防火防爆燃燒與防火基本原理課件

第2章燃燒與防火基本原理第2章燃燒與防火基本原理防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第2頁主要內(nèi)容2.1燃燒基本原理2.2燃燒形式和燃燒過程2.3燃燒理論2.4燃燒速度及熱值2.5防火技術(shù)基本理論2.6防火基本技術(shù)措施2.7滅火技術(shù)基本理論和滅火器材防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第3頁2.1燃燒及燃燒條件

2.1.1燃燒現(xiàn)象燃燒是伴隨有發(fā)光、放熱現(xiàn)象的劇烈的氧化反應(yīng)。放熱、發(fā)光、生成新物質(zhì)是燃燒現(xiàn)象的三個(gè)特征。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第4頁2.1燃燒及燃燒條件

2.1.2燃燒條件燃燒三要素：燃料、助燃劑（氧化劑）、點(diǎn)火源燃料（可燃物）汽油苯木材塑料金屬氫氣一氧化碳。。。。氧化劑空氣氧氣氟氯過氧化氫過氯酸鹽金屬過氧化物硝酸銨。。。。點(diǎn)火源明火、靜電火花、高溫表面、自燃。。。。AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第5頁2.1燃燒及燃燒條件

2.1.2燃燒條件點(diǎn)火源明火電火花靜電火花高溫表面沖擊與摩擦自燃絕熱壓縮雷電其他射線強(qiáng)光。。。。。。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第6頁2.1燃燒及燃燒條件

2.1.2燃燒條件燃燒三要素需要達(dá)到一定的量并相互作用燃燒才能進(jìn)行。即：可燃物與助燃物作用并達(dá)到一定的數(shù)量和比例；足夠能量和溫度的引燃源與之作用。影響燃燒的因素：溫度：燃燒需要一定溫度，升高溫度燃燒速度加快；壓力：一般壓力升高濃度增大，反應(yīng)速度加快；惰性介質(zhì)：氧含量下降，使燃燒無法進(jìn)行。容器尺寸和材質(zhì)：對燃燒有一定的影響。。。。。。。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第7頁防火基本原理：消除三要素之一防火——消除三要素之一滅火——隔絕、稀釋空氣、降溫、終止連鎖反應(yīng)、隔離燃料等。AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第8頁防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第9頁防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第10頁2.2燃燒形式及燃燒過程

