燃烧基础知识最新课件.ppt

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1、第二章 基础知识,1,教学目录：第一节 燃烧的本质与条件第二节 燃烧类型第三节 燃烧过程与特点第四节 燃烧产物第五节 影响火灾发展变化的主要因素第六节 防火与灭火的基本原理,2,教学目的,通过学习本章的内容，基本了解燃烧的定义、燃烧的本质、燃烧的条件、燃烧的类型、燃烧的过程及特点、燃烧产物，重点掌握影响火灾发展的主要因素、防火与灭火的基本原理。,3,第一节 燃烧的本质与条件,燃烧的定义燃烧的本质燃烧的条件,123,4,一、 燃烧的定义,什么是“燃烧”？,5,燃烧：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。,6,特征一化学反应,特征二 放热,特征三 发光,燃烧有什么

2、特征呢？,7,下面 两种现象是属于燃烧吗？1) 生石灰（CaO）遇水反应放出大量的热? 2) 电灯泡的灯丝通电后发光发热?,8,燃烧不仅在空气（氧）存在时能发生，有的可燃烧物在其他氧化剂中也能发生燃烧。 其他氧化剂：过氧化氢、高锰酸钾、臭氧、重铬酸钾、氯气 如： 氢气在氯气中也能燃烧,9,本质游离基的连锁反应。游离基化合物或单质分子中的共价键,在外界因素（光、热）的影响下，可分裂而成含有成对电子的原子或原子基团。,二、 燃烧的本质,10,综上所述：物质的燃烧是氧化反应；氧化反应不一定是燃烧；能够被氧化的物质不一定都是能够燃烧的物质。,生活中常见，被氧化的物质而不是燃烧物的有？,11,三、 燃烧

3、的条件,（一）、燃烧的必要条件,可燃物,引火源,助燃物,注意：三个要素同时具备的情况下可燃物才能发生燃烧，无论缺少那一个，燃烧都不能发生。,12,1、可燃物的含义 凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质，均称为可燃物。2、可燃物的分类,固体可燃物,液体可燃物,气体可燃物,一般来讲，气体比较容易燃烧，其次是液体，第三是固体。,13,助燃物分类： 1、氧气 燃烧过程中的助燃物主要是氧气。 空气中含有大约21%的氧 2、其它助燃物 还有些物质（如：氯，氟，氯酸钾等）也可作为燃烧反应的助燃物。,2、助燃物含义：凡与可燃物质结合能导致燃烧 的物质称为助燃物。,14,3、引火源,引火源的定义：凡使

4、物质开始燃烧的外部热源统称为引火源。温度越高，越容易点燃可燃物质。,引火源种类： 明火焰； 高温物体； 电火花； 撞击与摩擦； 绝热压缩； 光线照射与聚焦； 化学反应放热。,15,（二）燃烧的充分条件,1）一定浓度的可燃物 2）一定的氧气含量 3）一定的点火能量 4）相互作用,可燃气体要燃烧需达到一定浓度，汽油需达到14.4%，煤油为15%,可燃气体或蒸汽只有达到一定浓度，才会发生燃烧或爆炸。,不管何种形式的引火源，都必须达到一定的强度才能引起燃烧反应。例如汽油的最小点火能量为0.2mj，乙醚最小点火量为0.19 mj,具备了燃烧的必要条件，并不意味着燃烧必然发生。,燃烧的充分条件：,燃烧不仅

5、需要具备必要和充分条件，而且还必须使燃烧条件相互结合、相互作用，燃烧才会发生或持续。,16,17,18,19,20,第二节 燃烧类型,1234,闪燃着火自燃爆炸,21,一、 闪燃（一）、闪燃的含义,含义：在可燃液体表面上方，蒸汽与空气的混合气体遇火源发生的一闪即灭的瞬间燃烧现象,称为闪燃。 原因：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着火的先兆。 闪燃就是危险的警告。 如：煤油蒸发出来的气体遇火源会产生闪燃现象。,22,（二）物质的闪点,1、含义：在规定的实验条件下，液体挥

