防火防爆燃烧与防火基本原理课件

第2章燃烧与防火基本原理第2章燃烧与防火基本原理防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第2页主要内容2.1燃烧基本原理2.2燃烧形式和燃烧过程2.3燃烧理论2.4燃烧速度及热值2.5防火技术基本理论2.6防火基本技术措施2.7灭火技术基本理论和灭火器材防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第3页2.1燃烧及燃烧条件

2.1.1燃烧现象燃烧是伴随有发光、放热现象的剧烈的氧化反应。放热、发光、生成新物质是燃烧现象的三个特征。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第4页2.1燃烧及燃烧条件

2.1.2燃烧条件燃烧三要素：燃料、助燃剂（氧化剂）、点火源燃料（可燃物）汽油苯木材塑料金属氢气一氧化碳。。。。氧化剂空气氧气氟氯过氧化氢过氯酸盐金属过氧化物硝酸铵。。。。点火源明火、静电火花、高温表面、自燃。。。。AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第5页2.1燃烧及燃烧条件

2.1.2燃烧条件点火源明火电火花静电火花高温表面冲击与摩擦自燃绝热压缩雷电其他射线强光。。。。。。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第6页2.1燃烧及燃烧条件

2.1.2燃烧条件燃烧三要素需要达到一定的量并相互作用燃烧才能进行。即：可燃物与助燃物作用并达到一定的数量和比例；足够能量和温度的引燃源与之作用。影响燃烧的因素：温度：燃烧需要一定温度，升高温度燃烧速度加快；压力：一般压力升高浓度增大，反应速度加快；惰性介质：氧含量下降，使燃烧无法进行。容器尺寸和材质：对燃烧有一定的影响。。。。。。。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第7页防火基本原理：消除三要素之一防火——消除三要素之一灭火——隔绝、稀释空气、降温、终止连锁反应、隔离燃料等。AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第8页防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第9页防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第10页2.2燃烧形式及燃烧过程

2.2.1燃烧类型

燃烧按其要素构成的条件和瞬间发生的特点，分为闪燃、着火、自燃、爆炸4种类型。闪燃在一定温度下，可燃性液体（包括少量可熔化的固体，如萘、樟脑、硫磺、石蜡、沥青等)蒸气与空气混合后，达到一定浓度时，遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象，叫做闪燃。闪燃现象的产生，是因为可燃性液体在闪燃温度下，蒸发速度不快，蒸发出来的气体仅能维持刹那那的燃烧，而来不及补充新的蒸气以维持稳定的燃烧，故燃一下就灭。闪燃虽然是瞬间现象，但却具备燃烧的全部特征，因此，也是人们必须研究和掌握的一种燃烧类型。闪点是衡量可燃液体危险性的主要依据。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第11页着火可燃物质在与空气并存条件下，遇到比其自燃点高的点火源使开始燃烧，并在点火源移开后仍能继续燃烧，这种持续燃烧的现象叫着火。一切物质的燃烧都是从它们的着火开始。着火就是燃挠的开始，并通常以出现火焰为特征。可燃物质开始着火所需要的最低温度叫燃点，又称着火点或火焰点。对于可燃性液体，燃点则是指液体表面上的蒸汽与空气的混合物接触点火源后出现有焰燃烧不少于5秒钟。燃点对评价可燃固体和高闪点液体的危险性具有重要意义。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第12页自燃可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象，叫做自燃。自燃现象按热的来源不同．又分为受热自燃和自热自燃（本身自燃）。使可燃物发生自燃的最低温度，叫做自燃点。可燃物的自燃点愈低，火灾危险性愈大。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第13页tT初温氧化自燃自燃燃烧诱导期氧化生成热大于向外界散失的热量物质自燃的温度变化：防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第14页2.2燃烧过程气体燃烧气体最容易燃烧，在火源作用下加热到燃点，就能氧化分解燃烧。液体燃烧可燃液体通常加热蒸发，再气相燃烧。固体燃烧可分三类加热熔化、蒸发，气相燃烧，如石蜡、硫等。加热分解放出气体燃烧，如木材、橡胶等。固体表面燃烧：如木炭、焦碳、金属燃烧，无火焰。固体液体气体熔化蒸发分解蒸发氧化分解着火燃烧防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第15页蒸发燃烧可燃液体如酒精、苯等，它们的燃烧就是由于液体蒸发产生的蒸气被点燃起火而形成的。蒸气点燃产生了火焰，它放出的热量进一步加热液体表面，从而促使液体持续蒸左，使燃烧继续下去。分解燃烧指在燃烧过程中可燃物首先遇热分解，再由热分解产物和氧反应产生火焰。木材、煤、纸等固体可燃物的燃烧属于此类，油、脂等高沸点液体和蜡、沥青等低熔点的固体烃类的燃烧也属此类。表面燃烧不能挥发、分解或汽化的木炭、焦碳、金属等的燃烧，燃烧过程在固体表面进行，通常产生红热的表面，不产生火焰，叫表面燃侥。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第16页例：木材燃烧T＜110℃，放出水分110~130℃，开始分解130~150℃，变色150℃~200℃，分解主要放出水和二氧化碳，不燃烧T>200℃，放出一氧化碳、氢、碳氢化合物，开始燃烧T>300℃，析出气体最多，燃烧最激烈分解气体析出完，残留木炭，表面燃烧防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第17页2.3燃烧理论

