消防安全培训课件：燃烧的本质和条件篇.docx

《消防安全培训课件：燃烧的本质和条件篇.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《消防安全培训课件：燃烧的本质和条件篇.docx（7页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、消防从业人员基础知识之燃烧的本质和条件篇第一节燃烧本质一、燃烧的本质燃烧是可燃物与氧化剂作用产生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。简而言之，燃烧是一种放热、发光的化学反应。随着现代科学的发展，近代链锁反应理论认为：燃烧是一种游离基的链锁反应。链锁反应也称为链式反应，即由游离基在瞬间进行的循环连续反应。游离基又称自由基或自由原子，是化合物或单质分子中的共价键在外界因素（如光、热）的影响下，分裂而成含有不成对电子的原子或原子基团，它们的化学活性非常强,在一般条件下是不稳定的，容易自行结合成稳定分子或与其它物质的分子反应生成新的游离基。当反应物产生少量的活化中心一游离基（自由基或自由原

2、子）时,即可发生链锁反应。只要反应一经开始，就可经过许多链锁步骤自行加速发展下去（瞬间自发进行若干次），直至反应物燃尽为止。当活化中心全部消失（即游离基消失）时，链锁反应就会终止。一般认为，链锁反应机理大致可分为三个阶段：1、链引发。即生成游离基，使链式反应开始。生成的方法通常有热离解、光照法、催化法、放射线照射法、加入引发剂和氧化还原法等。2、链传递。游离基作用于其它参与反应的分子，在生成产物的同时，产生新的游离基，使链式反应自行地一个传一个，不断地进行下去。3、链终止。即游离基的消失，使链式反应终止。终止的原因一般是由于杂质的影响、抑制剂的掺入、游离基形成稳定分子、游离基撞击器壁或反应物全

3、部变完等。链反应有分支链和不分支链两种。核爆炸就是典型的分支链反应。综上所述，物质燃烧是氧化反应，而氧化反应不一定是燃烧，能被氧化的物质不一定都是能够燃烧的物质。可燃物质的多数氧化反应不是直接进行的，而是经过一系列复杂的中间阶段反应；不是氧化整个分子，而是氧化链锁反应中间产物游离基和原子。可见，燃烧是一种极其复杂的化学反应，游离基的链锁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。第二节燃烧必须具备的条件一、发生燃烧的必要条件发生燃烧所需要的必要条件有三个，即：可燃物、助燃物（氧化剂）和引火源。（一）可燃物凡是能与空气中的氧或其他氧化剂发生剧烈化学反应的物质，都称为可燃物（也就是一切

4、能够燃烧的物质）。1、气体可燃物。凡是在空气中能发生燃烧的气体，都称为可燃气体。2、液体可燃物。凡是在空气中能发生燃烧的液体，都称为可燃液体。3、固体可燃物。凡遇明火、热源能在空气（氧化剂）中燃烧的固体物质，都称为可燃固体。（二）助燃物（氧或氧化剂）凡能帮助和支持燃烧的物质，即能与可燃物发生反应的物质都称为助燃物（实质上是氧或氧化剂）。助燃物主要有两大类：1、空气或氧气2、其他氧化剂。如氯酸甲、高镒酸甲、氯、澳等。（三）引火源（也称点火源）凡是能引起可燃物与助燃物发生燃烧反应的热能，都称为引火源。二、发生燃烧的充分条件（一）一定的可燃物浓度（二）一定的氧气（氧化剂）含量实验证明，虽有空气（氧气

5、）存在，但浓度不够，燃烧也不会发生。由于可燃物质性质不同，燃烧所需要的含氧量也不同；在等量情况下，使某些物质完全燃烧，所需要的含氧量也有差异。便如，部分常见物质燃烧所需的最低含氧量，如图所示：一部分常见物质燃烧所需要最低氧量物质名称含氧量（）物质名称含氧量（）气油14.4乙醇15.0煤油15.0橡胶屑13.0氢气5.9多量棉花8.0（三）一定的引火能量（点火能）不管何种形式的点火能量，都必须达到一定的强度才能引起可燃物质着火。否则，燃烧就不会发生不同可燃物质燃烧所需的引火能（点火能）各不相同。几种常见可燃物燃烧所需要的温度如表所示物质名称燃点（）物质名称燃点（）松木250照明煤油86棉花210

6、橡油120布匹200麻150纸张130黄磷34-60蜡烛190松节油53（四）相互作用燃烧不仅必须具备必要条件（三要素）和充分条件，而且还必须使以上条件相互结合、相互作用，燃烧才会发生和持续，否则，燃烧也不能发生。对无火焰燃烧可用经典三角形（如图1-2-2）表示三者关系。燃烧三要素（三边连接）同时存在、相互作用，燃烧才会发生。无火焰燃烧具有三个特点：（1）无链锁反应。（2）氧在可燃烧的界面。（3）可燃物为炽热的固体。对有火焰燃烧，由于燃烧过程中存在未受抑制的游离基（自由基）作中间体,所以燃烧三角形增加了一个空间坐标，形成燃烧四面体。如图2-3所示。第三节燃烧中的几个常用概念1 .闪燃：在液体（

7、固体）表面上能产生足够的可燃蒸气，遇火能产生一闪，即灭的火焰的燃烧现象称为闪燃。2 .阴燃：没有火焰的缓慢燃烧现象称为阴燃。3 .爆燃：以亚音速传播的爆炸称为爆燃。4 .自燃：可燃物质在没有外部明火等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自行燃烧现象称为自燃。亦即物质在无外界引火源条件下,由于其本身内部所进行的生物、物理、化学过程而产生热量，使温度上升,最后自行燃烧起来的现象。5 .闪点：在规定的试验条件下，液体（固体）表面能产生闪燃的最低温度称为闪点。同系物中异构体比正构体的闪点低；同系物的闪点随其分子量的增加而升高，随其沸点升高而升高。各组分混合液，如汽油、煤油等,其闪点随沸程的增加

