燃燒基礎(chǔ)知識課件

1、第二章 燃燒基礎(chǔ)知識,,內(nèi)容,,,,第五節(jié) 影響火災(zāi)發(fā)展變化的主要因素,第四節(jié) 燃燒產(chǎn)物,第三節(jié) 燃燒過程及特點,第二節(jié) 燃燒類型,第一節(jié) 燃燒的本質(zhì)與條件,第六節(jié) 防火與滅火的基本原理,第一節(jié) 燃燒的本質(zhì)與條件,一 燃燒的定義二 燃燒的本質(zhì)三 燃燒的條件,人類對火的認(rèn)識,1、燃素學(xué)說：可燃物 都含有“燃素”， 在空氣作用下釋放出來構(gòu)成燃燒。2、氧學(xué)說：燃燒是可燃物與氧的化合反應(yīng)同時放出光和熱。3、現(xiàn)代學(xué)

2、說：燃燒是可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙的現(xiàn)象。,古代“五行學(xué)說”,由于生產(chǎn)力和科技水平低下，對火的認(rèn)識是充滿迷信色彩，火是萬物之源，火能化育萬物。古希臘-火由天神普羅米修斯從天上偷來；古中國-火是由圣人“燧人氏”發(fā)明；古中國-“五行學(xué)說”；（金、木、水、火、土）古印度-“四大學(xué)說”（地、水、火、風(fēng)）古希臘-“四元學(xué)說”（水、土、火、氣）,“燃素說”,火是由無數(shù)細(xì)小的微粒（燃素）構(gòu)成的物質(zhì)實體

3、。只含有燃素的物質(zhì)才能燃燒，并在燃燒時被釋放出來，變成灰燼；物質(zhì)燃燒需要空氣的原因在于，空氣能夠吸收燃素。雖能解釋一些化學(xué)現(xiàn)象，但燃素畢竟是僅憑空想臆造出來的，經(jīng)受不起實踐的檢驗。,燃燒的氧學(xué)說,1774年，普利斯特利（英）在實驗室發(fā)現(xiàn)了氧！1777年，化學(xué)之父——安東尼·拉瓦錫 （法）提出了燃燒的氧學(xué)說“燃燒是可燃物和氧的化合反應(yīng)”,1774年，普利斯特利（英） 在實驗室發(fā)現(xiàn)了氧！,近代化學(xué)之父——拉瓦錫,

4、1777 “燃燒是可燃物和氧的化合反應(yīng)”,一、燃燒的定義,1.（放熱）（發(fā)光）的（化學(xué)反應(yīng)）----燃燒三個基本特征。2.可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙的現(xiàn)象。,注意,燃燒不僅在空氣（氧氣）存在時能發(fā)生，有的可燃物在其他氧化劑中也能發(fā)生燃燒。如金屬鎂可以在二氧化碳中燃燒，氧化劑是二氧化碳。2Mg+CO2=2MgO+C,二、燃燒的本質(zhì),燃燒是一種游離基的連鎖反應(yīng)，即有游離基（自由基）在瞬間進(jìn)行的循環(huán)

5、連續(xù)反應(yīng)。鏈反應(yīng)機(jī)理大致分為鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止。游離基的鏈反應(yīng)是燃燒反應(yīng)的實質(zhì)，光和熱是燃燒過程中發(fā)生的物理現(xiàn)象。燃燒是氧化反應(yīng)，而氧化反應(yīng)不一定是燃燒。,三、燃燒的條件,（一）燃燒的必要條件（二）燃燒的充分條件（三）燃燒形成和持續(xù)的要素,三、燃燒的條件,（一）必要條件1、可燃物 (還原劑)：凡能與氧或其它氧化劑起燃燒反應(yīng)的物質(zhì)（分為固體、液體、氣體）。2、助燃物 (氧化劑)：凡與可燃物結(jié)合能導(dǎo)致和支持燃燒的物質(zhì)。3

6、、引火源：凡能引起物質(zhì)燃燒的點燃能源，統(tǒng)稱為引火源。,三、燃燒的條件,（二）充分條件一定的可燃物濃度 一定的含氧量 一定的著火能量 相互作用汽油的最小點火能量為0.2mJ,乙醚的最小點火能量為0.19mJ。,燃燒條件圖形表示,第二節(jié) 燃燒類型,閃燃 著火 自燃 爆炸,第二節(jié) 燃燒類型,燃燒按其發(fā)生瞬間的特點不同分為,,,,,1、閃燃的含義 在液體表面上能產(chǎn)生足夠的可燃蒸