2.3.1活化能理论分子碰撞理论碰撞有效碰撞键能活化分子活化能温度对反应的影响活化能E1反应热活化能E2防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第18页2.3燃烧理论

2.3.1过氧化物理论分子在各种能量的作用下可以被活化。氧分子在热能作用下形成过氧键，这种基团加在被氧化物上形成过氧化物：

R-O-O-H或

R-O-O-R过氧化物有强氧化性且不稳定，容易继续发生反应或分解。该理论部分解释了燃烧可以在较低温度下进行的事实。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第19页2.3燃烧理论

2.3.1连锁反应理论连锁反应理论是由前苏联科学家谢苗诺夫捏出的。他认为物质的燃侥经历以下过程：可燃物质或助燃物质先吸收能量而离解为自由基自由基极其活泼，与其他分子反应活化能很低。自由基与其他分子相互作用形成一系列连锁反应，将燃侥热释放出来。例：ROO·+RH→R·+ROOHR·+O2→ROO·

连锁反应历程：链引发链发展链终止防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第20页2.3燃烧理论

2.3.1连锁反应理论例：低压下氢的氧化链引发H2+M→2H·+M

链发展H·+O2→·OH+O·O·+H2→·OH+H·

·OH+H2→H2O+H·链终止

H·+·OH+M→H2O+MH·+H·+M→H2+M链发展包括：直链连续分支链稀有分支链退化分支链防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第21页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度常见可燃气体的火焰焰传播速度（m·s-1）气体火焰最高传播速度可燃气体含量/%气体火焰最高传播速度可燃气体含量/%氢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炉煤气1.7017水煤气3.143焦炉发生煤气0.7348.5测试条件：管径25.4mm，空气混合物常以火焰传播速度衡量通常，单一化学组分的气体比复杂气体的燃烧速度快。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第22页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度影响气体燃烧速度的因素浓度：稍高于化学计量浓度时燃烧速度最大。初始温度：温度高速度大。惰性气体：有影响。管径、材质、方向管径：越小速度越慢。材质：有影响。方向：10%甲烷空气混合物：垂直下点火：75cm/s水平：65垂直上点火：59.5防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第23页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度火焰传播速度与混合物组成的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第24页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度火焰传播速度与初温的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第25页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度火焰传播速度与初温的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第26页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度惰性气体浓度对火焰传播速度的影响防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第27页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度管径对燃烧速度的影响（甲烷/空气混合）燃烧速度随管径增大而增大，并趋于恒定；管径缩小，速度变慢；管径小至某一直径，火焰不能传播，此为阻火器原理。管径燃烧速度防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第28页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度液体燃烧速度取决于液体的蒸发速度。两种表示方法：液体燃烧直线速度，单位mm/min或cm/h液体燃烧质量速度，单位g/(cm2