6、发的蒸气与空气形成混合物，遇火源能够产生闪燃的液体最低温度称为闪点。,闪点是评定液体火灾危险性大小的重要参数。闪点越低，火灾危险性就越大；反之，则越小。,23,物质的闪点,24,（1）根据闪点，将能燃烧的液体分为易燃液体和可燃液体。（2）根据闪点，将液体生产、加工、储存场所火灾危险性分为甲、乙、丙三个类别。,闪点在消防上的应用,25,甲：闪点 28，例如甲醇，苯等合成或精制厂房,甲醇是一种有机化合物，是最简单的醇类,26,乙：28 闪点 60，例如煤油仓库,煤油(俗称火水,旧称火油)是一种通过对石油进行分馏后获得的碳氢化合物的混合物,27,丙：闪点 60，如重油仓库,重油是原油提取汽油、柴油后

7、的剩余重质油,28,二、 着火（一）、着火的含义,含义：可燃物在空气中与火源接触，达到某一温度时，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。 着火燃烧的开始,29,二、 着火（二）、物质的燃点,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，以“”表示。 一切可燃液体的燃点都高于闪点 控制可燃物质的温度在其燃点以下，就可以防止火灾的发生。 用水冷却灭火，其原理就是将着火物质的温度降到燃点以下 。,30,（二）、物质的燃点,二、 着火,31,三、 自燃（一）、自燃的含义,含义：可燃物在没有外部火花、火焰等火源的作

8、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。 也可以说：无外界火源的条件下，由于自身所发生的物理、化学、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。,32,三、 自燃（二）、物质的自燃点,在规定的试验条件下，可燃物质产生自燃的最低温度，称为自然点。 自燃点是衡量可燃物质受热升温形成自燃危险性的依据。自燃点越低，危险性越大。,33,（二）、物质的自燃点,三、 自燃,34,四、 爆炸（一）、爆炸的含义,含义：由于物质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。 广义：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，称为爆炸。

9、能量转换：势能、化学能、机械能 动能 特点：破坏作用和杀伤作用极大,35,（二）、爆炸的分类,1、物理爆炸 装在容器内的液体或气体，由于物理变化（温度、体积和压力等因素）引起体积迅速膨胀，导致容器压力急剧增加，由于超压或应力变化使容器发生爆炸。 爆炸前后物质的性质及化学成分不改变。,通常将爆炸分为： 物理爆炸、化学爆炸、核爆炸,36,特征：介质仅有物理变化、没有化学变化,能直接或间接造成火灾,如：锅炉爆炸、 液化气钢瓶爆炸,37,2、化学爆炸 由于物质本身发生化学反应，产生大量气体并使温度、压力增加或者两者同时增加而形成的爆炸现象，称为化学爆炸。 如：可燃气体爆炸、蒸汽爆炸或粉尘爆炸、炸药的爆

10、炸。,38,特点：反应速度快，爆炸时放出大量的热能，产生大量气体和很大的压力，并发出巨大的声响。能够直接导致火灾。,39,3、核爆炸 由于原子核裂变或聚变反应，释放出核能所形成的爆炸。 原子弹、氢弹、中子弹爆炸,40,（三）、爆炸极限,1、爆炸浓度极限（气体、粉尘） 爆炸浓度极限是指可燃的气体、蒸汽或粉尘与空气组成的混合气体后，遇火会产生爆炸的最高或最低的浓度。 气体、蒸汽的爆炸极限，用体积百分数表示， 粉尘用单位体积中的质量表示（g/m ） 产生爆炸最低浓度叫做爆炸下限； 发生爆炸的最高浓度叫爆炸上限。 爆炸极限 针对化学爆炸。,41,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

11、据。 爆炸上、下限值之间的范围越大，爆炸下限越低，爆炸上限越高，爆炸的危险性越大。,42,43,2、爆炸温度极限（可燃液体） 爆炸温度极限是指可燃液体受热蒸发出的蒸汽浓度等于爆炸浓度极限时的温度范围。 液体在某一温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸汽浓度，此时的温度称为爆炸温度下限。 液体在某一温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸汽浓度，此时的温度称为爆炸温度上限。 爆炸温度上、下限之间的范围越大，爆炸危险就越大。,44,45,第三节 燃烧过程及特点,可燃物的燃烧过程可燃物的燃烧特点,12,46,一、 可燃物的燃烧过程,可燃物在空气中达到可燃物的点燃温度时，外层部分就会熔解、蒸发或分解并发生燃烧，在燃

