消防燃烧理论课件

消防我国消防定义—火灾预防和扑救英文定义—ＦireＰrotection1991年1月17日，海湾战争，美军死亡人数：148人。1994年12月8日，新疆克拉玛依市友谊馆火灾，死亡人数：326人。1994年11月27日，辽宁阜新市艺苑歌舞厅火灾，死亡人数：223人。2000年12月25日，河南洛阳市东都商厦歌舞厅火灾，死亡人数：309人。上世纪最后10年死亡人数前4位的火灾时间地点死亡人数1994年11月27日辽宁阜新市艺苑歌舞厅2231994年12月8日新疆克拉玛依市友谊馆3262000年3月29日河南焦作市天堂音像俱乐部742000年12月25日河南洛阳市东都商厦歌舞厅309

一、燃烧本质燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象。C+O2=CO2H2+Cl2=2HCl

2Na+2H2O=NaOH+H2↑+371.5kJ2H2+O2=2H2O+438.6kJ2Na+O2

=Na2O2C、H2、Na—可燃物O2、Cl2、H2O—氧化剂

一、燃烧本质二、燃烧条件二、燃烧条件可燃物氧化剂（助燃物）温度（引火源）一、燃烧本质二、燃烧条件三、燃烧产物完全燃烧：产物不能再烧燃不完全燃烧：产物还能再烧燃

ＣＯ2无色不燃轻度毒性6%呼吸急促、困难7~10%几分钟失去知觉、死亡ＣＯ无色无味强烈毒性0.1%1小时后头痛、呕吐1%吸气数次失去知觉、死亡火车车厢燃烧面积达到４％（即12.3m2）时，车厢内一氧化碳气体含量达到0.8％。一、燃烧本质二、燃烧条件三、燃烧产物四、火焰火焰：发光的气相燃烧区域O2O2气相燃烧思考题：在大兴安岭火灾中发挥重要灭火作用的风力灭火机是什么灭火方法？热分解火焰：发光的气相燃烧区域O2O2气相燃烧固相燃烧思考题：在大兴安岭火灾中发挥重要灭火作用的风力灭火机是什么灭火方法？思考题：在大兴安岭火灾中发挥重要灭火作用的风力灭火机是什么灭火方法？五、燃烧类型（一）闪燃（二）着火（三）受热自燃（四）本身自燃（五）爆炸4KNO3+3S+2C=2K2CO3+2N2

↑+3SO2↑自燃一、燃烧本质二、燃烧条件三、燃烧产物四、火焰五、燃烧类型六、链锁反应理论（二）过程1.链引发2.链传递

3.链终止H2+Br2

→2HBrM+Br2

→2Br˙+M(链引发)Br˙+H2

→HBr+H˙H˙+Br2

→HBr+Br˙(链传递)H˙+HBr→H2+Br˙M+2Br˙

→Br2+M(链终止)（二）过程

（四）支链反应：在链传递过程中，一个自由基在生成产物的同时，产生两个或两个以上自由基的链锁反应。

2H2+O2

→2H2O(总反应)(1)M+H2→2H˙+M(链引发)(2)H˙+O2

→H˙+O˙

˙(3)O˙+H2

→H˙+OH˙(4)OH˙+H2

→H˙+H2O(链传递)(5)OH˙+H2

→H˙+H2O(6)H˙

→器壁破坏(7)OH˙

→器壁破坏(链终止)(8)OH˙+H˙

→H2O将(2)(3)(4)(5)相加可得:H˙+3H2+O2→2H2O+3H˙

（二）支链反应H˙+3H2+O2→2H2O+3H˙

第一章消防燃烧理论第一节物质燃烧原理第二节着火过程一、受热自燃过程二、本身自燃过程三、强迫着火（点燃）过程（一）火焰点燃可燃物1、火焰与可燃物接触2、火焰与可燃物间隔三、强迫着火（点燃）过程