·min)或kg/(m2

·h)防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第29页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度可燃液体的燃烧速度防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第30页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度影响液体燃烧速度的因素液体燃烧速度取决于液体的蒸发速度。蒸发所需热量主要来自燃烧的辐射热，所有影响蒸发的因素均影响液体燃烧速度。液体热容、蒸发潜热、火焰辐射能力；初温：温度高燃烧速度快；风速：一般风速大加快燃烧；含水：含水石油产品较不含水石油产品燃烧慢；罐内燃烧：罐直径：液位：液位低燃烧快。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第31页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度初温对液体燃烧速度的影响防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第32页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度储罐直径对燃烧速度的影响10cm80cm防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第33页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度风速对液体燃烧速度的影响防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第34页2.4燃烧速度及热值

2.4.3固体燃烧速度

固体物质的燃烧速度一般小于可燃气体和液体的燃饶速度不同组成、相同结构的固体物质燃烧速度差别很大：萘的衍生物、石蜡，三硫化磷，松香等固体物质，其燃烧过程要经过受热熔化、蒸发、分解氧化、起火燃烧等几个阶段，一般速度较慢。硝基化合物、硝化纤维及其制品，因其本身含有不稳定的含氧基团，燃烧非常剧烈。密度：比表面：固体物质比表面大燃烧速度快。含水量：防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第35页2.4燃烧速度及热值

2.4.3固体燃烧速度木材燃烧速度与其密度的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第36页2.4燃烧速度及热值

2.4.3固体燃烧速度木材燃烧速度与水分的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第37页2.4燃烧速度及热值

2.4.3固体燃烧速度方木在不同断面时的燃烧速度防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12几个概念1、HeatCapacity；在没有相变化和化学变化的条件下，一定量物质温度每升高一度所需要的热量。热容常见的表示形式：

平均热容：

2.4燃烧速度及热值

2.4.4热值与燃烧温度（燃烧过程的热化学）几个概念热容常见的表示形式：平均热容：2.4燃烧速度及2、HeatofReaction：以热的形式向环境散发或从环境吸收的、生成物所含能量的总和与反应物所含能量总和之间的差值。3、HeatofCmbustion：可燃物和助燃物作用生成稳定产物时的化学反应热。4、HeatofFormation：化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热，称为该化合物的生成热。

5、SandardHeatofFormation：在101325Pa和指定温度下，由稳定单质反应生成lmol某物质的恒压反应热。2、HeatofReaction：以热的形式向环境散发或防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第40页2.4燃烧速度及热值

2.4.4热值与燃烧温度6.StandardHeatofCombustion：在l01325Pa和指定温度下，lmol某物质被完全氧化时的恒压反应热。手册数据温度一般298.15K；热力学概念7.热值单位质量(或体积）的可燃物质在完全燃烧时所放出的热量称为该物质的发热值，简称热值。这是工程上的习惯概念；高热值：生成水蒸汽冷凝为液体时的热值。低热值：生成水蒸汽不冷凝为液体时的热值。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第41页热容与热值的关系：平均热容与热值的关系：防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12（二）燃烧热的计算(燃烧热化学p162）1、盖斯定律：在整个化学反应过程中保持恒压或恒容且系统没有做任何非体积功时，化学反应热只决于反应的开始和最终状态，与反应过程的具体途径无关。2、燃烧热的计算式（二）燃烧热的计算(燃烧热化学p162）3、例2-1：求乙醇在25℃下的标准燃烧热。解：（1）化学反应式：

C2H5OH（l）＋3O2→2CO2（g）＋3H2O（l）（2）查表得：3、例2-1：求乙醇在25℃下的标准燃烧热。(3)利用盖斯定律得：

(3)利用盖斯定律得：例2-2：求焦炉煤气的标准燃烧热。焦炉煤气的组成：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）标准燃烧热(283.0×0.068+285.83×0.57+890.31×0.225+1411.0×0.037)=434.69(kJ/mol)例2-2：求焦炉煤气的标准燃烧热。焦炉煤气的组成：CO～6.（三）热值的计算1、CalorificValue：单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧所放出的热量。2、HighCalorificValue：可燃物中的水和氢燃烧生成的水以液态存在时的热值。3、LowCalorificValue：可燃物中的水和氢燃烧生成的水以气态存在时的热值。

