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第二章 燃烧基础知识,,内容,,,,第五节 影响火灾发展变化的主要因素,第四节 燃烧产物,第三节 燃烧过程及特点,第二节 燃烧类型,第一节 燃烧的本质与条件,第六节 防火与灭火的基本原理,第一节 燃烧的本质与条件,一 燃烧的定义 二 燃烧的本质 三 燃烧的条件,人类对火的认识,1、燃素学说：可燃物 都含有“燃素”， 在空气作用下释放出来构成燃烧。 2、氧学说：燃烧是可燃物与氧的化合反应同时放出光和热。 3、现代学说：燃烧是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。,古代“五行学说”,由于生产力和科技水平低下，对火的认识是充满迷信色彩，火是万物之源，火能化育万物。 古希腊-火由天神普罗米修斯从天上偷来； 古中国-火是由圣人“燧人氏”发明； 古中国-“五行学说”；（金、木、水、火、土） 古印度-“四大学说”（地、水、火、风） 古希腊-“四元学说”（水、土、火、气）,“燃素说”,火是由无数细小的微粒（燃素）构成的物质实体。只含有燃素的物质才能燃烧，并在燃烧时被释放出来，变成灰烬；物质燃烧需要空气的原因在于，空气能够吸收燃素。 虽能解释一些化学现象，但燃素毕竟是仅凭空想臆造出来的，经受不起实践的检验。,燃烧的氧学说,1774年，普利斯特利（英）在实验室发现了氧！ 1777年，化学之父——安东尼·拉瓦锡 （法）提出了燃烧的氧学说 “燃烧是可燃物和氧的化合反应”,1774年，普利斯特利（英） 在实验室发现了氧！,近代化学之父——拉瓦锡,1777 “燃烧是可燃物和氧的化合反应”,一、燃烧的定义,1.（放热）（发光）的（化学反应）----燃烧三个基本特征。 2.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。,注意,燃烧不仅在空气（氧气）存在时能发生，有的可燃物在其他氧化剂中也能发生燃烧。如金属镁可以在二氧化碳中燃烧，氧化剂是二氧化碳。 2Mg+CO2=2MgO+C,二、燃烧的本质,燃烧是一种游离基的连锁反应，即有游离基（自由基）在瞬间进行的循环连续反应。 链反应机理大致分为链引发、链传递和链终止。 游离基的链反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中发生的物理现象。 燃烧是氧化反应，而氧化反应不一定是燃烧。,三、燃烧的条件,（一）燃烧的必要条件 （二）燃烧的充分条件 （三）燃烧形成和持续的要素,三、燃烧的条件,（一）必要条件 1、可燃物 (还原剂)：凡能与氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质（分为固体、液体、气体）。 2、助燃物 (氧化剂)：凡与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质。 3、引火源：凡能引起物质燃烧的点燃能源，统称为引火源。,三、燃烧的条件,（二）充分条件 一定的可燃物浓度 一定的含氧量 一定的着火能量 相互作用 汽油的最小点火能量为0.2mJ,乙醚的最小点火能量为0.19mJ。,燃烧条件图形表示,第二节 燃烧类型,闪燃 着火 自燃 爆炸,第二节 燃烧类型,燃烧按其发生瞬间的特点不同分为,,,,,1、闪燃的含义 在液体表面上能产生足够的可燃蒸气，遇火能产生一闪即灭的燃烧现象称为闪燃。 可燃液体之所以会发生一闪即灭的燃烧现象是因为液体在闪燃温度下蒸发速度较慢，所蒸发出来的蒸气仅能维持短时间的燃烧，而来不及提供足够的蒸气补充维持稳定的燃烧，故闪燃一下就熄灭了。 闪燃往往是可燃液体发生火灾的先兆。,液体燃烧的本质,2、物质的闪点 （1）闪点的含义 在规定的试验条件下，液体挥发的蒸气与空气形成混合物，遇火源能够产生闪燃的液体的最低温度，称为闪点，用℃表示。 （2）闪点在消防上的应用 根据闪点，将能燃烧的液体分为可燃液体和易燃液体。 根据闪点，将液体生产、加工、储存场所的火灾危险性分为甲（闪点＜28 ℃的液体）、乙（28 ℃ ≤闪点＜60 ℃的液体）、丙（闪点≥ 60 ℃的液体）三个类别，以便根据其火灾危险性的大小采取相应的消安全措施。,1、着火的含义 可燃物在空气中与火源接触，达到一定温度时，开始产生有火焰的燃烧，并在火源移去后仍能持续并不断扩大的燃烧现象称为着火。 