7、氣，遇火能產(chǎn)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象稱為閃燃。 可燃液體之所以會發(fā)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象是因為液體在閃燃溫度下蒸發(fā)速度較慢，所蒸發(fā)出來的蒸氣僅能維持短時間的燃燒，而來不及提供足夠的蒸氣補(bǔ)充維持穩(wěn)定的燃燒，故閃燃一下就熄滅了。 閃燃往往是可燃液體發(fā)生火災(zāi)的先兆。,液體燃燒的本質(zhì),2、物質(zhì)的閃點 （1）閃點的含義 在規(guī)定的試驗條件下，液體揮發(fā)的蒸氣與空氣形成混合物，遇火源能夠產(chǎn)生閃燃的液體的最低溫度，

8、稱為閃點，用℃表示。 （2）閃點在消防上的應(yīng)用 根據(jù)閃點，將能燃燒的液體分為可燃液體和易燃液體。 根據(jù)閃點，將液體生產(chǎn)、加工、儲存場所的火災(zāi)危險性分為甲（閃點＜28 ℃的液體）、乙（28 ℃ ≤閃點＜60 ℃的液體）、丙（閃點≥ 60 ℃的液體）三個類別，以便根據(jù)其火災(zāi)危險性的大小采取相應(yīng)的消安全措施。,1、著火的含義 可燃物在空氣中與火源接觸，達(dá)到一定溫度時，開始產(chǎn)生有火焰的燃燒，并在火源

9、移去后仍能持續(xù)并不斷擴(kuò)大的燃燒現(xiàn)象稱為著火。 著火是燃燒的開始，并且以出現(xiàn)火焰為特征。,2、物質(zhì)的燃點 （1）定義 在規(guī)定的試驗條件下，應(yīng)用外部熱源使物質(zhì)表面起火并持續(xù)燃燒一定時間所需的最低溫度，稱為燃點或著火點，用℃表示。 （2）危險性的判定及應(yīng)用機(jī)理 根據(jù)可燃物的燃點高低，可以衡量其火災(zāi)危險程度。物質(zhì)的燃點越低，則越容易著火，火災(zāi)危險性越大。 一切可燃液體的燃點都高于閃點

10、。,,1、自燃的含義 可燃物質(zhì)在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒，稱為自燃。 也就是說，可燃物質(zhì)在無外界引火源條件下，由于其自身所發(fā)生的物理、化學(xué)或生物變化而產(chǎn)生熱量并積蓄，使溫度不斷上升，自行燃燒起來的現(xiàn)象。 由于熱的來源不同，物質(zhì)自燃分為受熱自燃和本身自燃兩類。,物質(zhì)的自燃點,在規(guī)定條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度稱為自燃點。,2、物質(zhì)的自燃點

11、 在規(guī)定的條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度，稱為自然點。在這一溫度時，物質(zhì)與空氣（氧）接觸，不需要明火的作用，就能發(fā)生燃燒。自燃點是衡量可燃物質(zhì)受熱升溫形成自燃危險性依據(jù)。 可燃物的自燃點越低，發(fā)生自燃的危險性就越大。,1、爆炸的概念 由于物質(zhì)的急劇氧化或分解反應(yīng)產(chǎn)生溫度、壓力增加或兩者同時增加的現(xiàn)象，稱為爆炸。 從廣義上講，爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成另一狀態(tài)，并在瞬間放出大量能量，同時產(chǎn)生聲

12、響的現(xiàn)象。,,2、爆炸的分類 按爆炸過程的性質(zhì)不同分為物理爆炸、化學(xué)爆炸和核爆炸三類。,第二節(jié) 燃燒類型,,,爆炸濃度極限 是指可燃的氣體、蒸氣或粉塵與空氣混合后，遇火會產(chǎn)生爆炸的最高濃度或最低濃度。,,,,爆炸極限,爆炸溫度極限 是指可燃液體受熱蒸發(fā)出的蒸氣濃度等于爆炸濃度極限時的溫度范圍,3、爆炸極限,關(guān)于爆炸濃度極限和爆炸溫度極限的幾個知識點： 遇火產(chǎn)生爆炸的最低濃度稱為爆炸下限； 遇火產(chǎn)生爆

13、炸的最高濃度稱為爆炸上限。 爆炸極限是評定可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵爆炸危險性大小的主要依據(jù)。 爆炸濃度上、下限值之間的范圍越大，爆炸下限越低、 爆炸上限越高，爆炸危險性越大?；旌衔锏臐舛鹊陀谙孪藁蚋哂谏舷迺r，既不能發(fā)生爆炸，也不能發(fā)生燃燒。 液體在該溫度下蒸發(fā)出等于爆炸濃度下限的蒸氣濃度， 此時的溫度稱為爆炸溫度下限；爆炸溫度下限就是液體的閃點。 爆炸溫度上、下限值之間的范圍越大，爆

