固体的燃烧过程及燃烧形式

1、燃烧学固体的燃烧过程及燃烧形式燃烧学固体的燃烧过程1固体的分类及特性固体的燃烧形式燃烧学按结构分为晶体和非晶体按结构分为晶体和非晶体晶体晶体是有明确衍射图案的固是有明确衍射图案的固体，其体，其原子或分子的排列原子或分子的排列具有三具有三维空间的维空间的周期性周期性。固体的分类固体的分类燃烧学燃烧学燃烧学非晶体非晶体是指组成物质的是指组成物质的原子或原子或分子分子不呈空间有规则不呈空间有规则周期性排列周期性排列的固体。的固体。燃烧学燃烧学【Q】玻璃是晶体玻璃是晶体还是非晶体还是非晶体？答：非晶体。答：非晶体。燃烧学晶体晶体和和非晶体非晶体的区别的区别晶晶体拥有整齐规则的几体拥有整齐规则的几何外形

2、，固定的熔点，有各何外形，固定的熔点，有各向异性的特向异性的特点。点。燃烧学按熔点高低分为高熔点按熔点高低分为高熔点固体和低熔点固体固体和低熔点固体燃烧学按组成分为纯净物和混合物按组成分为纯净物和混合物燃烧学稳定的物理形态稳定的物理形态固体物质固体物质的的组成组成粒子粒子间通间通常常结合紧密结合紧密，因此具有一定的，因此具有一定的刚性、硬度和几何形状。刚性、硬度和几何形状。固体的特性固体的特性燃烧学受热软化、融化或分解受热软化、融化或分解固态条件下，固体物质固态条件下，固体物质的的组成粒子间具有较强的吸引力，组成粒子间具有较强的吸引力，粒子只能在一定位置上产生振动，不能移动。因此，粒子只能在一

3、定位置上产生振动，不能移动。因此，固体不具固体不具有流动和扩散特性，但受热后体积会膨胀。有流动和扩散特性，但受热后体积会膨胀。固体固体受热受热软化软化受热受热熔化熔化燃烧学受热升华受热升华部分物质因具有部分物质因具有较大的蒸气压，较大的蒸气压，在热作用下在热作用下从固态直接变为气态。从固态直接变为气态。升华是一个吸热过程，易升华的可升华是一个吸热过程，易升华的可燃固体产生的蒸气与空气混合具有燃固体产生的蒸气与空气混合具有爆炸危险性。爆炸危险性。燃烧学固体的燃烧过程1固体的分类及特性固体的燃烧形式2燃烧学高蒸气压固体即为高蒸气压固体即为饱和蒸气压大于饱和蒸气压大于101325Pa固体物质。此固体

4、物质。此类可燃固体类可燃固体受热升华变成蒸气受热升华变成蒸气，与空气混合形成，与空气混合形成预混燃烧，预混燃烧，如如萘、樟脑等。萘、樟脑等。高蒸气压固体的燃烧过程高蒸气压固体的燃烧过程燃烧学高熔点纯净物固体不需经过物理相变或化学分解过程，高熔点纯净物固体不需经过物理相变或化学分解过程，可燃物与空气在固体表面直接接触并进行燃烧可燃物与空气在固体表面直接接触并进行燃烧，如焦炭和木，如焦炭和木材等。材等。高熔点纯净物固体的燃烧过程高熔点纯净物固体的燃烧过程燃烧学低熔点纯净物固体（白磷、钠）和低熔点混合物固体（石低熔点纯净物固体（白磷、钠）和低熔点混合物固体（石蜡、沥青）受热首先经过蜡、沥青）受热首先

5、经过熔化和汽化熔化和汽化，产生的蒸气与空气混合，产生的蒸气与空气混合燃烧。燃烧。低熔点纯净物和低熔点混合物固体低熔点纯净物和低熔点混合物固体的燃烧过程的燃烧过程燃烧学高熔点混合物固体（煤炭）高熔点混合物固体（煤炭）组成和结构复杂组成和结构复杂，可能包含，可能包含上述类型特性的所有可燃物。上述类型特性的所有可燃物。其燃烧过程为：其燃烧过程为： 固体受热在其表面逸出可燃气体进行有焰燃烧。固体受热在其表面逸出可燃气体进行有焰燃烧。 低熔点固体融化、汽化进行有焰燃烧低熔点固体融化、汽化进行有焰燃烧。高熔点混合物固体的燃烧过程高熔点混合物固体的燃烧过程燃烧学 高熔点固体受热分解、碳化高熔点固体受热分解、