着火是燃烧的开始，并且以出现火焰为特征。,2、物质的燃点 （1）定义 在规定的试验条件下，应用外部热源使物质表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度，称为燃点或着火点，用℃表示。 （2）危险性的判定及应用机理 根据可燃物的燃点高低，可以衡量其火灾危险程度。物质的燃点越低，则越容易着火，火灾危险性越大。 一切可燃液体的燃点都高于闪点。,,1、自燃的含义 可燃物质在没有外部火花、火焰等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃烧，称为自燃。 也就是说，可燃物质在无外界引火源条件下，由于其自身所发生的物理、化学或生物变化而产生热量并积蓄，使温度不断上升，自行燃烧起来的现象。 由于热的来源不同，物质自燃分为受热自燃和本身自燃两类。,物质的自燃点,在规定条件下，可燃物质产生自燃的最低温度称为自燃点。,2、物质的自燃点 在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度，称为自然点。在这一温度时，物质与空气（氧）接触，不需要明火的作用，就能发生燃烧。自燃点是衡量可燃物质受热升温形成自燃危险性依据。 可燃物的自燃点越低，发生自燃的危险性就越大。,1、爆炸的概念 由于物质的急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者 同时增加的现象，称为爆炸。 从广义上讲，爆炸是物质从一种状态迅速转变成另一状态， 并在瞬间放出大量能量，同时产生声响的现象。,,2、爆炸的分类 按爆炸过程的性质不同分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸 三类。,第二节 燃烧类型,,,爆炸浓度极限 是指可燃的气体、蒸气或粉尘与空气混合后，遇火会产生爆炸的最高浓度或最低浓度。,,,,爆炸极限,爆炸温度极限 是指可燃液体受热蒸发出的蒸气浓度等于爆炸浓度极限时的温度范围,3、爆炸极限,关于爆炸浓度极限和爆炸温度极限的几个知识点： 遇火产生爆炸的最低浓度称为爆炸下限； 遇火产生爆炸的最高浓度称为爆炸上限。 爆炸极限是评定可燃气体、蒸气或粉尘爆炸危险性大小的主要依据。 爆炸浓度上、下限值之间的范围越大，爆炸下限越低、 爆炸上限越高，爆炸危险性越大。混合物的浓度低于下限或高于上限时，既不能发生爆炸，也不能发生燃烧。 液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸气浓度， 此时的温度称为爆炸温度下限；爆炸温度下限就是液体的闪点。 爆炸温度上、下限值之间的范围越大，爆炸危险性就越大。,第三节 燃烧过程及特点,一、可燃物的燃烧过程 二、可燃物的燃烧特点,一、可燃物的燃烧过程,二、可燃物的燃烧特点,（一）固体物质的燃烧特点 （二）液体物质的燃烧特点 （三）气体物质的燃烧特点,(一) 固体物质的燃烧特点,1.蒸发燃烧 2.表面燃烧 3.分解燃烧 4.阴燃（烟熏燃烧）,二、可燃物的燃烧特点 （一）固体物质的燃烧特点,第三节 燃烧过程及特点,(一) 固体物质的燃烧特点,阴燃和有焰燃烧的互相转化主要是 氧气量的多少,（二）液体物质的燃烧特点,液体,,气体,蒸发,+,氧气,燃烧,沸溢和喷溅,常见与储存重油、原油的油罐火灾 形成主要原因液体粘稠，密度不均，热波向下传递 喷溅是沸溢的强化版 危害性极大,黄岛油库火灾 1989年8月12日9时55分，中国石油天然气总公司黄岛油库5号油罐遭雷击起火。 灭火过程该储罐发生数次沸溢和喷溅，引起附近多个油罐发生爆炸，过火面积数平方公里。 战斗中共有13名官兵壮烈牺牲，81名官兵和12名油库职工受伤，火灾直接财产损失约3550万元。,重质油品的沸溢和喷溅 （一）沸溢 1、沸溢：热波在油品中传播时，乳化水或自由水蒸发，形成大量油包气气泡，最后发生向外溢出的现象。 2、沸溢的发生条件： （1）原油具有形成热波的特性； （2）原油中含有乳化水或自由水； （3）原油的粘度较大。,原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅,,沸溢的形成示意图,,,,加热层,液 层,中间层,,3、沸溢发生的时间 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。 