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1、1,1,第二章 燃烧基础知识 姜营营,1,2,第一节 燃烧的本质与条件,一、燃烧的定义 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。具备的三个特征:化学反应、放热、发光。,1,3,二、燃烧的本质 燃烧是一种游离基的连锁反应(也称链反应)。链反应机理分为:链引发 链传递 链终止,1,4,三、燃烧的条件(一)燃烧的必要条件 1.可燃物;2.助燃物;3.引火源。,1,5,1、可燃物 凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质,均称为可燃物。可燃物的类型:在固体、液体、气体中都有可燃物,即:可燃固体、可燃液体、可燃气体。,1,6,2、助燃物 凡与可燃物质相结合能导致燃烧
2、的物质称为助燃物(也称氧化剂)。(1)助燃物主要是氧,包括:游离的氧和化合物中的氧。空气中含有大约21%的氧,可燃物在空气中燃烧是以游离的氧作为氧化剂。(2)某些物质可以作为燃烧反应的助燃物,如氯、氟、氯酸钾、高锰酸钾、过氧化钠等。(3)有少数可燃物,一旦受热后,能自动释放出氧,不需要外部助燃物就可以燃烧。,1,7,3、引火源 凡使物质开始燃烧的外部热源,统称为引火源(也称着火源)。引火源的温度越高,越容易点燃可燃物。,1,8,二、燃烧的充分条件 1、一定的可燃物浓度 可燃气体或蒸气只有达到一定浓度,才会发生燃烧或爆炸。如常温下用火柴接触煤油,煤油并不立即燃烧。2、一定的氧气含量 可燃物发生燃
3、烧需要有一个最低含氧量要求,低于这一浓度,即使其他条件全部具备,也不能燃烧。不同可燃物,燃烧所需的含氧量也不同。如蜡烛燃烧。,1,9,3、一定的点火能量 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。引火源的强度取决于可燃物质的最小点火能量,即引燃温度,低于这一能量燃烧不会发生。4、相互作用 燃烧不仅需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,燃烧才能发生。否则,燃烧也不能发生。,1,10,第二节 燃烧类型,燃烧按其发生瞬间的特点不同,分为闪燃、着火、自燃、爆炸四种类型。一、闪燃(一)闪燃的含义 在液体表面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
4、燃。可燃液体发生闪燃现象,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,而来不急补充足够的蒸气,故闪燃一下就熄灭了。,1,11,(二)物质的闪点 1.闪点的含义 在规定的试验条件下,液体表面能产生闪燃的最低温度,称为闪点,以“”表示。闪点的作用:闪点是评定液体火灾危险性大小。闪点越低,火灾的危险性就越大。,1,12,2.闪点在消防上的应用(1)根据闪点将液体分类 易燃液体:闪点61;可燃液体:闪点61(2)根据闪点将液体的火灾危险性分类,1,13,二、着火(一)着火的含义 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
5、大的燃烧现象,称为着火。,1,14,(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。燃点的作用:燃点可以衡量火灾危险程度。物质的燃点低,越容易着火,火灾的危险性越大。一切可燃液体的燃点都高于闪点。,1,15,三、自燃(一)自燃的含义 可燃物质在没有火花、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。由于其本身发生物理、化学或生物变化产生热量并积蓄,使温度不断上升,自行燃烧。由于热的来源不同,分为受热自燃和本身自燃。,1,16,(二)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,成为
6、自燃点。在这一温度下,与空气接触,不需要明火,就能发生燃烧。自燃点的作用:衡量可燃物质受热升温形成自燃危险性的依据。自燃点温度越低,发生自燃的危险性越大。,1,17,四、爆炸(一)爆炸的含义 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。一般来说,爆炸是从一种状态迅速变成另一种状态,并在瞬间放出大量能量,同时产生声响的现象。(二)爆炸的分类 1.物理爆炸(体积膨胀发生爆炸)轮胎爆炸、灭火器爆炸,液化气钢瓶爆炸等。2.化学爆炸-物质本身发生化学反应,产生大量气体,并使温度、压力增加或两者同时增加。可燃气体、蒸汽或粉尘遇明火爆炸、炸药爆炸等。3.核爆炸;,1,18,(三)爆炸极