12、烧过程中放出热和光。放出的热加热边缘的下一层，使其达到燃点温度，燃烧过程不断持续。 固体、液体：分解、蒸发生成气体与氧化剂作用发生燃烧 气体：直接燃烧,47,48,二、 可燃物的燃烧特点 （一）、固体物质的燃烧特点 主要有以下四种方式：,1.表面燃烧 蒸气压非常小或难于热分解的可燃固体，不能发生蒸气燃烧或分解燃烧，当氧气包围物质的表层时，呈炽热状态发生无焰燃烧现象。 如：焦炭、木炭、铁和铜的燃烧。,49,50,2.阴燃 物质无可见光的缓慢燃烧，通常产生烟和温度升高的迹象，称为阴燃。 某些固体可燃物在空气流通、加热温度较低或水分较高时就会发生阴燃。,51,成捆的纸张、棉、麻以及大堆垛的煤、草、湿

13、木材等，受热后易发生阴燃。,阴燃是可燃固体的燃烧特点,52,阴燃与有焰燃烧在一定条件下可相互转化 。,如在密闭或通风不良的场所发生火灾，由于燃烧消耗了氧，氧浓度降低，燃烧速度减慢，分解出的气体量减少，即可有焰燃烧转为阴燃。,53,3.分解燃烧 分子结构复杂的可燃固体，由于受热分解而产生可燃气体后发生的有焰燃烧现象。 如：木材、纸张、棉、麻、毛、丝以及合成高分子的热固性塑料、合成橡胶等的燃烧。,54,4.蒸发燃烧 熔点较低的可燃固体受热后熔融，然后与可燃液体一样蒸发生成蒸汽而发生的有焰燃烧现象，称为蒸发燃烧。 如：石蜡、沥青、松香、热塑性高分子材料。,55,（二）液体物质的燃烧特点,1）蒸发燃烧

14、 液体蒸发与燃烧同时进行, 边蒸发边燃烧, 蒸发多少就燃烧多少。 其燃烧速度取决于液体的蒸发速度，蒸发得越快，燃烧得越快。,56,2）动力燃烧 是指燃烧性液体的蒸气、低闪点液雾预先与空气或氧气混合，遇火源产生带有冲击性的燃烧。 如；雾化汽油、煤油等发挥性较强的烃类在气缸中的燃烧就属于这种情况。,57,58,3）沸溢燃烧 含水的重质油品（如重油、原油）发生火灾，由于液面从火焰接受热量产生热波，热波在向液层深部移动过程中，使油层温度升上，油品黏度变小，油品中的乳化水滴向下沉积的同时受向上运动的热油作用而蒸发成蒸气泡，这种表面包含有油品的气泡，比原来的水体积扩大千倍以上，气泡被油薄膜包围形成大量油泡

15、群，液面上下向开锅一样沸腾，到储罐容纳不下时，油品就会像“跑锅”一样溢出罐外，这种现象叫“沸溢”。,59,60,4）喷溅燃烧 重质油品的下部有水垫层时，发生火灾后，由于热波往下传递，若将储罐底部的沉积水的温度加热到汽化温度，则沉积水将变成水蒸气，体积扩大，当形成的蒸汽压力大到足以把其上面的油层抬起，最后冲破油层将燃烧着的油滴和包油的油气抛向上空，向四周喷溅燃烧。 储罐一旦出现沸溢和喷溅的征兆，火场有关人员必须立即撤到安全地带，并应采取必要的技术措施。,61,62,（三）气体物质的燃烧特点 可燃气体不需要经过熔化、蒸发等相变过程，而在常温常用压下就可以任意比例与氧化剂相互扩散混合，完成燃烧反应的

16、准备阶段。 气体在燃烧时所需热量仅用于氧化或分解，或将气体加热到燃点，因此容易燃烧且燃烧速度快。,63,根据气体物质燃烧过程的控制因素不同，其燃烧有以下两种形式： 1）扩散燃烧 可燃气体从喷口喷出，在喷口处与空气中的氧边扩散混合、边燃烧的现象称为扩散燃烧。 其燃烧速度，主要取决于可燃气体的扩散速度。气体扩散多少，就烧掉多少。这种燃烧比较稳定。,64,例如：管道、容器泄露口发生的燃烧，天然井口发生的井喷燃烧等均属扩散燃烧。,65,扩散燃烧的特点: 为扩散火焰不运动，可燃气体与气体氧化剂的混合在可燃气体喷口进行。对于扩散燃烧，只要控制得好，便不至于造成火灾。,66,2）预混燃烧 可燃气体与助燃气体

