第 6 章1 可燃固体的燃烧ppt课件

1、1，2，第6章可燃固体的燃烧，6.1固体燃烧概述，6.2几种典型固体(聚合物、木材、煤)的燃烧，6.3固体可燃物的阴燃，6.4粉尘爆炸，6.5固体材料的阻燃性概述，3，6.1固体燃烧概述，6.1.1固体燃烧的形式(1)蜡烛、硫、磷、钾、钠和磷可燃固体(如木炭、焦炭、铁、铜等)的蒸发燃烧。)都燃烧在萘(2)的表面上；木材、煤、塑料、橡胶等。分解并燃烧；烟雾燃烧(闷烧)只有烟雾没有火焰；电力燃烧(爆炸)燃烧粉尘爆炸/爆炸爆炸/闪络(回火、回火)；4 6.1.2评估固体火灾风险的参数(1)熔点、闪点和燃点较低的可燃固体的闪点和燃点较低，火灾风险较大(2)热分解温度可燃固体的热分解温度和燃点越低，火灾

2、风险越大(3)自燃点越低，越容易燃烧，因此火灾风险越大。(4)对于相同比表面积的可燃固体，比表面积越大，火灾风险越大。随着粉尘比表面积的增加，其爆炸下限降低，最小爆炸能量降低，最大爆炸压力增加。5，(5)(极端)氧气指数(LOI，OI)定义：混合气体中最低氧气含量的体积百分比，仅用于维持物质的燃烧。聚合物的氧指数越低，火灾风险就越大。氧指数小于22是易燃材料；氧气指数在2227之间，这是一种不可燃材料。然而，氧指数大于27的材料是高度耐火材料。6、固体燃点温度测试仪、7、几种可燃固体的热分解温度与燃点的关系、常见聚合物物质的自燃点、8、氧指数测试仪1个样品；2个夹具；3点火器；4个金属丝网；5

3、个支架；柱中有6个玻璃珠；7钢底盘；8支三通管；9截止阀；支架上有10个小孔；11压力表；12精密压力调节器13过滤器；14针阀；15转子流量计，9，表63一些常见聚合物的氧指数，10，6.1.3固体点火燃烧理论，6.1.3.1固体点火条件和点火时间，点火条件：如果S0，固体表面接收的热量不仅能保持连续燃烧，而且还有多余部分。这部分热量可以进一步提高可燃气体的释放速率，为固体的连续燃烧创造更好的条件；S=0的固体能否被点燃的临界条件。11，对于具有一定厚度的无限固体，它可以通过以下公式估算：Gcr具有以下关系：H是火焰和固体之间的对流传热系数，C是空气热容量，12，某些聚合物的Gcr值，13，

4、实施例1:用接近表面的温度为1300的火焰照射厚度为50毫米的有机玻璃，如果表面温度达到燃点(约6s)，则移开火焰。参数：1.1107 m2/s，K=0.19w/(m.K)，HC26.2 KJ/g，LV1.62 KJ/g，Gcr3.2g/(m2.s)=0.27，燃点Ti543K，环境温度T0293K，14，片状固体薄物体的燃点和环境温度(或初始温度)分别为T1和T0。(1)当薄物体的两侧同时被温度为t的热空气加热时、t，积分：t=0至ti；T=T0至Ti，15，(2)如果物体一侧被加热，另一侧被绝缘，点火时间为；(3)如果物体在一侧被加热，而在另一侧未被绝缘，T、T0、16，则通过从T0到ti

5、积分该方程获得的点火时间为：(4)当物体的一侧被具有热通量的辐射加热而另一侧被绝缘时，假设物体的吸收率为0。(5)如果一侧暴露于辐射热，而另一侧没有隔热，则有一个厚度为0.8毫米的帘幕，其密度、热容量和与周围空气的对流传热系数分别为0.3克/立方米、1.2千焦/(千克克)、15瓦/平方米、初始温度20、燃点260。如果帘幕的一侧被20 w/m2的热通量辐射加热，并且两侧都有热损失，当帘幕系数为0.8时，点火时间是多少？19，6.1.3.2固体火焰传播理论，根据能量守恒方程，“火焰传播的基本方程”是，燃烧的起始表面，v，它指的是固体火焰传播时燃烧的火焰和未燃烧的物质之间的界面，通过该界面的热传递

6、速率决定了火焰传播或火焰传播的速度。20，6.2几种典型固体的燃烧，6.2.1聚合物的燃烧热塑性塑料、橡胶和纤维以及热固性聚合物的点燃过程可分为加热软化和熔化、热分解、点燃和燃烧等阶段。可以概括为三个方面：(1)热值较高，燃烧速度较快；(2)较大的烟雾体积，这影响了可见度，因为聚合物的分子结构包含，21，烟雾密度盒的光电倍增管盖1；2个试验箱；3供气板；4扇带窗户的活动门；5排气口控制器；6辐射计输出插孔；7温度(壁)指示器；8台自耦变压器；9炉子开关；10伏特表；11保险丝；12辐射计空气流量计；13个气体和空气流量计；14流量计截止阀；15样品移动调节器；16光源开关；17光源电压插孔；1

7、8线开关；19盒底座；20个指示灯；21微型光度计；22光学系统杆；23光学系统下的透明窗口；24排气口调节器；25进气调节器；26入口孔，22，烟密度(比光密度)，v，烟箱容积，mm3；样品的暴露面积，mm2；l光路长度，毫米；比光密度；一、烟雾的强度；I0无烟时间强度；当Ds=16时，能见度为57m，光吸收定律为：光密度为：23。(3)高聚物在燃烧(或分解)过程中会产生一氧化碳、氮氧化物、氯化氢、氟化氢、HCN、二氧化硫和二氯化钴(光气)等有害气体，并伴有缺氧和窒息。不同类型聚合物的燃烧具有以下特点：(1)仅含碳和氢的聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。易燃但不剧烈，离开火焰后会继续燃烧