14、炸危險性就越大。,第三節(jié) 燃燒過程及特點,一、可燃物的燃燒過程二、可燃物的燃燒特點,一、可燃物的燃燒過程,二、可燃物的燃燒特點,（一）固體物質(zhì)的燃燒特點（二）液體物質(zhì)的燃燒特點（三）氣體物質(zhì)的燃燒特點,(一) 固體物質(zhì)的燃燒特點,1.蒸發(fā)燃燒2.表面燃燒3.分解燃燒4.陰燃（煙熏燃燒）,二、可燃物的燃燒特點（一）固體物質(zhì)的燃燒特點,第三節(jié) 燃燒過程及特點,(一) 固體物質(zhì)的燃燒特點,陰燃和有焰燃燒的互相轉(zhuǎn)化主要是氧氣

15、量的多少,（二）液體物質(zhì)的燃燒特點,液體,,氣體,蒸發(fā),+,氧氣,燃燒,沸溢和噴濺,常見與儲存重油、原油的油罐火災(zāi)形成主要原因液體粘稠，密度不均，熱波向下傳遞噴濺是沸溢的強(qiáng)化版危害性極大,黃島油庫火災(zāi) 1989年8月12日9時55分，中國石油天然氣總公司黃島油庫5號油罐遭雷擊起火。 滅火過程該儲罐發(fā)生數(shù)次沸溢和噴濺，引起附近多個油罐發(fā)生爆炸，過火面積數(shù)平方公里。 戰(zhàn)斗中共有13名官

16、兵壯烈犧牲，81名官兵和12名油庫職工受傷，火災(zāi)直接財產(chǎn)損失約3550萬元。,重質(zhì)油品的沸溢和噴濺（一）沸溢1、沸溢：熱波在油品中傳播時，乳化水或自由水蒸發(fā)，形成大量油包氣氣泡，最后發(fā)生向外溢出的現(xiàn)象。2、沸溢的發(fā)生條件：（1）原油具有形成熱波的特性；（2）原油中含有乳化水或自由水；（3）原油的粘度較大。,原油和重質(zhì)石油產(chǎn)品燃燒時的沸溢和噴濺,,沸溢的形成示意圖,,,,加熱層,液 層,中間層,,3、沸溢發(fā)生的時間

17、 發(fā)生沸溢的時間與原油的種類、水分含量有關(guān)。根據(jù)實驗，含有1%水分的石油，經(jīng)45~60分鐘燃燒就會發(fā)生沸溢。 4、 發(fā)生沸溢的征兆：（1）火焰由紅變白變亮，高度突然增加；（2）煙氣由濃黑變稀白；（3）油面蠕動，有輕微呼隆和嘶嘶聲響。,（一）沸 溢,（二）噴濺1、噴濺：熱波下降到水墊層，使其中的水大量蒸發(fā)，蒸氣壓迅速升高，把上部的油品拋出罐外的現(xiàn)象。2、噴濺的發(fā)生條件：（1）原油具有熱波特性；（2）原油底部

18、存在水墊層；（3）高溫層與水墊層接觸。3、噴濺發(fā)生時間噴濺發(fā)生的時間與油層厚度、熱波移動速度以及油的燃燒線速度有關(guān)?？山朴孟率奖硎尽?重質(zhì)油品的沸溢和噴濺,,噴濺的形成示意圖,,,加熱層,液 層,中間層,,,水墊層,,,,,加熱層,液 層,中間層,原油罐著火過程中熱波示意圖,,,（三）氣體物質(zhì)的燃燒特點,1.擴(kuò)散燃燒：邊擴(kuò)散混合邊燃燒2.預(yù)混燃燒：先充分混合再燃燒,第四節(jié) 燃燒產(chǎn)物,一、燃燒產(chǎn)物的含義二、不同物質(zhì)的

19、燃燒產(chǎn)物三、燃燒產(chǎn)物的毒性四、煙氣五、火焰、燃燒熱和燃燒溫度六、燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的影響,一、燃燒產(chǎn)物的含義和分類,含義：燃燒或熱解作用產(chǎn)生的全部物質(zhì)分類：,二、不同物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物,燃燒產(chǎn)物的數(shù)量及成分，隨物質(zhì)的化學(xué)組成以及溫度、空氣（氧）的供給情況等變化而有所不同。,三、燃燒產(chǎn)物的毒性,毒性氣體火災(zāi)中致人死亡的主要因素,四、煙氣,含義：由燃燒或熱解作用所產(chǎn)生的懸浮在大氣中可見的固體和（或）液體微粒的總和稱為煙氣,四、煙