17、在燃烧之前混合，并形成一定浓度的可燃混合气体，被引火源点燃所引起的燃烧现象，称为预混燃烧。这类燃烧往往造成爆炸，也称爆炸式燃烧或动力燃烧。 许多火灾、爆炸事故是由预混燃烧引起的。,67,68,第四节 燃烧产物,1234567,燃烧产物的含义和分类不同物质的燃烧产物燃烧产物的毒性烟气火焰、燃烧热和燃烧温度燃烧产物对火灾扑救的影响燃烧产物在防火中的作用,69,由燃烧或热解作用而产生的全部 物质。通常指燃烧生成的气体 、热量 和烟雾等。（二）燃烧产物的分类燃烧产物分为完全燃烧产物和不完全燃烧产物。完全燃烧产物：燃烧生成的产物不能再燃烧。CO 2 SO 2不完全燃烧产物：燃烧生成的产物还能继续燃烧。C

18、O 醇类,一、 燃烧产物的含义和分类（一）燃烧产物的含义,70,一、 燃烧产物的含义和分类,71,二、 不同物质的燃烧产物（一）单质的燃烧产物,C CO2HH2 OSSO2（二）化合物的燃烧产物化合物CO CO 2,72,二、 不同物质的燃烧产物（三）合成高分子材料的燃烧产物,HCl （氯化氢）HCN （氰化氢）光气（四）木材的燃烧产物CO 2 CO H 2O 甲酸 乙酸C （500 以上）主要是 碳,73,三、 燃烧产物的毒害作用,火灾中死亡的人约 80% 以上 是由于吸入毒性气体中毒而死。,74,四、 烟气（一）烟气的含义,由燃烧或热解作用而产生的悬浮在大气 中可 见的固体和（或）液体微粒

19、总和称为烟气。（二）烟气的产生,建筑材料及装修材料、室内可燃物等在燃烧时所产生的生成物之一是烟气。不论是固态、液态、气态物质在燃烧时，都要消耗空气中的量，并产生大量炽热的烟气。,75,（三）烟气的危害性,1、毒害性烟气中含有各种有毒气体，如：CO、HCN、 HCl、 CO2，且浓度较高。2、减光性烟粒子粒径大于可见光的波长，且烟粒子对光不透明，对可见光有完全的遮蔽作用，烟气弥漫时，能见度大大降低。3、烟气的恐怖性火焰和烟气冲出门窗孔洞，浓烟滚滚，烈火熊熊，产生恐怖感。,一氧化碳,氰化氢,氯化氢,主要表现在烟气具有毒害性、减光性、恐怖性,76,五、 火焰、燃烧热和燃烧温度（一）、火焰,1、火焰的

20、含义和构成 火焰是指发光的气相燃烧区域。 火焰由焰心、内焰、外焰三个部分组成。,77,2、火焰的颜色,火焰的颜色取 决于燃烧物质的化学成分和氧化剂的供应强度。大 部分 橙红色 硫 磺 蓝色磷 、钠 黄色,78,火焰颜色与燃烧温度有关温 度越高，越接近蓝白色。 火焰颜色与可燃物含氧量和含碳量有关含 氧量50% 火焰几乎无光 如：CO,79,含 氧量50% 发出显光（光亮或发黄光）含 碳量60% 发出显光且带有大量的黑烟的火焰,80,3、燃烧热和燃烧温度,1、燃烧热单位质量物质完全燃烧所放出的热量。燃 烧热值越高的可燃物燃烧时火势越猛，温度越高，辐射出的热量越多。2、燃烧温度燃 烧产物被加热的温度

21、。燃 烧速度快的比燃烧速度慢的燃烧温度高；同 样火焰大小，燃烧温度越高，火灾蔓延越快。,81,六、燃烧产物对火灾扑救工作的影响燃烧产物对火灾扑救工作的影响，分有利和不利方面,（一）有利方面 1、在一定条件下可以阻止燃烧进行 完全燃烧的产物都是不燃的惰性气体，如CO2 、水蒸气等，随着惰性气体的增加，就相对降低了空气中的氧浓度，燃烧速度会减慢。,82,2、为火情侦察和寻找火源点提供参考依据,不同的物质燃烧，不同的燃烧温度，在不同的风向条件下，烟雾的颜色、浓度、气味、流动方向也各不相同，在火场上，通过烟雾的这些特征可以大致判断燃烧物质的种类，火势蔓延方向、火灾阶段等。,根据烟雾的不同颜色和气味来识