2.2.1燃燒類型

燃燒按其要素構(gòu)成的條件和瞬間發(fā)生的特點(diǎn)，分為閃燃、著火、自燃、爆炸4種類型。閃燃在一定溫度下，可燃性液體（包括少量可熔化的固體，如萘、樟腦、硫磺、石蠟、瀝青等)蒸氣與空氣混合后，達(dá)到一定濃度時(shí)，遇點(diǎn)火源產(chǎn)生的一閃即滅的燃燒現(xiàn)象，叫做閃燃。閃燃現(xiàn)象的產(chǎn)生，是因?yàn)榭扇夹砸后w在閃燃溫度下，蒸發(fā)速度不快，蒸發(fā)出來的氣體僅能維持剎那那的燃燒，而來不及補(bǔ)充新的蒸氣以維持穩(wěn)定的燃燒，故燃一下就滅。閃燃雖然是瞬間現(xiàn)象，但卻具備燃燒的全部特征，因此，也是人們必須研究和掌握的一種燃燒類型。閃點(diǎn)是衡量可燃液體危險(xiǎn)性的主要依據(jù)。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第11頁著火可燃物質(zhì)在與空氣并存條件下，遇到比其自燃點(diǎn)高的點(diǎn)火源使開始燃燒，并在點(diǎn)火源移開后仍能繼續(xù)燃燒，這種持續(xù)燃燒的現(xiàn)象叫著火。一切物質(zhì)的燃燒都是從它們的著火開始。著火就是燃撓的開始，并通常以出現(xiàn)火焰為特征。可燃物質(zhì)開始著火所需要的最低溫度叫燃點(diǎn)，又稱著火點(diǎn)或火焰點(diǎn)。對于可燃性液體，燃點(diǎn)則是指液體表面上的蒸汽與空氣的混合物接觸點(diǎn)火源后出現(xiàn)有焰燃燒不少于5秒鐘。燃點(diǎn)對評(píng)價(jià)可燃固體和高閃點(diǎn)液體的危險(xiǎn)性具有重要意義。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第12頁自燃可燃物在沒有外部火花、火焰等點(diǎn)火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱而發(fā)生的自然燃燒現(xiàn)象，叫做自燃。自燃現(xiàn)象按熱的來源不同．又分為受熱自燃和自熱自燃（本身自燃）。使可燃物發(fā)生自燃的最低溫度，叫做自燃點(diǎn)?？扇嘉锏淖匀键c(diǎn)愈低，火災(zāi)危險(xiǎn)性愈大。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第13頁tT初溫氧化自燃自燃燃燒誘導(dǎo)期氧化生成熱大于向外界散失的熱量物質(zhì)自燃的溫度變化：防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第14頁2.2燃燒過程氣體燃燒氣體最容易燃燒，在火源作用下加熱到燃點(diǎn)，就能氧化分解燃燒。液體燃燒可燃液體通常加熱蒸發(fā)，再氣相燃燒。固體燃燒可分三類加熱熔化、蒸發(fā)，氣相燃燒，如石蠟、硫等。加熱分解放出氣體燃燒，如木材、橡膠等。固體表面燃燒：如木炭、焦碳、金屬燃燒，無火焰。固體液體氣體熔化蒸發(fā)分解蒸發(fā)氧化分解著火燃燒防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第15頁蒸發(fā)燃燒可燃液體如酒精、苯等，它們的燃燒就是由于液體蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣被點(diǎn)燃起火而形成的。蒸氣點(diǎn)燃產(chǎn)生了火焰，它放出的熱量進(jìn)一步加熱液體表面，從而促使液體持續(xù)蒸左，使燃燒繼續(xù)下去。分解燃燒指在燃燒過程中可燃物首先遇熱分解，再由熱分解產(chǎn)物和氧反應(yīng)產(chǎn)生火焰。木材、煤、紙等固體可燃物的燃燒屬于此類，油、脂等高沸點(diǎn)液體和蠟、瀝青等低熔點(diǎn)的固體烴類的燃燒也屬此類。表面燃燒不能揮發(fā)、分解或汽化的木炭、焦碳、金屬等的燃燒，燃燒過程在固體表面進(jìn)行，通常產(chǎn)生紅熱的表面，不產(chǎn)生火焰，叫表面燃僥。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第16頁例：木材燃燒T＜110℃，放出水分110~130℃，開始分解130~150℃，變色150℃~200℃，分解主要放出水和二氧化碳，不燃燒T>200℃，放出一氧化碳、氫、碳?xì)浠衔?，開始燃燒T>300℃，析出氣體最多，燃燒最激烈分解氣體析出完，殘留木炭，表面燃燒防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第17頁2.3燃燒理論

2.3.1活化能理論分子碰撞理論碰撞有效碰撞鍵能活化分子活化能溫度對反應(yīng)的影響活化能E1反應(yīng)熱活化能E2防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第18頁2.3燃燒理論

2.3.1過氧化物理論分子在各種能量的作用下可以被活化。氧分子在熱能作用下形成過氧鍵，這種基團(tuán)加在被氧化物上形成過氧化物：

R-O-O-H或

R-O-O-R過氧化物有強(qiáng)氧化性且不穩(wěn)定，容易繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)或分解。該理論部分解釋了燃燒可以在較低溫度下進(jìn)行的事實(shí)。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第19頁2.3燃燒理論

2.3.1連鎖反應(yīng)理論連鎖反應(yīng)理論是由前蘇聯(lián)科學(xué)家謝苗諾夫捏出的。他認(rèn)為物質(zhì)的燃僥經(jīng)歷以下過程：可燃物質(zhì)或助燃物質(zhì)先吸收能量而離解為自由基自由基極其活潑，與其他分子反應(yīng)活化能很低。自由基與其他分子相互作用形成一系列連鎖反應(yīng)，將燃僥熱釋放出來。例：ROO·+RH→R·+ROOHR·+O2→ROO·

連鎖反應(yīng)歷程：鏈引發(fā)鏈發(fā)展鏈終止防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第20頁2.3燃燒理論

