燃燒與爆炸理論第一章緒論課件

1、南京工業(yè)大學燃燒與爆炸理論第一章緒論南京工業(yè)大學燃燒與爆炸理論第一章緒論南京工業(yè)大學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 燃燒及其災害燃燒條件燃燒過程及形式燃燒的種類燃燒機理燃燒極限及計算火災南京工業(yè)大學燃燒與爆炸理論第一章緒論南京工業(yè)大學燃燒與爆炸理主要內(nèi)容第一章 緒論燃燒爆炸第二章 燃燒及其災害燃燒條件燃燒過程及形式燃燒的種類燃燒機理燃燒極限及計算火災主要內(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 爆炸及其災害爆燃及爆轟蒸氣云爆炸沸騰液體擴散蒸

2、氣爆炸噴霧爆炸粉塵爆炸爆炸溫度、壓力和強度主要內(nèi)容第五章 爆炸及其災害主要內(nèi)容第六章 火災爆炸的預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用通風火災和爆炸蔓延的控制爆炸的防護主要內(nèi)容第六章 火災爆炸的預防及控制第一章 緒論第一章 緒論第一節(jié) 燃燒一、人類對燃燒的認識過程燃燒俗稱火，早在遠古時代，人們就開始用火了。人類真正認識火的本質(zhì)，科學地解釋這一現(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、人類對燃燒的認識過程火的傳說我國的五行說：“金、木、水、火、土”；古希臘的四元說：“水、土、火、氣”； 古印度的四大說：“地、水、火、風”等。在古人看來，火是萬物之源，

3、火能化育萬物。 火的傳說我國的五行說：“金、木、水、火、土”；火的應用人類在懂得用火之前，其生活與動物基本一樣，“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萌祟愒诙糜没鹬埃渖钆c動物基本一樣，“食草木之火的應用科學家研究發(fā)現(xiàn)，在遙遠的舊石器時代,人數(shù)增加一倍需要三萬年，經(jīng)過長久的繁衍，直到一萬年前，全世界人口還不到500萬。 火的應用科學家研究發(fā)現(xiàn)，在遙遠的舊石器時代,人數(shù)增加一倍需要火的應用學會用火，擺脫了蠻荒時期的生活方式，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、。到了新石器時期，人口增長一倍的時間縮短為150年，到了1830年，世界人口已達到10億。 火的應用學會用火，擺脫了蠻荒時期的生活方式，使人吃上有滋有味火的應用火的使用，促進了人類自身的發(fā)展，還表現(xiàn)在以下兩個方面：(1) 走進洞穴，實現(xiàn)了定居(2) 擴大了人類的生活空間 火的應用火的使用，促進了人類自身的發(fā)展，還表現(xiàn)在以下兩個方面(1) 走進洞穴，實現(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Ψ€(wěn)定的洞居，這是火給人類生活帶來的一大變化。(1) 走進洞穴，實現(xiàn)了定居在火被利用之前，古人類不是洞居的(2)

5、擴大了人類的生活空間因為發(fā)現(xiàn)火能取暖，人類便由有限的居住地擴展到了全球各地，在寒冷的地區(qū)也能生活。 (2) 擴大了人類的生活空間因為發(fā)現(xiàn)火能取暖，人類便由有限的火的應用到了近代，隨著科學技術(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)生了種種對燃燒現(xiàn)象的解釋。 火的應用到了近代，隨著科學技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)力水平的不斷提高，燃素說燃素說認為，火是由無數(shù)細小的微粒構(gòu)成的物質(zhì)實體，這種火的微粒就是燃素。 所有的可燃物質(zhì)都含有燃素，并在燃燒時釋放出來，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，是因為空氣能夠吸收燃素。

6、 燃素說燃素說認為，火是由無數(shù)細小的微粒構(gòu)成的物質(zhì)實體，這種火燃素說燃素說曾解釋過許多化學現(xiàn)象，并對科學的發(fā)展起過一定的積極作用。直到18世紀下半葉，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的破產(chǎn)。 燃素說燃素說曾解釋過許多化學現(xiàn)象，并對科學的發(fā)展起過一定的積氧學說1774年，英國化學家普利斯特利在實驗室發(fā)現(xiàn)了氧。 法國化學家拉瓦錫進行了大量的實驗，通過對實驗結(jié)果的歸納和分析，終于在人類歷史上第一次提出了科學的燃燒學說燃燒的氧學說，并于1777年公布于世。 氧學說1774年，英國化學家普利斯特利在實驗室發(fā)現(xiàn)了氧。 氧學說中心思想是：燃燒是可燃物與氧的化合反應，同時放出光和熱。 現(xiàn)

7、代化學表明，燃燒是可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應，通常拌有火焰、發(fā)光和(或)發(fā)煙現(xiàn)象。 氧學說中心思想是：燃燒是可燃物與氧的化合反應，同時放出光和熱二、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物般的生活，使人的大腦逐漸發(fā)達。 火的利用，極大地推動了科學技術(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釀造、制陶； 火又被用于冶煉； 燃燒提供動力的蒸汽機的發(fā)明和廣泛使用，促進了近代工業(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、隨著火的應用而發(fā)展的。沒有火的利用，就沒有今天的物質(zhì)文明和精神文明。一部人類文明進步史，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用而發(fā)展火的災難火雖然給人類帶來了現(xiàn)代文明，但燃燒一旦失去控制，又會給人類帶來災難。 這種失去控制的燃燒所造成的災害叫做火災。 火的災難火雖然給人類帶來了現(xiàn)代文明，但燃燒一旦失去控制，又會火災社會越發(fā)展，物質(zhì)越豐富，火災發(fā)生的頻率和造成的損失就越大。 2005年我國共發(fā)生火災235941起，死亡2496人，受傷2506人，直接財產(chǎn)損失13.6億元（不含森林、草原、礦井地下部分火災）。 火災社會越發(fā)展，物質(zhì)越豐富，火災發(fā)生的頻率和造成的