22、别是何种物质着火；根据火场上的烟雾的流动方向，可判断火势蔓延方向和寻找火源； 根据烟雾的温度、浓度等特征，可判断燃烧的速度和火灾发展阶段。,83,84,（二）燃烧产物对火灾扑救工作的不利方面,1.妨碍灭火和被困人员的行动2.有引起人员中毒、窒息的危险3.高温会使人烫伤4.成为火势发展蔓延的因素,85,第五节 影响火灾发展变化的主要因素,热传播对火灾发展变化的影响爆炸对火灾发生变化的影响建筑物耐火等级对火灾发生变化的影响气象条件对火灾发生变化的影响,1234,86,一、 热传播对火灾发展变化的影响,热传导的含义 物体一段受热，通过物体的分子热运动，把热量从温度较高的一端传递到温度较低的另一端的过

23、程，称为热传导。,（一）、热传导,火灾的发生发展，始终伴随着热传播过程。热传播是影响火灾发展的决定性因素。热传播的途径主要有热传导、热辐射、热对流。,87,2.热传导对火灾发生变化的影响 从温度较高部位, 向温度较低部位传导。温差愈大, 导热方向的距离愈近, 火灾现场燃烧区温度愈高,传导出的热量就愈多。 固体、液体和气体物质都有这种传热性能。热传导性能：固体最强，液体次之，气体较弱。,88,含义：是指以电磁波形式传递热量的现象，称为 热辐射。特点： 热辐射不需要通过任何介质, 不受气流、风速、风向的影响, 通过真空也能传播; 固、液、气三种物态均可以电磁波的形式辐射热量, 也能吸收别的物体辐射

24、回来的热量。,（二）热辐射,1.热辐射的含义和特点,89,2、热辐射对火灾的发生变化的影响 一个物体在单位时间内辐射的热量与其表面积的绝对温度的四次方成正比. 受辐射体与辐射热源之间的距离越大,受到的辐射热越小。反之,距离愈小,接受的辐射热愈多； 物体的颜色愈深、表面愈粗糙, 吸收的热量就愈多;表面光亮、颜色较淡, 则反射的热量越多, 则吸收的热量就愈少。,当火灾处于发展阶段时，热辐射成为热传播的主要形式。,90,1.热对流的含义 热量通过流动介质，由空间的一处传播到另一处的现象， 称为热对流。,（三）、热对流,2、热对流方式（1）自然对流 因流体各部分的密度不同而引起的流动，是由自然力引起的

25、。 （2）强制对流 流体微团空间移动是由机械力引起的。如通过鼓风机、压缩机、泵等。,91,使用防烟、排烟等强制对流设施，就能抑制烟气扩散和自然对流。,（3）气体对流 气体对流对火灾发展蔓延有极其重要的影响。对流越强，燃烧越强烈。（4）液体对流 液体因受热体体积膨胀、比重减轻而上升，而温度较低时、比重较大的部分则下降，在这种运动的同时进行着热传递，最后使整个液体被加热。,92,3.热对流对火灾发生变化的影响 热对流是影响初期火灾发展的最主要因素。 热对流速度与通风口面积和高度成正比。通风孔洞愈多，各个通风孔洞的面积愈大、愈高，热对流速度愈快。,93,二、爆炸对火灾发生变化的影响,爆炸冲击波能将燃

26、烧着的物质抛散到高空和周围地区，如果燃烧的物质落到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，可燃物体暴露于表面，这就为燃烧面积迅速扩大增加了条件。,94,三、建筑耐火等级对火灾发生变化的影响,耐火等级高的建筑，火灾时烧坏、倒塌的很少，造成的损失也小，而耐火等级低的建筑，火灾时不耐火，燃烧快，损失也大。 因此，为了保证建筑物的安全，必须采取必要的防火措施，使之具有一定的耐火性，即使发生了火灾也不至于造成太大的损失。,95,四、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的发展和蔓延都有一定程度的影响，其中以风和湿度的影响最大。 风对火势的发展有决定性的影响，尤其是露天火灾。风速愈大，对流速度愈快，燃烧和蔓延愈快；风向改变，燃烧、蔓延方向也会随之改变。,96,湿 度干燥的季节，风干物燥，易于起 火成灾，也易蔓延气 温高温天气，易燃易爆化学危 险品容易产生爆炸、自燃季 节雨季，物体潮湿，不易起火,97,第六节 防火与灭火的基本原理,防火的基本原理和措施灭火的基本原理和措施,12,98,一、防火的基本原理和措施 根据燃烧基本理论，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，便可起到防火的目的。,99,100,101,谢谢大家！,102,