2.3.1連鎖反應(yīng)理論例：低壓下氫的氧化鏈引發(fā)H2+M→2H·+M

鏈發(fā)展H·+O2→·OH+O·O·+H2→·OH+H·

·OH+H2→H2O+H·鏈終止

H·+·OH+M→H2O+MH·+H·+M→H2+M鏈發(fā)展包括：直鏈連續(xù)分支鏈稀有分支鏈退化分支鏈防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第21頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度常見可燃?xì)怏w的火焰焰?zhèn)鞑ニ俣龋╩·s-1）氣體火焰最高傳播速度可燃?xì)怏w含量/%氣體火焰最高傳播速度可燃?xì)怏w含量/%氫4.8338.5丙烷0.324.6一氧化碳1.2545丁烷0.823.6甲烷0.679.8乙烯1.427.1乙烷0.856.5爐煤氣1.7017水煤氣3.143焦?fàn)t發(fā)生煤氣0.7348.5測試條件：管徑25.4mm，空氣混合物常以火焰?zhèn)鞑ニ俣群饬客ǔ?，單一化學(xué)組分的氣體比復(fù)雜氣體的燃燒速度快。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第22頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度影響氣體燃燒速度的因素濃度：稍高于化學(xué)計(jì)量濃度時(shí)燃燒速度最大。初始溫度：溫度高速度大。惰性氣體：有影響。管徑、材質(zhì)、方向管徑：越小速度越慢。材質(zhì)：有影響。方向：10%甲烷空氣混合物：垂直下點(diǎn)火：75cm/s水平：65垂直上點(diǎn)火：59.5防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第23頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c混合物組成的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第24頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c初溫的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第25頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c初溫的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第26頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度惰性氣體濃度對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懛阑鸱辣夹g(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第27頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度管徑對燃燒速度的影響（甲烷/空氣混合）燃燒速度隨管徑增大而增大，并趨于恒定；管徑縮小，速度變慢；管徑小至某一直徑，火焰不能傳播，此為阻火器原理。管徑燃燒速度防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第28頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度液體燃燒速度取決于液體的蒸發(fā)速度。兩種表示方法：液體燃燒直線速度，單位mm/min或cm/h液體燃燒質(zhì)量速度，單位g/(cm2

·min)或kg/(m2

·h)防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第29頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度可燃液體的燃燒速度防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第30頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度影響液體燃燒速度的因素液體燃燒速度取決于液體的蒸發(fā)速度。蒸發(fā)所需熱量主要來自燃燒的輻射熱，所有影響蒸發(fā)的因素均影響液體燃燒速度。液體熱容、蒸發(fā)潛熱、火焰輻射能力；初溫：溫度高燃燒速度快；風(fēng)速：一般風(fēng)速大加快燃燒；含水：含水石油產(chǎn)品較不含水石油產(chǎn)品燃燒慢；罐內(nèi)燃燒：罐直徑：液位：液位低燃燒快。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第31頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度初溫對液體燃燒速度的影響防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第32頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度儲(chǔ)罐直徑對燃燒速度的影響10cm80cm防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第33頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度風(fēng)速對液體燃燒速度的影響防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第34頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.3固體燃燒速度

固體物質(zhì)的燃燒速度一般小于可燃?xì)怏w和液體的燃饒速度不同組成、相同結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)燃燒速度差別很大：萘的衍生物、石蠟，三硫化磷，松香等固體物質(zhì)，其燃燒過程要經(jīng)過受熱熔化、蒸發(fā)、分解氧化、起火燃燒等幾個(gè)階段，一般速度較慢。硝基化合物、硝化纖維及其制品，因其本身含有不穩(wěn)定的含氧基團(tuán)，燃燒非常劇烈。密度：比表面：固體物質(zhì)比表面大燃燒速度快。含水量：防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第35頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.3固體燃燒速度木材燃燒速度與其密度的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第36頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.3固體燃燒速度木材燃燒速度與水分的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第37頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.3固體燃燒速度方木在不同斷面時(shí)的燃燒速度防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12幾個(gè)概念1、HeatCapacity；在沒有相變化和化學(xué)變化的條件下，一定量物質(zhì)溫度每升高一度所需要的熱量。熱容常見的表示形式：

平均熱容：

2.4燃燒速度及熱值

2.4.4熱值與燃燒溫度（燃燒過程的熱化學(xué)）幾個(gè)概念熱容常見的表示形式：平均熱容：2.4燃燒速度及2、HeatofReaction：以熱的形式向環(huán)境散發(fā)或從環(huán)境吸收的、生成物所含能量的總和與反應(yīng)物所含能量總和之間的差值。3、HeatofCmbustion：可燃物和助燃物作用生成穩(wěn)定產(chǎn)物時(shí)的化學(xué)反應(yīng)熱。4、HeatofFormation：化學(xué)反應(yīng)中由穩(wěn)定單質(zhì)反應(yīng)生成某化合物時(shí)的反應(yīng)熱，稱為該化合物的生成熱。