（一）火焰点燃可燃物1、火焰与可燃物接触

（一）火焰点燃可燃物1、火焰与可燃物接触

2、火焰与可燃物间隔（一）火焰点燃可燃物1、火焰与可燃物接触2、火焰与可燃物间隔（二）高温物体点燃可燃物l、烟囱（筒）表面及其火星2、烟头 3、发动机排气管4、烧红的钢铁制件5、高温金属焊渣6、其他高温物体（三）绝热压缩点燃可燃物（四）撞击与摩擦点燃可燃物三、强迫着火︵点燃︶过程

（四）撞击与摩擦点燃可燃物高温固体微粒（一）火焰点燃可燃物1、火焰与可燃物接触2、火焰与可燃物间隔（二）高温物体点燃可燃物l、烟囱（筒）表面及其火星2、烟头 3、发动机排气管4、烧红的钢铁制件5、高温金属焊渣6、其他高温物体（三）绝热压缩点燃可燃物（四）撞击与摩擦点燃可燃物（五）日光照射与聚焦点燃可燃物（六）化学反应放热点燃可燃物（七）电火花点燃可燃物三、强迫着火︵点燃︶过程一、引燃最小能量最小点火能：能在给定的可燃混气中引起着火的最小火花能量。

氢气0.02mj丙烷0.305mj氨气1000mj电火花引燃可燃气＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－－－－第一章消防燃烧理论第一节物质燃烧原理第二节着火过程第三节气体燃烧一、爆炸﹤2.5%2.5~82%﹥80%100%实验结果：乙炔气体在浓度2.5~80%浓度范围发生爆炸。乙炔气体不着火不爆炸爆炸着火不着火不爆炸0100%2.582不着火不爆炸爆炸着火不着火不爆炸乙炔气体浓度坐标第四节

气体燃烧

一、爆炸（一）爆炸浓度极限爆炸极限定义：可燃气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物遇火源能发生爆炸的浓度范围。爆炸下限定义：……的最低浓度爆炸上限定义：……的最高浓度

可燃气体、液体蒸汽的爆炸浓度极限气体名称爆炸浓度极限（%）气体名称爆炸浓度极限（%）下限上限下限上限甲烷515苯1.59.5乙烯2.7534乙醇3.318乙炔2.582乙醚1.8540氢475灯用煤油1.47.5一氧化碳12.571车用汽油1.77.21、循环泵；2、接水银压力计；3、电极；4、爆炸管；5、阻火网；6、接空气；7、接试样；8、接真空泵；9、排大气（二）爆炸极限的测定

体积比=可燃气体的体积容器的容积思考题：有一容积为50m3的房间，房间内有3kg乙醚盛装在开口容器中，经过一段时间，容器中的乙醚全部挥发到空气中。试问房间内乙醚蒸汽的浓度是多少?有人点火吸烟有无危险？(假设乙醚气体的比重是0.001kg/dm3)。解：房间容积=50m3乙醚气体的体积3/0.001＝3000dm3＝3m3

房间内乙醚蒸汽的浓度的体积比＝3/50＝0.06＝6%乙醚气体爆炸浓度极限是1.85～40%故有人点火吸烟会发生爆炸。第四节

气体燃烧

一、爆炸二、爆燃0100%2.582不着火不爆炸爆炸着火不着火不爆炸乙炔气体浓度坐标第四节

气体燃烧

一、爆炸二、爆燃扩展速度略低于音速三、爆轰扩展速度高于音速出现冲击波（一）冲击波的形成TP①②T+△TP+△P波速=音速②＞①③＞②①②③突跃面（二）发生爆轰的条件1.在长管中由燃烧转变为爆轰L/D＞〔L/D〕min不爆轰不爆轰不爆轰爆轰爆轰爆轰2.强电火花引起爆轰3.达到爆轰浓度极限乙炔爆炸浓度极限爆轰浓度极限2.5%~82%4.2%~50%0100%82爆炸2.54.250爆轰四、湍流燃烧（一）层流和湍（tuan）流1.层流：流体质点在流动时，各层间互不相混，互不干扰，各自沿直线向前流动，称层流；2.湍流：流体质点在流动时，处于完全无规则的乱流状态，甚至出现旋涡，称湍流。（二）湍流燃烧特点1.湍流燃烧：可燃气体与空气的混合气体呈湍流状态时的燃烧；2.预混气层流火焰与湍流火焰外形扩散燃烧：可燃气和未燃气没有预先混合，而是边混合边进行的燃烧。火焰外形内容第三节气体燃烧一、爆炸二、爆燃三、爆轰四、湍流燃烧五、扩散燃烧第四节液体燃烧一、闪燃110℃燃点140℃闪点：在规定的试验条件下，可燃液体表面上能产生间燃时，可燃液体的最低温度。闪点思考题：某种润滑油加温到125℃和130℃时分别进行了点火，都发生了闪燃，是否可以由此确定出这种润滑油的闪点?为什么?

