【安全】第4章可燃气体燃烧

第4章可燃气体熄灭第2章熄灭参数的计算第1章熄灭根底与特征消防燃烧学第3章着火与灭火根本实际第四章可燃气体熄灭1预混火焰传播实际2可燃气体爆炸与爆轰3爆炸极限4气体爆炸的预防5湍流熄灭与分散熄灭4.1预混火焰传播实际火焰〔熄灭波〕在预混气体中有传播方式：1.正常火焰传播1.熄灭后气体压力减小或接近不变2.熄灭后气体的密度减小3.熄灭波〔火焰〕以亚音速传播2.爆轰：由熄灭引起并依托熄灭维持的超音速火焰传播方式1.熄灭后气体压力增大2.熄灭后气体的密度升高3.熄灭波〔火焰〕以超音速传播3.爆轰发生的条件1.容器直径大于临界直径2.管道要有足够的长度3.混气浓度在爆轰极限浓度范围之内思索：1.爆轰景象通常在哪些场所发生？2.如何预防爆轰景象的发生？正常火焰传播速度受哪些要素影响？4.2层流预混气中正常火焰传播速度1.火焰是如何传播的？2.影响火焰传播速度的要素有哪些？3.火焰传播速度的测定一、火焰传播机理1.火焰前沿：已燃区和未燃区之间的薄薄的化学反响区2.火焰前沿的特点：〔1〕包括预热区和化学反响区两部分〔2〕存在剧烈的导热和物质分散3.火焰传播机理：〔1〕热实际：火焰加热未燃区域，使其温度升高〔2〕分散实际：火焰中自在基向未燃区域分散二、层流火焰传播速度—马兰特简化分析1.出发点：预热区温度升到着火温度所需热量与化学反响区传送的热量相等。2.有用的结论：公式4-10压力是如何影响层流火焰传播速度的？答：压力对层流火焰传播速度的影响与反响级数n有关。当n<2时，火焰传播速度随压力升高而减小。当n>2时，火焰传播速度随压力升高而增大。当n=2时，火焰传播速度与压力无关。三、影响层流火焰传播速度的要素2.初温：初温越高，熄灭速度越快，火焰传播速度越大3.可燃气与空气的比值：稍高于化学计量比时，传播速度最大4.惰性气体含量：惰性气体含量越高，速度越小5.混气的导温系数：导温系数越高，速度越小1.压力：与反响级数有关以下灭火剂哪一类的灭火效率最高？A高的热容和高的导热系数B低的热容和低的导热系数C高的热容和低的导热系数D低的热容和低的导热系数四、层流火焰传播速度的测定2.实践火焰外形：弯曲锥体3.火焰速度分布：间隔中心越远，速度越小1.理想层流预混火焰外形：正锥体4.平均速度计算：间隔中心0.9R处火焰速度。例：管径为10cm，中心气流速度为484cm/s，间隔半径4.5cm处火焰面的θ=60º，求火焰传播速度？4.2层流预混气中正常火焰传播速度2.火焰的传播机理〔1〕热实际〔2〕分散实际3.影响火焰传播速度的要素〔5〕初温、压力、浓度、惰气、导温系数4.火焰传播速度的计算1.火焰前沿及其特点？4.3可燃气体爆炸参数1.爆炸温度2.爆炸压力3.爆炸升压速度4.爆炸威力指数5.爆炸总能量4.4爆炸极限1.何谓气体的爆炸极限？2.影响气体爆炸极限的要素？3.气体爆炸极限的计算4.气体爆炸极限的实践运用5.气体发生分解爆炸的条件一、影响爆炸极限的要素爆炸下限：遇火源发生爆炸的可燃混气中可燃气最低浓度。爆炸上限：遇火源发生爆炸的可燃混气中可燃气最大浓度。1.火源能量：能量越高，爆炸极限越宽，危险性越大思索：为何存在爆炸极限？2.初温：初温越高，极限变宽，危险性越大3.初始压力：压力增大，极限变宽〔枯燥CO除外〕4.惰气含量：含量越高，极限变窄，危险性减小二、爆炸极限的计算-----阅历公式1.根据熄灭反响所需氧原子摩尔数〔N〕计算例：试利用1mol乙烷熄灭所需氧原子mol数估算其爆炸极限二、爆炸极限的计算-----阅历公式2.根据熄灭反响熄灭的化学计量浓度〔X0〕计算例：试利用丙烷熄灭时计量比估算其爆炸极限二、爆炸极限的计算-----阅历公式3.根据熄灭热估算爆炸下限例：知乙烷爆炸下限为3%，Qm=1426kJ，丙烷Qm=2041kJ求，丙烷爆炸下限二、爆炸极限的计算-----阅历公式4.