5、SandardHeatofFormation：在101325Pa和指定溫度下，由穩(wěn)定單質(zhì)反應(yīng)生成lmol某物質(zhì)的恒壓反應(yīng)熱。2、HeatofReaction：以熱的形式向環(huán)境散發(fā)或防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第40頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.4熱值與燃燒溫度6.StandardHeatofCombustion：在l01325Pa和指定溫度下，lmol某物質(zhì)被完全氧化時(shí)的恒壓反應(yīng)熱。手冊數(shù)據(jù)溫度一般298.15K；熱力學(xué)概念7.熱值單位質(zhì)量(或體積）的可燃物質(zhì)在完全燃燒時(shí)所放出的熱量稱為該物質(zhì)的發(fā)熱值，簡稱熱值。這是工程上的習(xí)慣概念；高熱值：生成水蒸汽冷凝為液體時(shí)的熱值。低熱值：生成水蒸汽不冷凝為液體時(shí)的熱值。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第41頁熱容與熱值的關(guān)系：平均熱容與熱值的關(guān)系：防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12（二）燃燒熱的計(jì)算(燃燒熱化學(xué)p162）1、蓋斯定律：在整個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中保持恒壓或恒容且系統(tǒng)沒有做任何非體積功時(shí)，化學(xué)反應(yīng)熱只決于反應(yīng)的開始和最終狀態(tài)，與反應(yīng)過程的具體途徑無關(guān)。2、燃燒熱的計(jì)算式（二）燃燒熱的計(jì)算(燃燒熱化學(xué)p162）3、例2-1：求乙醇在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。解：（1）化學(xué)反應(yīng)式：

C2H5OH（l）＋3O2→2CO2（g）＋3H2O（l）（2）查表得：3、例2-1：求乙醇在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。(3)利用蓋斯定律得：

(3)利用蓋斯定律得：例2-2：求焦?fàn)t煤氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。焦?fàn)t煤氣的組成：CO～6.8%、H2～57％、CH4～22.5%、C2H4～3.7％、CO2~2.3%、N2～4.7％、H2O～3％。解：（1）查表得：

（2）標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(283.0×0.068+285.83×0.57+890.31×0.225+1411.0×0.037)=434.69(kJ/mol)例2-2：求焦?fàn)t煤氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。焦?fàn)t煤氣的組成：CO～6.（三）熱值的計(jì)算1、CalorificValue：單位質(zhì)量或單位體積的可燃物完全燃燒所放出的熱量。2、HighCalorificValue：可燃物中的水和氫燃燒生成的水以液態(tài)存在時(shí)的熱值。3、LowCalorificValue：可燃物中的水和氫燃燒生成的水以氣態(tài)存在時(shí)的熱值。

（三）熱值的計(jì)算4、質(zhì)量熱值、體積熱值、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的關(guān)系對固體、液體可燃物：

對氣體可燃物：

5、門捷列夫經(jīng)驗(yàn)公式4、質(zhì)量熱值、體積熱值、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的關(guān)系對氣體可燃物：56、例2-3求1kg木材燃燒的高、低熱值。木材的組成C～43％、H～7％、O～43、W～6％、A～1％。解：6、例2-3

三、燃燒溫度的計(jì)算可燃物質(zhì)燃燒時(shí)所釋放出的熱量，一部分被火焰輻射喪失，而大部分則消耗在加熱燃燒產(chǎn)物上。由于可燃物燃燒所產(chǎn)生的熱量是在火焰燃燒區(qū)域內(nèi)析出的，因而火焰溫度也就是燃燒溫度。燃料錐燃燒區(qū)三、燃燒溫度的計(jì)算可燃物質(zhì)燃燒時(shí)所釋放出的熱量，一部分被火1、Ideal（orAdiahatic）TemperatureofCombustion：在以下條件下的溫度：（1）初溫：298K（25℃）（燃料溫度）（2）可燃物與空氣符合化學(xué)計(jì)量比（3）完全燃燒（4）燃燒前后壓力基本不變（5）燃燒過程絕熱燃燒所釋放的熱量完全用于燃燒產(chǎn)物的升溫。2、燃燒溫度的計(jì)算式（1）求燃燒熱（低熱值）1、Ideal（orAdiahatic）Tempera（2）內(nèi)差法求燃燒溫度3、例2-4：焦?fàn)t煤氣的組成見例2-2，試求其理論燃燒溫度。解：（1）由例題2-2得：VCO2＝0.391m3、VH2O=1.124m3、VN2=3.356m3(2)查表得：

