǎo)致建筑物中居民受到傷害和巨大的財(cái)產(chǎn)損失。 四、基本概念爆轟：在這種爆炸中，反應(yīng)前沿的移動(dòng)速度高于聲音在四、基本概念無(wú)約束爆炸：無(wú)約束爆炸發(fā)生在空曠地區(qū)。這種類型的爆炸通常是由可燃性氣體泄漏引起的。氣體擴(kuò)散并同空氣混合，直到遇到引燃源。無(wú)約束爆炸比受限爆炸少，因?yàn)楸ㄐ晕镔|(zhì)常常被風(fēng)稀釋到低于LFL。這些爆炸都是破壞性的，因?yàn)橥ǔ?huì)涉及到大量的氣體和較大的區(qū)域。 四、基本概念無(wú)約束爆炸：無(wú)約束爆炸發(fā)生在空曠地區(qū)。這種類型的四、基本概念沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸（BLEVE）：如果裝有溫度高于其在大氣壓下的沸點(diǎn)溫度的液體的儲(chǔ)罐破裂，就會(huì)發(fā)生BLEVE。 緊接著BLEVE是容器內(nèi)大部分物質(zhì)的爆炸性汽化；如果汽化后形成的氣云是可燃的，還會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。 四、基本概念沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸（BLEVE）：如果裝有溫度BLEVE當(dāng)外部火焰烘烤裝有易揮發(fā)性物質(zhì)的儲(chǔ)罐時(shí)，這種類型的爆炸就會(huì)發(fā)生。隨著儲(chǔ)罐內(nèi)物質(zhì)溫度的升高，儲(chǔ)罐內(nèi)液體的蒸氣壓增加，由于受到烘烤，儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)完整性降低。如果儲(chǔ)罐破裂，過(guò)熱液體就會(huì)爆炸性地蒸發(fā)。 BLE