答：不能。因为闪点是可燃性液体发生闪燃的最低温度，而125℃不一定是最低温度，因此不能确定出这种润滑油的闪点。（四）闪点测定：开杯式闪点测定仪一般适用于测定闪点高于100℃的液体，闭杯式适用于闪点低于100℃的液体。110℃140℃闪点1.用于评定可燃液体火险性的大小；低闪点液体：闪点＜－18℃中闪点液体：－18℃≤闪点＜23℃高闪点液体：23℃≤闪点≤61℃2.用于生产、储存的火灾危险性分类甲类：闪点＜28℃乙类：28≤闪点＜

60℃丙类：闪点≥60℃3.作为灭火剂供给强度的依据（五）闪点的实用意义：固定式泡沫灭火系统组成由永久固定的泡沫消防泵、泡沫比例混合器、泡沫产生装置和管道组成的灭火系统系统的灭火程序及操作使用半固定式泡沫灭火系统系统的组成由固定的泡沫产生装置、泡沫消防车或机动泵、用水带连接组成的灭火系统工作原理框图移动式泡沫灭火系统系统的组成油品类别供给强度连续供给时间（min）固定式、半固定式移动式泡沫l/s.m2混合液l/min.m2泡沫l/s.m2混合液l/min.m2闪点＜60℃0.881.01030闪点≥60℃0.660.8830泡沫或泡沫混合液供给强度例如：油品：汽油油罐：1个、10m2灭火装置：半固定式灭火剂：泡沫供给强度：0.810m2：0.8×10=8每分钟：8×60=48030分钟：480×30=14400第四节液体燃烧一、闪燃二、着火110℃燃点140℃闪点第四节液体燃烧一、闪燃二、着火三、受热自燃受热自燃过程第四节液体燃烧一、闪燃二、着火三、受热自燃四、沸溢式和喷溅式燃烧四、沸溢式和喷溅式燃烧沸溢式燃烧四、沸溢式和喷溅式燃烧喷溅式燃烧120m四、沸溢式和喷溅式燃烧（一）热波特性沸程宽轻质沸点低重质沸点高四、沸溢式和喷溅式燃烧（一）热波特性（二）条件和前兆沸溢的条件1.液体有热波特性2.含有一定量的水（自由水、乳化水）沸溢的条件1.液体有热波特性2.含有一定量的水（自由水、乳化水）沸溢的前兆1.火焰变白变亮变高2.烟气由浓变大3.伴有“呼隆”声响喷溅的条件1.液体有热波特性2.液体下面有水垫层（油水分离）3.高温层与水接触喷溅的条件1.液体有热波特性2.液体下面有水垫层（油水分离）3.高温层与水接触喷溅的前兆1.火焰变白变亮变高2.储罐轻微震动发生沸溢的时间与原油的种类、水分含量有关。根据实验，含有1%水分的石油，经45～60分钟燃烧就会发生沸溢。（三）沸溢时间（四）喷溅时间t=hv1+v2油层厚度燃烧速度热波速度hV1V2t=s/v思考题：某油池有水垫层，油层深160cm，失火后，该油直线燃烧速度2mm/min，热波速度0.1mm/s，问从起火到发生喷溅式燃烧需多长时间？解：h＝160cm＝1600mmv1＝2mm/minv2＝0.1mm/s＝6mm/min喷溅时间t＝h/v1+v2＝1200/2+6＝200min从起火到发生喷溅式燃烧需多长200min。