例2-2：求焦?fàn)t煤氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。焦?fàn)t煤氣的組成：CO～6.8%、H2～57％、CH4～22.5%、C2H4～3.7％、CO2~2.3%、N2～4.7％、H2O～3％?？諝庀南禂?shù)取1.2.（2）內(nèi)差法求燃燒溫度3、例2-4：焦?fàn)t煤氣的組成見例2-2(3)焦?fàn)t煤氣的低熱值：

(4)查表得熱容：

(5)代入燃燒溫度計(jì)算公式得：(3)焦?fàn)t煤氣的低熱值：(4)查表得熱容：(5)代（6）積分并整理上式得：

解得理論燃燒溫度為T＝2401K、即t=2128℃

（6）積分并整理上式得：解得理論燃燒溫度為T＝2401K、例2-5：木材的組成見例2-3，試求其理論燃燒溫度溫度。解：（1）由例題2-4得：

VCO2＝0.803m3、VH2O=0.856m3、VN2=3.433m3

(2)由例題2-3得：1kg木材燃燒放出的低熱值為：Ql=16933kJ

(3)設(shè)t1=1900℃、查得：

將上述數(shù)據(jù)代入得：Ql1=1900×(0.803×2.4074+0.856×1.9423+3.433×1.4758）＝16458(kJ)Ql>Ql1，t>t1例2-5：木材的組成見例2-3，試求其理論燃燒溫度溫度。(2(4)設(shè)t2=2000℃、查得：Ql=16933kJ

Ql2=2000×（0.803×2.4221+0.856×1.9628+3.433×1.4825）

=17429(kJ)(5)Ql1<Ql<Ql2、有t1<t<t2、利用內(nèi)插法得：

(4)設(shè)t2=2000℃、查得：Ql=16933kJQl防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第56頁作業(yè)1、阻火器的工作原理以及分類？2、求2.5kg木材燃燒的高、低熱值。木材的組成C～45％、H～5％、O～41、W～6％、A～3％。3、已知焦?fàn)t煤氣的組成：CO～7.8%、H2～56％、CH4～22%、C2H4～4.7％、CO2~2.8%、N2～3.7％、H2O～3％。空氣消耗系數(shù)取1.1.求該焦?fàn)t煤氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱、熱值和燃燒溫度。4、聯(lián)系生產(chǎn)和生活實(shí)際，舉例說明閃燃、著火、自燃有哪些特征及其危險(xiǎn)性？防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12第2章燃燒與防火基本原理第2章燃燒與防火基本原理防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第58頁主要內(nèi)容2.1燃燒基本原理2.2燃燒形式和燃燒過程2.3燃燒理論2.4燃燒速度及熱值2.5防火技術(shù)基本理論2.6防火基本技術(shù)措施2.7滅火技術(shù)基本理論和滅火器材防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第59頁2.1燃燒及燃燒條件

2.1.1燃燒現(xiàn)象燃燒是伴隨有發(fā)光、放熱現(xiàn)象的劇烈的氧化反應(yīng)。放熱、發(fā)光、生成新物質(zhì)是燃燒現(xiàn)象的三個(gè)特征。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第60頁2.1燃燒及燃燒條件

2.1.2燃燒條件燃燒三要素：燃料、助燃劑（氧化劑）、點(diǎn)火源燃料（可燃物）汽油苯木材塑料金屬氫氣一氧化碳。。。。氧化劑空氣氧氣氟氯過氧化氫過氯酸鹽金屬過氧化物硝酸銨。。。。點(diǎn)火源明火、靜電火花、高溫表面、自燃。。。。AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第61頁2.1燃燒及燃燒條件

2.1.2燃燒條件點(diǎn)火源明火電火花靜電火花高溫表面沖擊與摩擦自燃絕熱壓縮雷電其他射線強(qiáng)光。。。。。。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第62頁2.1燃燒及燃燒條件

2.1.2燃燒條件燃燒三要素需要達(dá)到一定的量并相互作用燃燒才能進(jìn)行。即：可燃物與助燃物作用并達(dá)到一定的數(shù)量和比例；足夠能量和溫度的引燃源與之作用。影響燃燒的因素：溫度：燃燒需要一定溫度，升高溫度燃燒速度加快；壓力：一般壓力升高濃度增大，反應(yīng)速度加快；惰性介質(zhì)：氧含量下降，使燃燒無法進(jìn)行。容器尺寸和材質(zhì)：對燃燒有一定的影響。。。。。。。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第63頁防火基本原理：消除三要素之一防火——消除三要素之一滅火——隔絕、稀釋空氣、降溫、終止連鎖反應(yīng)、隔離燃料等。AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第64頁防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第65頁防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第66頁2.2燃燒形式及燃燒過程