多组分混气爆炸极限计算----莱-夏公式留意：P为某组分体积所占总可燃气的百分含量例：某空气中，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷含量分别为0.8%，1.2%，1.0%，0.5%，问该混气能否有爆炸危险？关键：P的计算！！！！二、爆炸极限的计算-----阅历公式5.含惰气的多组分混气爆炸极限计算---分组例：H2=12.4%，CO=27.3%，CO2=6.2%，H2=12.4%，O2=2%，CH4=0.4%，N2=53.4%二、爆炸极限的计算-----阅历公式1.根据熄灭反响所需氧原子摩尔数〔N〕计算2.根据熄灭的化学计量浓度〔X0〕计算3.根据熄灭热估算爆炸下限4.多组分混气爆炸极限计算5.含惰气的多组分混气爆炸极限计算三.气体爆炸极限的实践运用1.评定气体和液体蒸气的火灾危险性2.评定气体消费、储存火险类别，选择电器防爆类型3.确定建筑耐火等级、防火分区4.确定平安消费措施a：密闭、防泄露b：防火平安措施c；灭火措施确定d：惰气维护爆炸危险度四.分解爆炸常见易发生分解的气体乙炔、乙烯、氧化乙烯、氮氧化物2.发生分解的条件A：分解过程为放热反响B：热源有一定的能量C：初始压力大于临界压力4.4爆炸极限1.何谓气体的爆炸极限？2.影响气体爆炸极限的要素*初温、初压、火源能量、惰气含量3.气体爆炸极限的计算*〔五种类型〕1.利用氧原子摩尔数4混合组分爆炸极限4.气体爆炸极限的实践运用〔四点〕5.气体发生分解爆炸的条件〔三点〕4.5气体爆轰1.何谓气体的爆轰？2.爆轰发生过程3.爆轰的破坏特点4.爆轰的预防一.爆轰的发生过程1.熄灭释放能量使周围气体压力升高，构成“燃气活塞〞3.经过一定时间，后面的紧缩波赶上前面的紧缩波，二者叠加构成“激波〞爆轰：本质上属于一种激波，它因预混气体的熄灭而发生，并依托熄灭释放的能量来维持2.“燃气活塞〞紧缩未燃气体，使其温度升高，熄灭产生一系列“紧缩波〞，且紧缩波的传播速度大于熄灭速度。4.“激波〞的高压高温作用，使正常火焰面前方一定间隔的处首先着火，后与正常火焰合二为一，构成“爆轰〞爆轰前期间隔约为管径的2-4倍二.爆轰的特点1.速度快—超音速，约2000m/s1.泻压安装失效2.波速与混气比例有关3.压力很高，约15~20个大气压，拐弯处会构成反射增压景象2.易呵斥设备爆裂。三.爆轰的破坏作用四.爆轰的预防1.安装阻火器2.铺设管道时，经一定间隔后有意增大管径4.5气体爆轰1.何谓气体的爆轰2.爆轰发生过程燃气活塞、紧缩波、激波、爆轰3.爆轰的破坏特点速度快、压力高4.爆轰的预防阻火器、增大管径4.7气体爆炸的预防讨论：预防气体爆炸的方法有哪些？一.预防气体爆炸的原那么1.严厉控制火源2.防止构成爆炸性预混气体4.设置泻压安装3.切断爆炸传播途径4.7气体爆炸的预防1.何谓气体的爆轰2.爆轰发生过程燃气活塞、紧缩波、激波、爆轰3.爆轰的破坏特点速度快、压力高4.爆轰的预防阻火器、增大管径第四章可燃气体的熄灭一、预混气体中火焰的传播实际二、层流预混气中正常火焰的传播速度三、可燃气体爆炸四、可燃气体的爆炸极限五、爆轰六、气体爆炸的预防七、湍流熄灭和分散熄灭第六节气体爆炸的预防预防原那么1.严厉控制火源2.防止构成爆炸性混合气体3.切断爆炸传播途径4.及时泄压，防止爆炸范围扩展和爆炸压力升高1.严厉控制火源火源类型产生原因典型火灾案例明火源电焊、气焊溶珠洛阳东都商厦火灾电火花设备启动、关闭和短路某化学实验室爆炸事故94年杭州天工艺苑1.30特大火灾冲击、摩擦火花固体壁面摩擦纺织车间粉尘爆炸静电火花静电累积不能及时导走某化工企业蒸馏车间火灾火星、烟头机动车尾气管未燃尽香烟93南京金陵石化炼油厂汽10.21火灾94辽宁阜新艺苑11.27特大火灾热辐射高温表面94新疆克拉玛依友谊馆12.8特大火灾2.防止构成爆炸性混合气体管道、设备严厉密封，设置监测安装通风良好惰气维护对乙烷用氮气维护，氧含量临界值为11%，设备内原有空气100m3，求：