第五节固体燃烧一、固体燃烧概述（一）燃烧形式固体熔融蒸发：蜡热分解：木材升华：萘气体空气燃烧固体空气燃烧02co2吸附氧化第一节固体燃烧一、固体燃烧概述（一）燃烧形式1.蒸发式燃烧2.表面燃烧3.分解燃烧4.熏烟燃烧（阴燃）5.动力燃烧（爆炸）二、固体的热分解（一）木材的热分解

1.木材的组成木材的种类、产地不同，木材的组成也不同。但主要成分是碳（约50％）、氢（约6.4%）和氧（约42.6%）元素，还有少量的氮（0.01～0.2％）和其它元素（0.8～0.9％），但不含有其它原料中常有的硫。2.木材的热分解及燃烧加热到110℃，干燥、蒸发出少量树脂；加热到130℃，开始分解出水汽、CO2；加热到220～250℃，变色碳化，分解出CO、H2、CH化合物；加热到300℃以上，有形结构开始断裂。木材全部热分解剩余30～38%的碳渣（二）固体（煤）的热分解t＜105℃：析出吸留气体和水分；t＝200－300℃：软化成塑，析出CO、CO2、CO4；t＝300－550℃：析焦油、[CH]、CO、CO2；t＝500－750℃：半焦分解，析出含H较多气体；t＝760－1000℃：半焦成焦炭，析出少量以H为主的气体。（一）金属类

1.挥发金属挥发金属（如Li、Na、K等），沸点一般低于其氧化物的熔点（K除外），固体氧化物，燃烧，白烟。三、几类固体的燃烧2.不挥发金属不挥发金属（Al、Ti、Fe

），氧化物的熔点低于金属的沸点，液态氧化物，阻止燃烧。不挥发金属在粉末状、气熔胶状、刨花状时在空气中燃烧进行得很激烈，且不生成烟。（二）高分子化合物的燃烧C2H4CH2CH2CH2=CH2聚乙烯塑料、橡胶、合成纤维CH2=CH2CH2=CH21.只含碳和氢的高聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，易燃但不猛烈，火焰呈兰色或黄色，燃烧时有熔滴，产生有毒的一氧化碳气体。2.含有氧的高聚物，如有机玻璃、赛璐璐等，易燃且猛烈，火焰呈黄色，无熔滴，并产生有毒的一氧化碳气体。3.含有氮的高聚物，如脲甲醛树脂为难燃自熄；三聚氰胺甲醛树脂为缓燃缓熄；尼龙为易燃以烬。有熔滴，产生一氧化碳、氧化氮和氰化氢气体。聚氨脂各类高聚物燃烧概述4.含有氯的高聚物，如聚氯乙烯等，硬的为难燃自熄，软的为缓燃缓熄，火焰呈黄色，燃烧时无熔滴，有炭瘤，产生氯化氢气体，有毒且溶于水后有腐蚀性。5.含有氟的高聚物，不燃，加强热时能放出腐蚀毒害性的氟化氢气体。6.酚醛树脂，无填料的为难燃自熄，有木粉填料的为缓燃缓熄，火焰呈黄色，冒黑烟，放出有毒的酚蒸气。各类高聚物燃烧概述第六节粉尘燃烧一、概念（一）分散体系：一种物质的极小的颗粒(称为分散相)分散在另一种物质(分散介质)中所组成的体系。

分类分散相分散介质名称1固体液体溶胶2液体3气体4固体气体气溶胶5液体6固体固体固溶胶7液体8气体（一）分散体系第六节粉尘燃烧一、概念（一）分散体系：一种物质的极小的颗粒（称为分散相）分散在另一种物质（分散介质）中所组成的体系。

（二）粉尘：固体分散在气相中的一种分散体系。（三）可燃粉尘：凡是遇引火源能够发生燃烧和爆炸的粉尘。1.金属铝粉、镁粉。（三）可燃粉尘：凡是遇引火源能够发生燃烧和爆炸的粉尘。1.金属铝粉、镁粉。2.煤碳3.粮食4.饮料5.农副产品6.林产品7.合成材料7.合成材料一、粉尘特性（一）粉尘的分散度分散度：粉