2.2.1燃燒類型

燃燒按其要素構(gòu)成的條件和瞬間發(fā)生的特點(diǎn)，分為閃燃、著火、自燃、爆炸4種類型。閃燃在一定溫度下，可燃性液體（包括少量可熔化的固體，如萘、樟腦、硫磺、石蠟、瀝青等)蒸氣與空氣混合后，達(dá)到一定濃度時(shí)，遇點(diǎn)火源產(chǎn)生的一閃即滅的燃燒現(xiàn)象，叫做閃燃。閃燃現(xiàn)象的產(chǎn)生，是因?yàn)榭扇夹砸后w在閃燃溫度下，蒸發(fā)速度不快，蒸發(fā)出來的氣體僅能維持剎那那的燃燒，而來不及補(bǔ)充新的蒸氣以維持穩(wěn)定的燃燒，故燃一下就滅。閃燃雖然是瞬間現(xiàn)象，但卻具備燃燒的全部特征，因此，也是人們必須研究和掌握的一種燃燒類型。閃點(diǎn)是衡量可燃液體危險(xiǎn)性的主要依據(jù)。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第67頁著火可燃物質(zhì)在與空氣并存條件下，遇到比其自燃點(diǎn)高的點(diǎn)火源使開始燃燒，并在點(diǎn)火源移開后仍能繼續(xù)燃燒，這種持續(xù)燃燒的現(xiàn)象叫著火。一切物質(zhì)的燃燒都是從它們的著火開始。著火就是燃撓的開始，并通常以出現(xiàn)火焰為特征?？扇嘉镔|(zhì)開始著火所需要的最低溫度叫燃點(diǎn)，又稱著火點(diǎn)或火焰點(diǎn)。對于可燃性液體，燃點(diǎn)則是指液體表面上的蒸汽與空氣的混合物接觸點(diǎn)火源后出現(xiàn)有焰燃燒不少于5秒鐘。燃點(diǎn)對評(píng)價(jià)可燃固體和高閃點(diǎn)液體的危險(xiǎn)性具有重要意義。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第68頁自燃可燃物在沒有外部火花、火焰等點(diǎn)火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱而發(fā)生的自然燃燒現(xiàn)象，叫做自燃。自燃現(xiàn)象按熱的來源不同．又分為受熱自燃和自熱自燃（本身自燃）。使可燃物發(fā)生自燃的最低溫度，叫做自燃點(diǎn)?？扇嘉锏淖匀键c(diǎn)愈低，火災(zāi)危險(xiǎn)性愈大。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第69頁tT初溫氧化自燃自燃燃燒誘導(dǎo)期氧化生成熱大于向外界散失的熱量物質(zhì)自燃的溫度變化：防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第70頁2.2燃燒過程氣體燃燒氣體最容易燃燒，在火源作用下加熱到燃點(diǎn)，就能氧化分解燃燒。液體燃燒可燃液體通常加熱蒸發(fā)，再氣相燃燒。固體燃燒可分三類加熱熔化、蒸發(fā)，氣相燃燒，如石蠟、硫等。加熱分解放出氣體燃燒，如木材、橡膠等。固體表面燃燒：如木炭、焦碳、金屬燃燒，無火焰。固體液體氣體熔化蒸發(fā)分解蒸發(fā)氧化分解著火燃燒防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第71頁蒸發(fā)燃燒可燃液體如酒精、苯等，它們的燃燒就是由于液體蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣被點(diǎn)燃起火而形成的。蒸氣點(diǎn)燃產(chǎn)生了火焰，它放出的熱量進(jìn)一步加熱液體表面，從而促使液體持續(xù)蒸左，使燃燒繼續(xù)下去。分解燃燒指在燃燒過程中可燃物首先遇熱分解，再由熱分解產(chǎn)物和氧反應(yīng)產(chǎn)生火焰。木材、煤、紙等固體可燃物的燃燒屬于此類，油、脂等高沸點(diǎn)液體和蠟、瀝青等低熔點(diǎn)的固體烴類的燃燒也屬此類。表面燃燒不能揮發(fā)、分解或汽化的木炭、焦碳、金屬等的燃燒，燃燒過程在固體表面進(jìn)行，通常產(chǎn)生紅熱的表面，不產(chǎn)生火焰，叫表面燃僥。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第72頁例：木材燃燒T＜110℃，放出水分110~130℃，開始分解130~150℃，變色150℃~200℃，分解主要放出水和二氧化碳，不燃燒T>200℃，放出一氧化碳、氫、碳?xì)浠衔?，開始燃燒T>300℃，析出氣體最多，燃燒最激烈分解氣體析出完，殘留木炭，表面燃燒防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第73頁2.3燃燒理論