7、限 1.爆炸浓度极限(简称爆炸极限)可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合,遇火会产生爆炸的最高或最低的浓度。2.爆炸极限在消防上的应用(1)爆炸极限的作用:评定可燃气体、蒸气或粉尘爆炸危险性大小的主要依据。爆炸下限越低,爆炸上限越高,爆炸危险性就越大。,1,19,(2)爆炸温度极限 可燃液体受热蒸发出来的蒸气浓度等于爆炸浓度极限时的温度范围。爆炸温度上、下限值之间的范围越大,危险性就越大。,1,20,小结,1,21,第三节 燃烧过程及特点,一、可燃物的燃烧过程 可燃物与其周围相接触的空气达到其点燃温度时,外层部分就会熔解、蒸发或分解并发生燃烧,产生大量的热和光,这些热量又加热边缘的下一层,使其达到点
8、燃温度,燃烧过程就不断的持续进行。固体,液体发生燃烧,需要经过分解,蒸发生成气体,气体与氧化剂作用发生燃烧。气体可以直接燃烧。二、可燃物的燃烧特点(一)固体物质的燃烧特点 氧指数是衡量可燃固体物质燃烧难易程度的主要参数。,1,22,1,23,(二)液体物质的燃烧特点1.蒸发燃烧 液体受热蒸发出来的蒸气经过分解,氧化达到燃点而燃烧。2.动力燃烧 液体的蒸发,低闪点的液雾预先与空气或氧气混合,遇火源产生带有冲击力的燃烧。如雾化汽油、煤油在气缸中的燃烧3.沸溢燃烧 含水的重质油品(如重油、原油)发生火灾,液面上下向开锅一样沸腾,油品就会像“跑锅”一样溢出罐外。4.喷溅燃烧 重质油品储罐的下部有水垫时
9、,水受热变成水蒸气,体积变大,水蒸气压力变大,最后冲破油层将燃烧着的油滴和包油的油气抛向上空,四周喷溅燃烧。,1,24,(三)气体物质燃烧的特点1.扩散燃烧 可燃气体从喷口(管道口或容器泄漏口)喷出,在喷口处与空气中的氧气边扩散混合,边燃烧的现象。2.预混燃烧 可燃气体与助燃气体在燃烧之前混合,形成一定浓度的可燃混合气体,被引火源点燃所引起燃烧。,天然气井口发生井喷燃烧,1,25,第四节 燃烧产物,一、燃烧产物的含义和分类(一)燃烧产物的含义 由燃烧或热解作用而产生的全部的物质,称为燃烧产物。通常指燃烧生成的气体、热量、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两类。
10、1.完全燃烧产物:生成的产物不能再燃烧。如CO2,SO2,H2O等。2.不完全燃烧产物:生成的产物还能继续燃烧。如CO,乙醇等。,1,26,三、燃烧产物的毒性 据统计,火灾中死亡的人约80%是吸入有毒气体中毒致死。其中,一氧化碳是火灾中最主要的有毒气体,它无味、无色、密度比空气大的,不易溶于水的气体,能与血液中的血红蛋白有很高的亲和力,阻止血液中氧气的运输。引起头痛,神志不清。合成高分子物质燃烧不仅产生CO2,CO,还产生有毒的气体比如说乙醛,氯化氢,氰化氢等。,1,27,四、烟气(一)烟气的含义 由燃烧或热解作用所产生的悬浮在大气中的可见固体和(或)液体微粒的总和。(二)烟气的危害性 1.烟
11、气的毒害性 2.烟气的减光性 3.烟气的恐怖性,1,28,五、火焰(一)火焰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。火焰组成:焰心,内焰,外焰。,1,29,2.火焰的颜色:可燃物化学成分和氧化剂的供应强度(1)大部分物质燃烧的火焰是橙红的,但硫磺燃烧的火焰是蓝色的,磷和钠燃烧的火焰是黄色的。(2)火焰的颜色与燃烧温度有关,温度越高,火焰越接近蓝白色。(3)火焰的颜色与可燃物的含氧量和含碳量有关 含氧量达到50%以上,火焰几乎无光。含碳量达到60%以上,发出显光带有大量黑烟的火焰。,1,30,六、燃烧产物对火灾扑救工作的影响(一)有利方面1.在一定条件下阻止燃烧进行 完全燃
12、烧的产物都是不燃的惰性气体,如CO2、水蒸气等。2.为火情侦察和寻找火源点提供参考依据 根据火场上烟雾的流动方向,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,可判断燃烧速度和火灾发展阶段。,1,31,(二)不利方面妨碍灭火和被困人员行动 烟雾具有减光性,人在烟雾中的能见距离,一般为30cm。有引起人员中毒、窒息的危险 火场上死亡的人,绝大多数是被烟雾窒息、中毒而死。高温会使人员烫伤 燃烧产物放出大量的热,环境温度达到43时,人体皮肤的毛细血管扩张爆裂,当在100丧失逃生能力。有造成火势发展蔓延的危险 燃烧产物有很高的热能,火灾时极易因传导、对流或热辐射引起新的火点,甚至促使火势形