（三）热值的计算4、质量热值、体积热值、标准燃烧热的关系对固体、液体可燃物：

对气体可燃物：

5、门捷列夫经验公式4、质量热值、体积热值、标准燃烧热的关系对气体可燃物：56、例2-3求1kg木材燃烧的高、低热值。木材的组成C～43％、H～7％、O～43、W～6％、A～1％。解：6、例2-3

三、燃烧温度的计算可燃物质燃烧时所释放出的热量，一部分被火焰辐射丧失，而大部分则消耗在加热燃烧产物上。由于可燃物燃烧所产生的热量是在火焰燃烧区域内析出的，因而火焰温度也就是燃烧温度。燃料锥燃烧区三、燃烧温度的计算可燃物质燃烧时所释放出的热量，一部分被火1、Ideal（orAdiahatic）TemperatureofCombustion：在以下条件下的温度：（1）初温：298K（25℃）（燃料温度）（2）可燃物与空气符合化学计量比（3）完全燃烧（4）燃烧前后压力基本不变（5）燃烧过程绝热燃烧所释放的热量完全用于燃烧产物的升温。2、燃烧温度的计算式（1）求燃烧热（低热值）1、Ideal（orAdiahatic）Tempera（2）内差法求燃烧温度3、例2-4：焦炉煤气的组成见例2-2，试求其理论燃烧温度。解：（1）由例题2-2得：VCO2＝0.391m3、VH2O=1.124m3、VN2=3.356m3(2)查表得：

例2-2：求焦炉煤气的标准燃烧热。焦炉煤气的组成：CO～6.8%、H2～57％、CH4～22.5%、C2H4～3.7％、CO2~2.3%、N2～4.7％、H2O～3％。空气消耗系数取1.2.（2）内差法求燃烧温度3、例2-4：焦炉煤气的组成见例2-2(3)焦炉煤气的低热值：

(4)查表得热容：

(5)代入燃烧温度计算公式得：(3)焦炉煤气的低热值：(4)查表得热容：(5)代（6）积分并整理上式得：

解得理论燃烧温度为T＝2401K、即t=2128℃

（6）积分并整理上式得：解得理论燃烧温度为T＝2401K、例2-5：木材的组成见例2-3，试求其理论燃烧温度温度。解：（1）由例题2-4得：

VCO2＝0.803m3、VH2O=0.856m3、VN2=3.433m3

(2)由例题2-3得：1kg木材燃烧放出的低热值为：Ql=16933kJ

(3)设t1=1900℃、查得：

将上述数据代入得：Ql1=1900×(0.803×2.4074+0.856×1.9423+3.433×1.4758）＝16458(kJ)Ql>Ql1，t>t1例2-5：木材的组成见例2-3，试求其理论燃烧温度温度。(2(4)设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、利用内插法得：

(4)设t2=2000℃、查得：Ql=16933kJQl防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第56页作业1、阻火器的工作原理以及分类？2、求2.5kg木材燃烧的高、低热值。木材的组成C～45％、H～5％、O～41、W～6％、A～3％。3、已知焦炉煤气的组成：CO～7.8%、H2～56％、CH4～22%、C2H4～4.7％、CO2~2.8%、N2～3.7％、H2O～3％。空气消耗系数取1.1.求该焦炉煤气的标准燃烧热、热值和燃烧温度。4、联系生产和生活实际，举例说明闪燃、着火、自燃有哪些特征及其危险性？防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12第2章燃烧与防火基本原理第2章燃烧与防火基本原理防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第58页主要内容2.1燃烧基本原理2.2燃烧形式和燃烧过程2.3燃烧理论2.4燃烧速度及热值2.5防火技术基本理论2.6防火基本技术措施2.7灭火技术基本理论和灭火器材防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第59页2.1燃烧及燃烧条件