2.3.1活化能理論分子碰撞理論碰撞有效碰撞鍵能活化分子活化能溫度對反應(yīng)的影響活化能E1反應(yīng)熱活化能E2防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第74頁2.3燃燒理論

2.3.1過氧化物理論分子在各種能量的作用下可以被活化。氧分子在熱能作用下形成過氧鍵，這種基團(tuán)加在被氧化物上形成過氧化物：

R-O-O-H或

R-O-O-R過氧化物有強(qiáng)氧化性且不穩(wěn)定，容易繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)或分解。該理論部分解釋了燃燒可以在較低溫度下進(jìn)行的事實(shí)。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第75頁2.3燃燒理論

2.3.1連鎖反應(yīng)理論連鎖反應(yīng)理論是由前蘇聯(lián)科學(xué)家謝苗諾夫捏出的。他認(rèn)為物質(zhì)的燃僥經(jīng)歷以下過程：可燃物質(zhì)或助燃物質(zhì)先吸收能量而離解為自由基自由基極其活潑，與其他分子反應(yīng)活化能很低。自由基與其他分子相互作用形成一系列連鎖反應(yīng)，將燃僥熱釋放出來。例：ROO·+RH→R·+ROOHR·+O2→ROO·

連鎖反應(yīng)歷程：鏈引發(fā)鏈發(fā)展鏈終止防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第76頁2.3燃燒理論

2.3.1連鎖反應(yīng)理論例：低壓下氫的氧化鏈引發(fā)H2+M→2H·+M

鏈發(fā)展H·+O2→·OH+O·O·+H2→·OH+H·

·OH+H2→H2O+H·鏈終止

H·+·OH+M→H2O+MH·+H·+M→H2+M鏈發(fā)展包括：直鏈連續(xù)分支鏈稀有分支鏈退化分支鏈防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第77頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度常見可燃?xì)怏w的火焰焰?zhèn)鞑ニ俣龋╩·s-1）氣體火焰最高傳播速度可燃?xì)怏w含量/%氣體火焰最高傳播速度可燃?xì)怏w含量/%氫4.8338.5丙烷0.324.6一氧化碳1.2545丁烷0.823.6甲烷0.679.8乙烯1.427.1乙烷0.856.5爐煤氣1.7017水煤氣3.143焦?fàn)t發(fā)生煤氣0.7348.5測試條件：管徑25.4mm，空氣混合物常以火焰?zhèn)鞑ニ俣群饬客ǔ＃瑔我换瘜W(xué)組分的氣體比復(fù)雜氣體的燃燒速度快。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第78頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度影響氣體燃燒速度的因素濃度：稍高于化學(xué)計(jì)量濃度時(shí)燃燒速度最大。初始溫度：溫度高速度大。惰性氣體：有影響。管徑、材質(zhì)、方向管徑：越小速度越慢。材質(zhì)：有影響。方向：10%甲烷空氣混合物：垂直下點(diǎn)火：75cm/s水平：65垂直上點(diǎn)火：59.5防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第79頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c混合物組成的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第80頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c初溫的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第81頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c初溫的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第82頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度惰性氣體濃度對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懛阑鸱辣夹g(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第83頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.1氣體燃燒速度管徑對燃燒速度的影響（甲烷/空氣混合）燃燒速度隨管徑增大而增大，并趨于恒定；管徑縮小，速度變慢；管徑小至某一直徑，火焰不能傳播，此為阻火器原理。管徑燃燒速度防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第84頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度液體燃燒速度取決于液體的蒸發(fā)速度。兩種表示方法：液體燃燒直線速度，單位mm/min或cm/h液體燃燒質(zhì)量速度，單位g/(cm2

·min)或kg/(m2

·h)防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第85頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度可燃液體的燃燒速度防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第86頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度影響液體燃燒速度的因素液體燃燒速度取決于液體的蒸發(fā)速度。蒸發(fā)所需熱量主要來自燃燒的輻射熱，所有影響蒸發(fā)的因素均影響液體燃燒速度。液體熱容、蒸發(fā)潛熱、火焰輻射能力；初溫：溫度高燃燒速度快；風(fēng)速：一般風(fēng)速大加快燃燒；含水：含水石油產(chǎn)品較不含水石油產(chǎn)品燃燒慢；罐內(nèi)燃燒：罐直徑：液位：液位低燃燒快。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第87頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度初溫對液體燃燒速度的影響防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第88頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度儲(chǔ)罐直徑對燃燒速度的影響10cm80cm防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第89頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.2液體燃燒速度風(fēng)速對液體燃燒速度的影響防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第90頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.3固體燃燒速度