4、 发生沸溢的征兆： （1）火焰由红变白变亮，高度突然增加； （2）烟气由浓黑变稀白； （3）油面蠕动，有轻微呼隆和嘶嘶声响。,（一）沸 溢,（二）喷溅 1、喷溅：热波下降到水垫层，使其中的水大量蒸发，蒸气压迅速升高，把上部的油品抛出罐外的现象。 2、喷溅的发生条件： （1）原油具有热波特性； （2）原油底部存在水垫层； （3）高温层与水垫层接触。 3、喷溅发生时间 喷溅发生的时间与油层厚度、热波移动速度以及油的燃烧线速度有关。可近似用下式表示。,重质油品的沸溢和喷溅,,喷溅的形成示意图,,,加热层,液 层,中间层,,,水垫层,,,,,加热层,液 层,中间层,原油罐着火过程中热波示意图,,,（三）气体物质的燃烧特点,1.扩散燃烧：边扩散混合边燃烧 2.预混燃烧：先充分混合再燃烧,第四节 燃烧产物,一、燃烧产物的含义 二、不同物质的燃烧产物 三、燃烧产物的毒性 四、烟气 五、火焰、燃烧热和燃烧温度 六、燃烧产物对火灾扑救工作的影响,一、燃烧产物的含义和分类,含义：燃烧或热解作用产生的全部物质 分类：,二、不同物质的燃烧产物,燃烧产物的数量及成分，随物质的化学组成以及温度、空气（氧）的供给情况等变化而有所不同。,三、燃烧产物的毒性,毒性气体 火灾中致人死亡的主要因素,四、烟气,含义：由燃烧或热解作用所产生的悬浮在大气中可见的固体和（或）液体微粒的总和称为烟气,四、烟气,包含各种有毒气体和固体碳颗粒的混合物 危害性：毒害性、减光性、恐怖性、高温热损伤,烟气的毒害性,1.含氧量低 2.含有大量有毒气体,烟气的减光性,烟粒子粒径大于光波波长，对光线具有遮蔽作用使火场能见度大大降低 火灾中逃生尽量俯身,烟气的恐怖性,五、火焰、燃烧热和燃烧温度,1.火焰的含义及构成 火焰俗称火苗，是指发光的气相燃烧区域。火焰是由焰心、内焰、外焰三个部分构成的。,五、火焰、燃烧热和燃烧温度,2.火焰的颜色 可燃物质化学成分和氧化剂的供给强度 燃烧温度 可燃物质含氧量和含碳量,燃烧热和燃烧温度,燃烧热：单位质量的物质完全燃烧所释放出的热量 燃烧温度：燃烧产物被加热的温度,六、燃烧产物对火灾扑救工作的影响,（一）有利方面 1.在一定条件下可以阻止燃烧进行 2.为火情侦查和寻找火源点提供参考依据 （二）不利方面 1.妨碍灭火和被困人员行动 2.有引起人员中毒、窒息的危险 3.高温会使人员烫伤 4.成为火势发展蔓延的因素,第五节 影响火灾发展变化的主要因素,一、热传播对火灾发展变化的影响 二、爆炸对火灾发生变化的影响 三、建筑耐火等级对火灾发生变化的影响 四、气象条件对火灾发生变化的影响,一、热传播对火灾发展变化的影响,火灾发展的决定性因素 主要包括热传导、热辐射、热对流,（一）热传导,物体的分子热运动把热量从温度较高一端传递到温度较低的另一端的过程 固体强于液体强于气体 金属强于非金属,（二）热辐射,以电磁波形式传递热量的现象 特点： 传播不需要介质，不受外界影响 固、液、气都能传播和接收热辐射 温度较高物体向温度较低物体辐射热能，直至两物体温度趋于平衡 火灾处于发展阶段时，热辐射为热传播主要形式,（三）热对流,热量通过流动介质由空间的一处传播到另一处的现象 按对流原因不同分为：自然对流、强制对流 按流动介质不同分为：气体对流、液体对流 热对流是影响火灾初期发展的最主要因素 影响热对流的因素：通风口面积数量、风、火焰温度,二、爆炸对火灾发生变化的影响 爆炸冲击波能将燃烧着的物质抛散到高空和周围地区，如果燃烧的 物质落在可燃物体上就会引起新的火源，造成火势蔓延扩大。 爆炸冲击波能破坏难燃结构的保护层，使保护层脱落，可燃物体暴 落于表面，这就为燃烧面积扩大增加了条件。,三、气象条件对火灾发生变化的影响 大量火灾表明，风、湿度、气温、季节等气象条件对火势发展和蔓延都有一定程度的影响，其中以风和湿度影响最大。,四、建筑耐火等级对火灾发生变化的影响 建筑耐火等级是衡量建筑耐火程度的标准，耐火等级越高的建筑，火灾时烧坏、倒塌的很少，造成的损失也小，耐火等级低的建筑，火灾时不耐火，燃烧快，损失也大。,第六节 防火和灭火的基本原理,一、防火的基本原理和措施 根据燃烧的基本理论，只要防止形成燃烧条件，或避免燃烧条件同时存在并相互作用，就可以达到防火的目的，其防火的基本原理 和措施见表2-8。 二、灭火的基本原理和措施 根据燃烧的基本理论，只要破坏已经形成的燃烧条件，就可以使燃烧熄灭，最大限度地减少火灾危害，其灭火的基本原理和措施见表2-9。,