2.1.1燃烧现象燃烧是伴随有发光、放热现象的剧烈的氧化反应。放热、发光、生成新物质是燃烧现象的三个特征。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第60页2.1燃烧及燃烧条件

2.1.2燃烧条件燃烧三要素：燃料、助燃剂（氧化剂）、点火源燃料（可燃物）汽油苯木材塑料金属氢气一氧化碳。。。。氧化剂空气氧气氟氯过氧化氢过氯酸盐金属过氧化物硝酸铵。。。。点火源明火、静电火花、高温表面、自燃。。。。AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第61页2.1燃烧及燃烧条件

2.1.2燃烧条件点火源明火电火花静电火花高温表面冲击与摩擦自燃绝热压缩雷电其他射线强光。。。。。。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第62页2.1燃烧及燃烧条件

2.1.2燃烧条件燃烧三要素需要达到一定的量并相互作用燃烧才能进行。即：可燃物与助燃物作用并达到一定的数量和比例；足够能量和温度的引燃源与之作用。影响燃烧的因素：温度：燃烧需要一定温度，升高温度燃烧速度加快；压力：一般压力升高浓度增大，反应速度加快；惰性介质：氧含量下降，使燃烧无法进行。容器尺寸和材质：对燃烧有一定的影响。。。。。。。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第63页防火基本原理：消除三要素之一防火——消除三要素之一灭火——隔绝、稀释空气、降温、终止连锁反应、隔离燃料等。AIR(OXYGEN)FUELIGNITIONSOURCE防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第64页防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第65页防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第66页2.2燃烧形式及燃烧过程

2.2.1燃烧类型

燃烧按其要素构成的条件和瞬间发生的特点，分为闪燃、着火、自燃、爆炸4种类型。闪燃在一定温度下，可燃性液体（包括少量可熔化的固体，如萘、樟脑、硫磺、石蜡、沥青等)蒸气与空气混合后，达到一定浓度时，遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象，叫做闪燃。闪燃现象的产生，是因为可燃性液体在闪燃温度下，蒸发速度不快，蒸发出来的气体仅能维持刹那那的燃烧，而来不及补充新的蒸气以维持稳定的燃烧，故燃一下就灭。闪燃虽然是瞬间现象，但却具备燃烧的全部特征，因此，也是人们必须研究和掌握的一种燃烧类型。闪点是衡量可燃液体危险性的主要依据。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第67页着火可燃物质在与空气并存条件下，遇到比其自燃点高的点火源使开始燃烧，并在点火源移开后仍能继续燃烧，这种持续燃烧的现象叫着火。一切物质的燃烧都是从它们的着火开始。着火就是燃挠的开始，并通常以出现火焰为特征。可燃物质开始着火所需要的最低温度叫燃点，又称着火点或火焰点。对于可燃性液体，燃点则是指液体表面上的蒸汽与空气的混合物接触点火源后出现有焰燃烧不少于5秒钟。燃点对评价可燃固体和高闪点液体的危险性具有重要意义。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第68页自燃可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象，叫做自燃。自燃现象按热的来源不同．又分为受热自燃和自热自燃（本身自燃）。使可燃物发生自燃的最低温度，叫做自燃点。可燃物的自燃点愈低，火灾危险性愈大。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第69页tT初温氧化自燃自燃燃烧诱导期氧化生成热大于向外界散失的热量物质自燃的温度变化：防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第70页2.2燃烧过程气体燃烧气体最容易燃烧，在火源作用下加热到燃点，就能氧化分解燃烧。液体燃烧可燃液体通常加热蒸发，再气相燃烧。固体燃烧可分三类加热熔化、蒸发，气相燃烧，如石蜡、硫等。加热分解放出气体燃烧，如木材、橡胶等。固体表面燃烧：如木炭、焦碳、金属燃烧，无火焰。固体液体气体熔化蒸发分解蒸发氧化分解着火燃烧防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第71页蒸发燃烧可燃液体如酒精、苯等，它们的燃烧就是由于液体蒸发产生的蒸气被点燃起火而形成的。蒸气点燃产生了火焰，它放出的热量进一步加热液体表面，从而促使液体持续蒸左，使燃烧继续下去。分解燃烧指在燃烧过程中可燃物首先遇热分解，再由热分解产物和氧反应产生火焰。木材、煤、纸等固体可燃物的燃烧属于此类，油、脂等高沸点液体和蜡、沥青等低熔点的固体烃类的燃烧也属此类。表面燃烧不能挥发、分解或汽化的木炭、焦碳、金属等的燃烧，燃烧过程在固体表面进行，通常产生红热的表面，不产生火焰，叫表面燃侥。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第72页例：木材燃烧T＜110℃，放出水分110~130℃，开始分解130~150℃，变色150℃~200℃，分解主要放出水和二氧化碳，不燃烧T>200℃，放出一氧化碳、氢、碳氢化合物，开始燃烧T>300℃，析出气体最多，燃烧最激烈分解气体析出完，残留木炭，表面燃烧防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第73页2.3燃烧理论