9、損失就越大火災其中重特大火災283起，死亡501人，受傷282人，直接財產(chǎn)損失18656.8萬元；商場市場、賓館飯店、學校醫(yī)院等人員密集場所共發(fā)生火災9135起，死亡302人，受傷483人，直接財產(chǎn)損失12848.8萬元； 火災其中重特大火災283起，死亡501人，受傷282人，直接火災個體私營企業(yè)共發(fā)生火災21188起，死亡344人，受傷684人，直接財產(chǎn)損失31032.5萬元，發(fā)生的火災占企業(yè)火災總數(shù)的四分之三以上。在公安消防部門調(diào)查的143232起火災中，除原因不明的外，絕大部分火災是人為因素引起的。 火災個體私營企業(yè)共發(fā)生火災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。在化學反應中，失掉電子的物質(zhì)被氧化，獲得電子的物質(zhì)被還原。所以，氧化反應并不限于同氧的反應。 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。氫原子失掉一個電子被氧化，氯原子獲得一個電子被還原。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，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。氫原子失掉一個電子被氧化三、燃燒概述金屬和酸反應生成鹽也是氧化反應，但沒有同時發(fā)光發(fā)熱，所以不能稱作燃燒。燈泡中的燈絲通電后同時發(fā)光發(fā)熱，但并非氧化反應，所以也不能稱作燃燒。只有

11、同時發(fā)光發(fā)熱的氧化反應才被界定為燃燒。 三、燃燒概述金屬和酸反應生成鹽也是氧化反應，但沒有同時發(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、化學變化，在瞬間釋放出大量能量并伴有巨大聲響的過程。 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)出不尋常的運動或機械破壞效應：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、機械設(shè)備、容器等爆炸后，變成碎片飛散出去會在相當大的范同內(nèi)造成危害。化工生產(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到100500m。 爆炸的威力化工裝置、機械設(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散通常在爆炸的瞬間完成，對一般可燃物質(zhì)不致造成火

13、災，而且爆炸沖擊波有時能起滅火作用。但是爆炸的余熱或余火，會點燃從破損設(shè)備中不斷流出的可燃液體蒸氣而造成火災。 爆炸的威力爆炸氣體擴散通常在爆炸的瞬間完成，對一般可燃物質(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?；馂暮捅ㄖg的主要區(qū)別是能量釋放的速度?；馂闹心芰酷尫藕苈ㄡ尫拍芰亢芸?，通常是微秒級的?；馂囊部赡苡杀ㄒ穑ㄒ部赡苡苫馂囊稹?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，如果能量通過噴嘴緩慢釋放，輪胎就無害地縮?。蝗绻喬ネ蝗黄屏?，壓縮輪胎內(nèi)的所有能量迅速釋放，就會導致爆炸。 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)的化學組成及化學性質(zhì)均不發(fā)生變化。主要是指壓縮氣體、液化氣體和過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)的化學組物理爆炸蒸汽鍋爐因水快速氣化，壓力超過設(shè)備所能承受的強度而產(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，壓力超過設(shè)備所能承受的強度而產(chǎn)化學爆炸 由化學變化造成的，其特征是爆炸前后物質(zhì)的化

15、學組成及化學性質(zhì)都發(fā)生了變化。 化學爆炸 由化學變化造成的，其特征是爆炸前后物質(zhì)的化學組成及化學爆炸可燃氣體和助燃氣體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。 化學爆炸可燃氣體和助燃氣體的混合物遇明火或火源而引起的（如煤化學爆炸三要素反應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具備的化學反應才能發(fā)生爆炸。 化學爆炸三要素反應速度極快四、基本概念 機械爆炸：這種爆炸是由裝有高壓非反應性氣體的容器的突然失效造成的。爆燃：在這種爆炸中，反應前沿的移動速度低于聲音在未反應介質(zhì)中的傳播速度

16、。四、基本概念 機械爆炸：這種爆炸是由裝有高壓非反應性氣體的容四、基本概念爆轟：在這種爆炸中，反應前沿的移動速度高于聲音在未反應介質(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，并且通常導致建筑物中居民受到傷害和巨大的財產(chǎn)損失。 四、基本概念爆轟：在這種爆炸中，反應前沿的移動速度高于聲音在四、基本概念無約束爆炸：無約束爆炸發(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。氣體擴散并同空氣混合，直到遇到引燃源。無約束爆炸比受限爆炸少，因為爆炸性物質(zhì)常常被風稀釋到低于LFL。這些爆炸都是破壞性的，因為通常會涉及到大量的氣體和較大的區(qū)域。 四、基本概念無約束爆炸：無約束爆炸發(fā)生在空曠地區(qū)。這種類型的四、基本概念沸騰液體擴展蒸氣爆炸（BLEVE）：如果裝有溫度高于其在大氣壓下的沸點溫度的液體的儲罐破裂，就會發(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，還會發(fā)生燃燒或爆炸。 四、基本概念沸騰液體擴展蒸氣爆炸（BLEVE）：如果裝有溫度BLEVE當外部火焰烘烤裝有易揮發(fā)性物質(zhì)的儲罐時，這種類型的爆炸就會發(fā)生。隨著儲罐內(nèi)物質(zhì)溫度的升高，儲罐內(nèi)液體的蒸氣壓增加，由于受到烘烤，儲罐的結(jié)構(gòu)完整性降低。如果儲罐破裂，過熱液體就會爆炸性地蒸發(fā)。 BLE