20、氣,包含各種有毒氣體和固體碳顆粒的混合物危害性：毒害性、減光性、恐怖性、高溫?zé)釗p傷,煙氣的毒害性,1.含氧量低2.含有大量有毒氣體,煙氣的減光性,煙粒子粒徑大于光波波長，對光線具有遮蔽作用使火場能見度大大降低火災(zāi)中逃生盡量俯身,煙氣的恐怖性,五、火焰、燃燒熱和燃燒溫度,1.火焰的含義及構(gòu)成火焰俗稱火苗，是指發(fā)光的氣相燃燒區(qū)域。火焰是由焰心、內(nèi)焰、外焰三個部分構(gòu)成的。,五、火焰、燃燒熱和燃燒溫度,2.火焰的顏色可燃物質(zhì)化學(xué)成分和

21、氧化劑的供給強(qiáng)度燃燒溫度可燃物質(zhì)含氧量和含碳量,燃燒熱和燃燒溫度,燃燒熱：單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所釋放出的熱量燃燒溫度：燃燒產(chǎn)物被加熱的溫度,六、燃燒產(chǎn)物對火災(zāi)撲救工作的影響,（一）有利方面1.在一定條件下可以阻止燃燒進(jìn)行2.為火情偵查和尋找火源點提供參考依據(jù)（二）不利方面1.妨礙滅火和被困人員行動2.有引起人員中毒、窒息的危險3.高溫會使人員燙傷4.成為火勢發(fā)展蔓延的因素,第五節(jié) 影響火災(zāi)發(fā)展變化的主要因素,一、熱

22、傳播對火災(zāi)發(fā)展變化的影響二、爆炸對火災(zāi)發(fā)生變化的影響三、建筑耐火等級對火災(zāi)發(fā)生變化的影響四、氣象條件對火災(zāi)發(fā)生變化的影響,一、熱傳播對火災(zāi)發(fā)展變化的影響,火災(zāi)發(fā)展的決定性因素主要包括熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對流,（一）熱傳導(dǎo),物體的分子熱運動把熱量從溫度較高一端傳遞到溫度較低的另一端的過程固體強(qiáng)于液體強(qiáng)于氣體金屬強(qiáng)于非金屬,（二）熱輻射,以電磁波形式傳遞熱量的現(xiàn)象特點：傳播不需要介質(zhì)，不受外界影響固、液、氣都能傳播和接收熱輻

23、射溫度較高物體向溫度較低物體輻射熱能，直至兩物體溫度趨于平衡火災(zāi)處于發(fā)展階段時，熱輻射為熱傳播主要形式,（三）熱對流,熱量通過流動介質(zhì)由空間的一處傳播到另一處的現(xiàn)象按對流原因不同分為：自然對流、強(qiáng)制對流按流動介質(zhì)不同分為：氣體對流、液體對流熱對流是影響火災(zāi)初期發(fā)展的最主要因素影響熱對流的因素：通風(fēng)口面積數(shù)量、風(fēng)、火焰溫度,二、爆炸對火災(zāi)發(fā)生變化的影響 爆炸沖擊波能將燃燒著的物質(zhì)拋散到高空和周圍地區(qū)，如果燃燒

24、的物質(zhì)落在可燃物體上就會引起新的火源，造成火勢蔓延擴(kuò)大。 爆炸沖擊波能破壞難燃結(jié)構(gòu)的保護(hù)層，使保護(hù)層脫落，可燃物體暴落于表面，這就為燃燒面積擴(kuò)大增加了條件。,三、氣象條件對火災(zāi)發(fā)生變化的影響 大量火災(zāi)表明，風(fēng)、濕度、氣溫、季節(jié)等氣象條件對火勢發(fā)展和蔓延都有一定程度的影響，其中以風(fēng)和濕度影響最大。,四、建筑耐火等級對火災(zāi)發(fā)生變化的影響 建筑耐火等級是衡量建筑耐火程度的標(biāo)準(zhǔn)，耐

25、火等級越高的建筑，火災(zāi)時燒壞、倒塌的很少，造成的損失也小，耐火等級低的建筑，火災(zāi)時不耐火，燃燒快，損失也大。,第六節(jié) 防火和滅火的基本原理,一、防火的基本原理和措施 根據(jù)燃燒的基本理論，只要防止形成燃燒條件，或避免燃燒條件同時存在并相互作用，就可以達(dá)到防火的目的，其防火的基本原理和措施見表2-8。二、滅火的基本原理和措施 根據(jù)燃燒的基本理論，只要破壞已經(jīng)形成的燃燒條件，就可以使燃燒熄滅，最大限度地減少火災(zāi)危