2.3.1活化能理论分子碰撞理论碰撞有效碰撞键能活化分子活化能温度对反应的影响活化能E1反应热活化能E2防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第74页2.3燃烧理论

2.3.1过氧化物理论分子在各种能量的作用下可以被活化。氧分子在热能作用下形成过氧键，这种基团加在被氧化物上形成过氧化物：

R-O-O-H或

R-O-O-R过氧化物有强氧化性且不稳定，容易继续发生反应或分解。该理论部分解释了燃烧可以在较低温度下进行的事实。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第75页2.3燃烧理论

2.3.1连锁反应理论连锁反应理论是由前苏联科学家谢苗诺夫捏出的。他认为物质的燃侥经历以下过程：可燃物质或助燃物质先吸收能量而离解为自由基自由基极其活泼，与其他分子反应活化能很低。自由基与其他分子相互作用形成一系列连锁反应，将燃侥热释放出来。例：ROO·+RH→R·+ROOHR·+O2→ROO·

连锁反应历程：链引发链发展链终止防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第76页2.3燃烧理论

2.3.1连锁反应理论例：低压下氢的氧化链引发H2+M→2H·+M

链发展H·+O2→·OH+O·O·+H2→·OH+H·

·OH+H2→H2O+H·链终止

H·+·OH+M→H2O+MH·+H·+M→H2+M链发展包括：直链连续分支链稀有分支链退化分支链防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第77页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度常见可燃气体的火焰焰传播速度（m·s-1）气体火焰最高传播速度可燃气体含量/%气体火焰最高传播速度可燃气体含量/%氢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炉煤气1.7017水煤气3.143焦炉发生煤气0.7348.5测试条件：管径25.4mm，空气混合物常以火焰传播速度衡量通常，单一化学组分的气体比复杂气体的燃烧速度快。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第78页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度影响气体燃烧速度的因素浓度：稍高于化学计量浓度时燃烧速度最大。初始温度：温度高速度大。惰性气体：有影响。管径、材质、方向管径：越小速度越慢。材质：有影响。方向：10%甲烷空气混合物：垂直下点火：75cm/s水平：65垂直上点火：59.5防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第79页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度火焰传播速度与混合物组成的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第80页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度火焰传播速度与初温的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第81页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度火焰传播速度与初温的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第82页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度惰性气体浓度对火焰传播速度的影响防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第83页2.4燃烧速度及热值

2.4.1气体燃烧速度管径对燃烧速度的影响（甲烷/空气混合）燃烧速度随管径增大而增大，并趋于恒定；管径缩小，速度变慢；管径小至某一直径，火焰不能传播，此为阻火器原理。管径燃烧速度防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第84页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度液体燃烧速度取决于液体的蒸发速度。两种表示方法：液体燃烧直线速度，单位mm/min或cm/h液体燃烧质量速度，单位g/(cm2