固體物質(zhì)的燃燒速度一般小于可燃?xì)怏w和液體的燃饒速度不同組成、相同結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)燃燒速度差別很大：萘的衍生物、石蠟，三硫化磷，松香等固體物質(zhì)，其燃燒過程要經(jīng)過受熱熔化、蒸發(fā)、分解氧化、起火燃燒等幾個(gè)階段，一般速度較慢。硝基化合物、硝化纖維及其制品，因其本身含有不穩(wěn)定的含氧基團(tuán)，燃燒非常劇烈。密度：比表面：固體物質(zhì)比表面大燃燒速度快。含水量：防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第91頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.3固體燃燒速度木材燃燒速度與其密度的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第92頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.3固體燃燒速度木材燃燒速度與水分的關(guān)系防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第93頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.3固體燃燒速度方木在不同斷面時(shí)的燃燒速度防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12幾個(gè)概念1、HeatCapacity；在沒有相變化和化學(xué)變化的條件下，一定量物質(zhì)溫度每升高一度所需要的熱量。熱容常見的表示形式：

平均熱容：

2.4燃燒速度及熱值

2.4.4熱值與燃燒溫度（燃燒過程的熱化學(xué)）幾個(gè)概念熱容常見的表示形式：平均熱容：2.4燃燒速度及2、HeatofReaction：以熱的形式向環(huán)境散發(fā)或從環(huán)境吸收的、生成物所含能量的總和與反應(yīng)物所含能量總和之間的差值。3、HeatofCmbustion：可燃物和助燃物作用生成穩(wěn)定產(chǎn)物時(shí)的化學(xué)反應(yīng)熱。4、HeatofFormation：化學(xué)反應(yīng)中由穩(wěn)定單質(zhì)反應(yīng)生成某化合物時(shí)的反應(yīng)熱，稱為該化合物的生成熱。

5、SandardHeatofFormation：在101325Pa和指定溫度下，由穩(wěn)定單質(zhì)反應(yīng)生成lmol某物質(zhì)的恒壓反應(yīng)熱。2、HeatofReaction：以熱的形式向環(huán)境散發(fā)或防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第96頁2.4燃燒速度及熱值

2.4.4熱值與燃燒溫度6.StandardHeatofCombustion：在l01325Pa和指定溫度下，lmol某物質(zhì)被完全氧化時(shí)的恒壓反應(yīng)熱。手冊數(shù)據(jù)溫度一般298.15K；熱力學(xué)概念7.熱值單位質(zhì)量(或體積）的可燃物質(zhì)在完全燃燒時(shí)所放出的熱量稱為該物質(zhì)的發(fā)熱值，簡稱熱值。這是工程上的習(xí)慣概念；高熱值：生成水蒸汽冷凝為液體時(shí)的熱值。低熱值：生成水蒸汽不冷凝為液體時(shí)的熱值。防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12

第97頁熱容與熱值的關(guān)系：平均熱容與熱值的關(guān)系：防火防爆技術(shù)技術(shù)劉秀玉2022/11/12（二）燃燒熱的計(jì)算(燃燒熱化學(xué)p162）1、蓋斯定律：在整個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中保持恒壓或恒容且系統(tǒng)沒有做任何非體積功時(shí)，化學(xué)反應(yīng)熱只決于反應(yīng)的開始和最終狀態(tài)，與反應(yīng)過程的具體途徑無關(guān)。2、燃燒熱的計(jì)算式（二）燃燒熱的計(jì)算(燃燒熱化學(xué)p162）3、例2-1：求乙醇在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。解：（1）化學(xué)反應(yīng)式：

C2H5OH（l）＋3O2→2CO2（g）＋3H2O（l）（2）查表得：3、例2-1：求乙醇在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。(3)利用蓋斯定律得：

(3)利用蓋斯定律得：例2-2：求焦?fàn)t煤氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱。焦?fàn)t煤氣的組成：CO～6.8%、H2～57％、CH4～22.5%、C2H4～3.7％、CO2~2.3%、N2～4.7％、H2O～3％。解：（1）查表得：

（2）標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(283.0×0.068+285.83×0.57+890.31×0.225+1411.0×0