8、。火焰呈蓝色或黄色，燃烧时有溶解的水滴，并产生有毒的一氧化碳气体。(2)含氧聚合物，如有机玻璃和赛璐珞，易燃且剧烈，有黄色火焰，燃烧时柔软，无溶解液滴和有毒一氧化碳。(3)含氮高聚物燃烧条件复杂，如脲醛树脂，不易燃烧和自熄；三聚氰胺树脂是缓慢燃烧和缓慢淬火；尼龙是易燃的。它们燃烧时都有溶解的水滴，并产生一氧化碳、一氧化氮和氰化氢。(4)含氯聚合物，如聚氯乙烯，很难燃烧和自熄，而软性聚合物是缓慢燃烧和缓慢熄灭的。火焰呈黄色，燃烧时没有熔滴和碳结节，产生氯化氢气体，溶解在水中有毒且有腐蚀性。(5)含氟聚合物实际上是不可燃的，但是当热量增强时，会释放出具有腐蚀性毒性的氟化氢气体。(6)酚醛树脂，无填

9、料，不易燃烧和自熄，而木粉填料，燃烧慢，熄灭慢，有黄色火焰、黑烟和有毒的苯酚蒸气。25、6.2.2木材燃烧，6.2.2.1木材成分，表6-10木材中的有机物成分，26、6.2.2.2当木材的热分解被加热到130时，水首先蒸发，然后开始微弱地分解；当加热到150时，木材开始明显分解，分解产物主要是水和二氧化碳；当它高于200时，作为木材主要成分的纤维素分解产生一氧化碳、氢气和碳氢化合物；当加热到270380时，木材发生剧烈的热分解，从热分解的残余物中获得3038的碳。27，表6-12在不同温度下木材分解产生的气体成分，28，6.2.2.3当木材被加热时，如果遇到火源，它会燃烧并点燃。如果没有火源

10、，只要加热温度足够高，就会发生自燃。木材燃烧可分为两个阶段：有焰燃烧和无焰燃烧。木材火焰燃烧：燃烧木材热分解产生的可燃气体，燃烧速度快；燃烧量大，约占整个木材重量的70%；火焰温度高、燃烧时间短、火势发展快是火势发展的决定性时期。木材的火焰燃烧和无火焰燃烧在木材的火焰燃烧阶段，木材表面产生的碳虽然处于高温状态，但不会燃烧。此时，分解产物的燃烧阻止氧气扩散到碳表面。当少量气体产物沉淀时，氧气扩散到碳表面，也就是说，当火焰燃烧结束时，碳开始燃烧。木材的无焰燃烧只有在两种燃烧方式同时进行了几个阶段后可燃气体没有沉淀时才会发生。29，6.2.2.4木材燃烧速度木材燃烧速度重量速度：所谓重量燃烧速度是单

11、位时间内可燃物的重量损失线速度和单位时间内碳化深度的面积：木材的燃烧速度主要取决于(1)木材密度的影响(2)含水量的影响(3)木材比表面积的影响30，(1)木材密度的影响木材密度越高，燃烧速度越低。原因是高密度的木材具有良好的导热性能，大量的热量被引入到木材深处，使得木材表面温度上升缓慢，热分解缓慢，不易着火，燃烧速度缓慢。31，(2)含水量的影响木材含水量越大，着火的可能性越小，着火后燃烧速度越慢。32.木材、杉木、松木和木桩燃烧速度的经验公式(1)松散堆积木桩的燃烧速度主要由单根木材的厚度控制。(2)密堆木材的燃烧速度主要取决于“孔隙率”(通风状态)、X -燃烧线速度(碳化深度)、mm/m

12、in；(3)木材比表面积的影响是木材表面积与其体积的比值。比表面积越大，燃烧速度越快。原因：由于比表面积大，木材燃烧时单位体积的热量大，与氧气的接触面积也大，所以容易着火，燃烧速度快。33，6.2.3煤的燃烧，煤颗粒的6.2.3.1燃烧过程首先，煤颗粒被加热和干燥，然后可燃气体开始沉淀。在足够高的温度和氧气供应条件下，可燃气体在颗粒周围燃烧形成明亮的火焰。燃烧消耗的氧气来自周围的空气，空气通过扩散进入火焰区，但不能到达颗粒表面。这时，粒子本身是暗黑色的，粒子中心的温度不超过600，700一方面，可燃气体的分解阻碍了粒子本身的燃烧；另一方面，颗粒周围可燃气体的燃烧对颗粒有很强的加热作用。可燃气体

13、着火后，火焰逐渐变短直至消失，这表明可燃气体已基本燃烧，然后煤颗粒表面开始燃烧发光，其温度逐渐上升到最高值(一般为1100)-表面燃烧(无焰燃烧)，34，6.2.3.2固体碳颗粒的燃烧过程空气中碳的燃烧是一个多相燃烧过程，分为五个阶段：扩散到固体燃料表面的气体(或氧气)必须被固体表面吸附。被吸附的气体与固体表面发生化学反应，形成吸附产物。吸附的产物从固体表面脱附，脱附的气体产物从固体表面扩散开。碳燃烧放热的化学过程是：co2co240.9104kj，2co22co24.5104kj，注意碳和氧实际上并不按照上述公式机理反应。上述公式仅代表整个化学反应的物质平衡和热量平衡。35。目前关于碳和氧的反应机理有三种说法：(1)二氧化碳模型C02CO 2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2(2)一氧化碳模型2C CO2 CO2 CO2 CO2(3)中间碳氧化物模型氧被吸附