可燃固体燃烧与爆炸可燃物质的燃烧与爆炸课件

佛山广播电视大学佛山社区大学可燃物质的燃烧与爆炸——可燃固体燃烧与爆炸目录页

ContentsPage可燃固体的燃烧过程可燃固体的燃烧形式固体的燃烧速度燃烧学熔点≥300℃的固体称为高熔点固体熔点<300℃的固体称为低熔点固体按熔点高低分（1）固体的分类纯净物和混合物按组成分固体物质的组成粒子间通常结合紧密，因此具有一定的刚性、硬度和几何形状。稳定的物理形态（2）固体的特性固态条件下，固体物质的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，固体不具有流动和扩散特性，但受热后体积会膨胀。受热软化、融化或分解固体受热软化受热熔化部分物质因具有较大的蒸气压，在热作用下从固态直接变为气态。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爆炸危险性。受热升华高蒸气压固体即为饱和蒸气压大于101325Pa固体物质。此类可燃固体受热升华变成蒸气，与空气混合形成预混燃烧，如萘、樟脑等。高蒸气压固体的燃烧过程（3）固体的燃烧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。高熔点纯净物固体的燃烧过程低熔点纯净物固体（白磷、钠）和低熔点混合物固体（石蜡、沥青）受热首先经过熔化和汽化，产生的蒸气与空气混合燃烧。低熔点纯净物和低熔点混合物固体的燃烧过程高熔点混合物固体（煤炭）组成和结构复杂，可能包含上述类型特性的所有可燃物。其燃烧过程为：高熔点混合物固体的燃烧过程①低熔点固体融化、汽化进行有焰燃烧。②高熔点固体受热分解、碳化产生可燃气体进行有焰燃烧。③不能再分解的高熔点固体进行表面燃烧。目录页

ContentsPage可燃固体的燃烧过程可燃固体的燃烧形式固体的燃烧速度是指可燃性固体受热升华或熔化后蒸发，产生的可燃气体与空气边混合边着火的有焰燃烧。是一个熔化、汽化、扩散、燃烧的连续过程。例如：磷、蜡烛、松香等。蒸发燃烧燃烧前受热固体只发生升华或熔化、蒸发物理变化，进入气相后，可燃蒸气扩散到空气中开始边混合边燃烧并形成火焰。【例】蜡烛的燃烧固相区液相区气相区【Q】蒸发燃烧火焰大小的决定因素是什么？火焰的大小取决于固体融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吸收热量的多少。是指固体在其表面上直接吸附氧气而发生的燃烧。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，所以不能产生火焰，燃烧速度也较慢。例如：木炭。表面燃烧结构稳定、熔点较高的可燃性固体燃烧时，氧气不断扩散到高温表面被吸附，固体表面呈高温炽热发光而无火焰的状态，反应产物带着热量从表面逸出。【例】木炭的燃烧是指固体受热分解产生可燃气体而后发生的有焰燃烧。组分复杂或分子结构较大的固体，受热不发生相变，而是分解析出可燃气体，当固体完全分解不再析出可燃气体后，留下的炭质固体残渣开始进行无焰的表面燃焼。例如：木材、煤等。分解燃烧是指在氧气不足、温度较低或湿度较大的条件下，固体物质发生的只冒烟而无火焰的燃烧。阴燃【Q】液体或气体会不会发生阴燃？不会。阴燃除了具备燃烧条件外，其分解产物必须是刚性结构的多孔炭化物质；若分解产物是流动的焦油状产物，便不会发生阴燃。阴燃沿柱状纤维传播灰烬区：固体燃烧过后的灰烬。灼热燃烧区：该区域中纤维素中大部分气体已经挥发，剩下的固体进行表面燃焼。热解炭化区：灼热燃烧区的燃烧热传递至此，纤维素发生分解，析出气体。但气体析出较慢，浓度不足以燃烧。原始材料区：温度较低，纤维素不发生热分解。阴燃与有焰燃烧在一定条件下可以互相转化阴燃有焰燃烧改变通风条件，增加供氧量；阴燃完全穿透固体可燃物，空气对流增强，空气流入量增大缺氧或湿度较大时，由于燃烧消耗氧气及水蒸发耗能，氧气浓度和温度降低，火焰逐渐熄灭【Q】四种燃烧的有何异同？蒸发燃烧和分解燃烧都是有焰燃烧，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物，分解燃烧的可燃气体是来自固体的热分解。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：阴燃中固体有分解作用，而表面燃烧则没有。初起阶段：燃烧范围不大，仅限于起火点附近；室内温差大，燃烧蔓延速度慢，蔓延过程中火势不稳定。发展阶段：火灾迅速扩大，室内可燃物都卷入燃烧，升温很快，分解、挥发的可燃气体充满整个房间。猛烈阶段：室内可燃物都在猛烈燃烧，持续性高温，建筑材料和结构的强度受到破坏，使其发生变形或倒塌。衰减阶段：随着可燃物燃烧殆尽或者燃烧氧气不足，火势开始衰减。四种燃烧形式发生的时间也不相同阴燃蒸发燃烧分解燃烧表面燃烧火灾初起阶段火灾发展阶段和猛烈阶段火灾发展阶段和猛烈阶段火灾衰减阶段目录页

ContentsPage可燃固体的燃烧过程可燃固体的燃烧形式固体的燃烧速度质量燃烧速度是指一定条件下可燃性固体在单位时间和单位面积上烧掉的质量，即式中：G—质量燃烧速度；m0—燃烧前的固体质量；m—燃烧后的固体质量；t—燃烧时间；F—固体的燃烧面积。（1）固体燃烧速度的表示方法内因固体的理化性质和结构在相同外界条件下，固体物质的化学活性越强，燃烧速度越快。Na在空气中快速的蒸发燃烧，而Fe在高温下缓慢的表面燃烧。（2）固体燃烧速度的影响因素氧指数(OI)是指在规定条件下，试样在氧、氮混合气流中，维持平稳燃烧所需的最低氧气浓度。其计算公式如下氧指数越大，材料的燃烧性能越差，燃烧速度越低。OI>50%，不燃材料；50%>OI>27%，难燃材料；27%>OI>20%，可燃材料；OI<20%，易燃材料。【Q】氧指数的大小与燃烧性能呈现怎样的关系？外因固体比表面积比表面积即为单位体积物质的总表面积。比表面积越大，燃烧速度越快。水分及不燃介质含量固体中或表面的水分、泥土等介质可看作阻燃剂，含量越高，固体的氧指数越大，燃烧速度越慢。固体物质的密度和热容燃烧速度与固体密度的平方成反比，密度越高，燃烧速度越慢；而热容大，导热性差的物质，燃烧速度也慢。火灾负荷火灾负荷是指单位火场面积上的可燃物数量。火灾负荷大，火场放热率高，燃烧速度加快。燃烧方向由于燃烧的火焰和产物向上扩散，使未燃部分预热升温，促使升华、分解，燃烧速度加快。因此，固体呈垂直燃烧时速度最快。垂直向上>水平方向>垂直向下。空气流速外界的空气流动会大大增加可燃固体表面氧气的供给，风还使火焰倾斜，增强了向未燃区域表面的传热速率，所以，在一定风力范围