6、碳化产生可燃气体进行有焰燃烧。产生可燃气体进行有焰燃烧。 不能再分解的高熔点固体不能再分解的高熔点固体（一般是碳质）进行表面燃烧。（一般是碳质）进行表面燃烧。燃烧学固体的燃烧过程固体的分类及特性固体的燃烧形式23燃烧学是指可燃性固体是指可燃性固体受热升华或熔化后蒸发受热升华或熔化后蒸发，产生的可，产生的可燃气燃气体与空气边混合边着火体与空气边混合边着火的有焰燃烧。的有焰燃烧。是一是一个个熔化、汽化、扩熔化、汽化、扩散、燃烧散、燃烧的连续过程的连续过程。例如：磷。例如：磷、蜡、蜡烛、松香等。烛、松香等。蒸发燃烧蒸发燃烧燃烧学燃烧前燃烧前受热固体只发生受热固体只发生升华升华或熔化、蒸发或熔化、蒸发

7、物理变化，进入气物理变化，进入气相后，可燃蒸气扩散到空气中开相后，可燃蒸气扩散到空气中开始边混合边燃烧并形成火焰。始边混合边燃烧并形成火焰。【例例】蜡烛的燃烧蜡烛的燃烧固相区固相区液相区液相区气气相区相区燃烧学【Q】蒸发燃烧火焰大小的决定因素是什么蒸发燃烧火焰大小的决定因素是什么？火火焰的大小取决于焰的大小取决于固体融固体融化和液体汽化的速度，化和液体汽化的速度，而熔化和汽化的速度则取决于固体及液体从火焰区而熔化和汽化的速度则取决于固体及液体从火焰区吸收热量的多少。吸收热量的多少。燃烧学是指固体在其表面上是指固体在其表面上直接吸附氧气直接吸附氧气而发生的燃烧。而发生的燃烧。发生表面燃烧时，固体

8、物质受热既不熔化或汽化，也不发生发生表面燃烧时，固体物质受热既不熔化或汽化，也不发生分解，表面直接吸附氧气进行燃烧反应，所以分解，表面直接吸附氧气进行燃烧反应，所以不能产生火焰，燃不能产生火焰，燃烧速度也较慢烧速度也较慢。例如：木炭、焦炭、铁、铜。例如：木炭、焦炭、铁、铜等。等。表面表面燃烧燃烧燃烧学结构稳定、熔点较高的可燃性结构稳定、熔点较高的可燃性固体燃烧时，固体燃烧时，氧气不断扩散氧气不断扩散到高到高温温表面被吸附，固表面被吸附，固体表面呈体表面呈高温炽热高温炽热发光而无火焰发光而无火焰的状态，反应产物带的状态，反应产物带着热量从表面逸出。着热量从表面逸出。【例例】木炭木炭的燃烧的燃烧燃

9、烧学是指固体是指固体受热分解产生可燃气体受热分解产生可燃气体而后发生而后发生的有焰燃烧。的有焰燃烧。组组分复杂或分子结构较大分复杂或分子结构较大的固体，受热不发生相变，而是的固体，受热不发生相变，而是分分解析出可燃气体解析出可燃气体，当固体完全分解不再析出可燃气体后，留下的，当固体完全分解不再析出可燃气体后，留下的炭质固体残渣开始进行炭质固体残渣开始进行无焰的表面燃焼无焰的表面燃焼。例如：木材、煤、合成。例如：木材、煤、合成塑塑料等。料等。分解分解燃烧燃烧燃烧学是指在是指在氧气不足、湿度氧气不足、湿度较大较大的条件下，固体物质发的条件下，固体物质发生的生的只冒烟而无火焰只冒烟而无火焰的燃烧的燃

10、烧。例如：纸张、锯末、纤维织例如：纸张、锯末、纤维织物、橡胶等。物、橡胶等。阴阴燃燃燃烧学阴燃与有焰燃烧在一定条件下可以互相转化阴燃与有焰燃烧在一定条件下可以互相转化阴燃阴燃有焰燃烧有焰燃烧改改变变通风条通风条件，增加供氧量；阴件，增加供氧量；阴燃完全穿透固体可燃物，空气对流增燃完全穿透固体可燃物，空气对流增强，空气流入量增大强，空气流入量增大缺氧或湿度较大时，由于燃烧消缺氧或湿度较大时，由于燃烧消耗氧气及水蒸发耗能，氧气浓度和温耗氧气及水蒸发耗能，氧气浓度和温度降低，火焰逐渐熄灭度降低，火焰逐渐熄灭燃烧学【Q】四种燃烧的有何异同四种燃烧的有何异同？蒸发燃烧和分解燃烧都是有蒸发燃烧和分解燃烧都是有焰燃焰燃烧，只是可燃烧，只是可燃气体的来源不同；蒸发燃烧的可燃气体是相变的产气体的来源不同；蒸发燃烧的可燃气体是相变的产物，分解燃烧的可燃气体是来自固体的热分解。物，分解燃烧的可燃气体是来自固体的热分解。燃烧学表面燃烧和阴燃，都是发生在固体表面与空气的界表面燃烧和阴燃，都是发生在固体表面与空气的界面上，呈无焰的非均相燃烧，二者的区别：阴燃中固体面上，呈无焰的非均相燃烧，二者的