·min)或kg/(m2

·h)防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第85页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度可燃液体的燃烧速度防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第86页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度影响液体燃烧速度的因素液体燃烧速度取决于液体的蒸发速度。蒸发所需热量主要来自燃烧的辐射热，所有影响蒸发的因素均影响液体燃烧速度。液体热容、蒸发潜热、火焰辐射能力；初温：温度高燃烧速度快；风速：一般风速大加快燃烧；含水：含水石油产品较不含水石油产品燃烧慢；罐内燃烧：罐直径：液位：液位低燃烧快。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第87页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度初温对液体燃烧速度的影响防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第88页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度储罐直径对燃烧速度的影响10cm80cm防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第89页2.4燃烧速度及热值

2.4.2液体燃烧速度风速对液体燃烧速度的影响防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第90页2.4燃烧速度及热值

2.4.3固体燃烧速度

固体物质的燃烧速度一般小于可燃气体和液体的燃饶速度不同组成、相同结构的固体物质燃烧速度差别很大：萘的衍生物、石蜡，三硫化磷，松香等固体物质，其燃烧过程要经过受热熔化、蒸发、分解氧化、起火燃烧等几个阶段，一般速度较慢。硝基化合物、硝化纤维及其制品，因其本身含有不稳定的含氧基团，燃烧非常剧烈。密度：比表面：固体物质比表面大燃烧速度快。含水量：防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第91页2.4燃烧速度及热值

2.4.3固体燃烧速度木材燃烧速度与其密度的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第92页2.4燃烧速度及热值

2.4.3固体燃烧速度木材燃烧速度与水分的关系防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第93页2.4燃烧速度及热值

2.4.3固体燃烧速度方木在不同断面时的燃烧速度防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12几个概念1、HeatCapacity；在没有相变化和化学变化的条件下，一定量物质温度每升高一度所需要的热量。热容常见的表示形式：

平均热容：

2.4燃烧速度及热值

2.4.4热值与燃烧温度（燃烧过程的热化学）几个概念热容常见的表示形式：平均热容：2.4燃烧速度及2、HeatofReaction：以热的形式向环境散发或从环境吸收的、生成物所含能量的总和与反应物所含能量总和之间的差值。3、HeatofCmbustion：可燃物和助燃物作用生成稳定产物时的化学反应热。4、HeatofFormation：化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热，称为该化合物的生成热。

5、SandardHeatofFormation：在101325Pa和指定温度下，由稳定单质反应生成lmol某物质的恒压反应热。2、HeatofReaction：以热的形式向环境散发或防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第96页2.4燃烧速度及热值

2.4.4热值与燃烧温度6.StandardHeatofCombustion：在l01325Pa和指定温度下，lmol某物质被完全氧化时的恒压反应热。手册数据温度一般298.15K；热力学概念7.热值单位质量(或体积）的可燃物质在完全燃烧时所放出的热量称为该物质的发热值，简称热值。这是工程上的习惯概念；高热值：生成水蒸汽冷凝为液体时的热值。低热值：生成水蒸汽不冷凝为液体时的热值。防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12

第97页热容与热值的关系：平均热容与热值的关系：防火防爆技术技术刘秀玉2022/11/12（二）燃烧热的计算(燃烧热化学p162）1、盖斯定律：在整个化学反应过程中保持恒压或恒容且系统没有做任何非体积功时，化学反应热只决于反应的开始和最终状态，与反应过程的具体途径无关。2、燃烧热的计算式（二）燃烧热的计算(燃烧热化学p162）3、例2-1：求乙醇在25℃下的标准燃烧热。解：（1）化学反应式：

C2H5OH（l）＋3O2→2CO2（g）＋3H2O（l）（2）查表得：3、例2-1：求乙醇在25℃下的标准燃烧热。(3)利用盖斯定律得：

(3)利用盖斯定律得：例2-2：求焦炉煤气的标准燃烧热。焦炉煤气的组成：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）标准燃烧热(283.0×0.068+285.83×0.57+890.31×0.225+1411.0×0