13、成轰燃的危险。,1,32,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 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:热传导,热辐射,热对流。,1,33,1,34,二、爆炸对火灾发展变化的影响 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。三、建筑耐火等级对火灾发展变化的影响四、气象条件对火灾发展变化的影响 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,其中以风和湿度影响最大。,1,35,第六节 防火与灭火的基本原理,一、防火的基本原理 根据燃烧
14、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。,1,36,二、防火的基本措施控制可燃物 原理:破坏燃烧爆炸的基础 措施举例:限制可燃物质储运量;用难燃或阻燃材料代替可燃材料;加强通风、降低可燃气体或蒸汽、粉尘在空间的浓度;用阻燃剂对可燃材料进行阻燃处理,以提高防火性能;即使清除撒漏地面的易、可燃物质等。隔绝空气 原理:破坏助燃条件 措施举例:充惰性气体保护生产或储运有爆炸危险物品的容器设备 密闭有可燃介质的容器、设备。采用隔绝空气等特殊方法储运有燃烧爆炸危险的物质。隔离与酸、碱、氧化剂等接触能燃烧爆炸的可燃物。,1,37,消除引火源 原理:破坏燃烧的激
15、发能源 措施举例:消除和控制明火源;安装避雷、接地设施,防止雷击、静电;防止撞击火星和控制摩擦生热;防止日光照射和聚光作用;防止和控制高温物。阻止火势蔓延 原理:不使新的燃烧条件形成 措施举例:在建筑之间留足防火间距、筑防火墙;在气体管上安装阻火器、安全水封;有压力的容器设备,安装防爆膜(片)安全阀;能形成爆炸介质的场所,设置泄压门窗、轻质屋盖等。,1,38,三、灭火的基本原理 灭火就是破坏燃烧条件使燃烧反应终止的过程。根据燃烧条件,灭火基本原理可以归纳为四个方法,即冷却、窒息、隔离和化学抑制。前三种灭火作用主要是物理过程,化学抑制是一个化学过程.,1,39,四、灭火的基本措施冷却法 冷却法是
16、降低燃烧物的温度,使温度降至燃点(着火点)以下,燃烧停止。如用水灭火,水能吸收大量热量,使燃烧温度降低,从而使火灾熄灭。,1,40,2.窒息法 窒息灭火的原理是消除助燃物。采取适当措施来防止空气流入燃烧区,或者用惰性气体稀释空气中氧的含量,使燃烧物质因缺乏或断绝氧而熄灭。运用窒息原理灭火时,可以封闭着火的空间、往着火的空间充满惰性气体或水蒸气、用湿棉被、湿帆布等不燃或难燃材料覆盖燃烧物、向着火物上喷射二氧化碳、干粉等。,1,41,隔离法 隔离法就是将可燃物与着火源隔离开来,使可燃物失去火源后自行熄灭。如火灾中,将未着火的物质搬迁至安全处、拆除毗连的可燃建(构)筑物、关闭燃烧气体的阀门及切断气体
17、(液体)的来源、用沙土等堵截流散的燃烧液体、用难燃或不燃的物体遮盖受火势威胁的可燃物质等。,1,42,化学抑制法 化学抑制法是指通过干扰抑制游离基,中断燃烧的链反应。常用方法就是往着火物上直接喷射气体、干粉灭火剂,覆盖火焰,中断燃烧链式反应。,1,43,(一)燃烧的本质与条件1.燃烧的定义、燃烧的必要条件。2.燃烧的本质、燃烧的充分条件。(二)燃烧类型1.燃烧的类型;闪燃的涵义及闪点;着火及燃点的涵义;爆炸的涵义及分类。2.爆炸浓度极限及爆炸温度极限。3.闪点在消防上的应用;自燃点的应用。(三)燃烧过程及特点1.可燃物的燃烧过程;固体物质、液体物质和气体物质的燃烧特点。(四)燃烧产物1.燃烧产物的涵义和分类;烟气的涵义及烟气的危害性;火焰、燃烧热和燃烧温度的涵义。2.不同物质的燃烧产物;燃烧产物的毒性。3.火焰的颜色与燃烧温度;燃烧产物对火灾扑救工作的有利方面和不利方面。(五)影响火灾发展变化的主要因素1.热传播的途径;热传导、热对流、热辐射的涵义;热对流的方式。2.热传播对火灾发展变化的影响;热传导、热对流、热辐射的特点。3.热传导、热对流、热辐射对火灾发生变化的影响;爆炸对火灾发生变化的影响、建筑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。(六)防火与灭火的基本原理1.防火的措施;灭火的措施。2.防火的基本原理;灭火的基本原理。,内容小结,1,44,谢谢,