1.纯氮气需求量？

2.假设参与氮气中含有6%的氧气，那么需求该种氮气量为多少？3.切断爆炸传播途径1.平安水封有几种？它们是利用什么原理阻止火焰蔓延的？2.运用平安水封要留意那些问题？3.阻火器的阻火原理是什么？4.常见的金属网阻火器有何特点？运用时有何要求？4.泄压安装1.常用的泄压安装有哪些？2.平安阀的任务原理是什么？3.爆破片是如何泄压的？4.平安阀和爆破片有何区别？第七节湍流熄灭和分散熄灭1.气体或液体的流动形状有几种？2.何谓层流？何谓湍流？二者有何区别？3.湍流的本质是什么？4.与层流熄灭相比，湍流熄灭有何特点？为什么？5.湍流熄灭火焰的传播速度与何要素有关？6.何谓分散熄灭？它与预混熄灭有何区别？7.火焰高度与那些要素有关？它们是如何影响火焰高度的？第七节湍流熄灭和分散熄灭一、湍流熄灭〔一〕、层流与湍流1.层流：流体质点流动时，各层之间互不相混，互不干扰，各自沿直线向前流动。2.湍流：流体质点流动时处于完全无规那么的乱流形状，甚至出现旋涡。3.湍流的本质流体中各质点速度的大小和方向以及流体内部各处压力随时间不断变化。脉动：流体质点参数对时间的瞬息变化景象。4.湍流熄灭：空气或可燃气的流动呈湍流形状的熄灭〔二〕、湍流熄灭特点：1.比层流火焰短；火焰增厚；发光区模糊，有明显噪声。2.缘由：〔1〕湍流使火焰面变弯曲，增大了反响面积〔2〕湍流加剧了热和自在基的保送速率，因此增大了熄灭速度〔3〕湍流缩短混合时间，提高了熄灭速率。〔三〕、湍流火焰传播速度〔ST〕1.影响要素；Re；P；T2.Re对ST的影响

二、分散熄灭〔一〕分散熄灭：由分散过程控制的熄灭〔二〕分散火焰的外形：1.有扇形和封锁伸长形两种2.火焰的外形只与供应的空气量有关〔三〕分散火焰横向物质浓度分布〔四〕分散火焰横向温度分布火焰锋面——氧气浓度变化火焰锋面横向物质浓度分布——产物浓度变化浓度间隔——燃料浓度变化思索：1.火焰锋面处何种物质浓度为0？A可燃气B熄灭产物C氧气D氮气2.可燃气浓度在何处最大？A中心线处B火焰封面处C无穷远处3.氧气浓度在何处最大？A中心线处B火焰封面处C无穷远处4.在分散火焰中，可燃气与氧气的分散速率〔〕A相等B等于化学计量比C大于化学计量比

分散火焰面温度分布T间隔——温度变化T0思索：1.分散火焰何处温度最高？A中心线处B火焰封面处C无穷远处2.何处温度最低？A中心线处B火焰封面处C无穷远处

三火焰高度1.层流分散火焰高度受哪些要素影响？为什么？2.湍流分散火焰高度与哪些要素有关？3.假设一摩尔可燃气所需求的氧气的摩尔数越多，其分散火焰的高度将〔〕A升高B不变C降低4.假设环境氧含量越高，可燃气分散火焰的高度将〔〕A升高B不变C降低

小结：1.气体或液体的流动形状有几种？2.何谓层流？何谓湍流？二者有何特点？3.湍流的本质是什么？4.与层流熄灭相比，湍流熄灭有何特点？为什么？5.湍流熄灭火焰的传播速度与何要素有关？6.何谓分散熄灭？它与预混熄灭有何区别？7.分散火焰横向物质浓度和温度是如何分布的？8.火焰高度与那些要素有关？它们是如何影响火焰高度的？第四章可燃气体的熄灭一、预混气