8、而升高；低闪点液体和高闪点液体形成的混合液，其闪点低于这两种液体闪点的平均值。木材的闪点在260摄氏度左右。闪点的意义：（1）闪点是生产厂房的火灾危险性分类的重要依据；（2）闪点是储存物品仓库的火灾危险性分类的依据；（3）闪点是甲、乙、丙类危险液体分类的依据；（4）以甲、乙、丙类液体分类为依据规定了厂房和库房的耐火等级、层数、占地面积、安全疏散、防火间距、防爆设置等；（5）以甲、乙、丙类液体的分类为依据规定了液体储罐、堆场的布置、防火间距、可燃和助燃气体储罐的防火间距，液化石油气储罐的布置、防火间距等。6 .燃点：是指在规定的试验条件下，液体或固体能发生持续燃烧的最低温度称为燃点。一切液体的燃

9、点都高于闪点。7 .自燃点：是指在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度是该物质的自燃点。可燃物质发生自燃的主要方式是：（1）氧化发热；（2）分解放热；（3）聚合放热；（4）吸附放热；（5）发酵放热；（6）活性物质遇水；（7）可燃物与强氧化剂的混合。影响液体、气体可燃物自燃点的主要因素：压力：压力越高，自燃点越低；氧浓度：混合气中氧浓度越高，自燃点越低；催化：活性催化剂能降低自燃点，钝性催化剂能提高自燃点；容器的材质和内径：器壁的不同材质有不同的催化作用；容器直径越小，自燃点越高。影响固体可燃物自燃点的主要因素：受热熔融：熔融后可视液体、气体的情况；挥发物的数量：挥发出的可燃物越多，其自燃点

10、越低；固体的颗粒度：固体颗粒越细，其比表面积就越大，自燃点越低；受热时间：可燃固体长时间受热，其自燃点会有所降低。8 .氧指数：是指在规定条件下，固体材料在氧、氮混合气流中，维持平稳燃烧所需的最低氧含量。氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧，一般认为氧指数22属于易燃材料，氧指数在22-27之间属可燃材料，氧指数27属难燃材料。9 .可燃液体的燃烧特点：可燃液体的燃烧实际上是可燃蒸气的燃烧，因此,液体是否能发生燃烧，燃烧速率的高低与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等性质有关。在不同类型油类的敞口贮罐的火灾中容易出现三种特殊现象：沸溢、喷溅和冒泡。突沸现象：液体在燃烧过程中，由于

11、不断向液层内传热，会使含有水分、粘度大、沸点在100以上的重油、原油产生沸溢和喷溅现象，造成大面积火灾，这种现象称为突沸现象。能产生突沸现象的油品称为沸溢性油品。液体火灾危险分类及分级是根据其闪点来划分的，分为甲类（一级易燃液体）：液体闪点小于28摄氏度；乙类（二级易燃液体）：闪点大于等于28小于60摄氏度；丙类（可燃液体）：液体闪点大于等于60摄氏度三种。10.固体燃烧特点：固体可燃物必须经过受热、蒸发、热分解，固体上方可燃气体浓度达到燃烧极限，才能持续不断地发生燃烧。燃烧方式分为：蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧和阴燃四种。阴燃：一些固体可燃物在空气不流通、加热温度较低或含水分较高时会阴燃,如

12、成捆堆放的棉、麻、纸张及大堆垛的煤、草、湿木材等。第四节热传播的途径和火灾蔓延的途径火灾的发生、发展就是一个火灾发展蔓延、能量传播的过程。热传播是影响火灾发展的决定性因素。热量传播有以下三种途径：热传导、热对流和热辐射。1 .热传导：是指热量通过直接接触的物体，从温度较高部位传递到温度较低部位的过程。影响热传导的主要因素是：温差、导热系数和导热物体的厚度和截面积。导热系数愈大、厚度愈小、传导的热量愈多。2 .热对流是指热量通过流动介质，由空间的一处传播到另一处的现象。火场中通风孔洞面积愈大，热对流的速度愈快；通风孔洞所处位置愈高，热对流速度愈快。热对流是热传播的重要方式，是影响初期火灾发展的最

13、主要因素。3 .热辐射是指以电磁波形式传递热量的现象。当火灾处于发展阶段时，热辐射成为热传播的主要形式。火灾在建筑物之间和建筑物内部的主要蔓延途径有：建筑物的外窗、洞口；突出于建筑物防火结构的可燃构件；建筑物内的门窗洞口，各种管道沟和管道井，开口部位；未作防火分隔的大空间结构，未封闭的楼梯间；各种穿越隔墙或防火墙的金属构件和金属管道；未作防火处理的通风、空调管道等。第五节燃烧的特殊形式一一爆炸（一）爆炸的概念爆炸是指由于物质急剧氧化或分解反应，使温度、压力急剧增加或使两者同时急剧增加的现象。爆炸可分为：物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。1 .物理爆炸：由于液体变成蒸气或者气体迅速膨胀，压力急速增加，

14、并大大超过容器的极限压力而发生的爆炸。如蒸气锅炉、液化气钢瓶等的爆炸。2 .化学爆炸：因物质本身起化学反应，产生大量气体和高温而发生的爆炸。如炸药的爆炸，可燃气体、液体蒸气和粉尘与空气混合物的爆炸等。化学爆炸是消防工作中防止爆炸的重点。(二)爆炸极限爆炸极限：爆炸极限是指可燃气体、蒸汽或粉尘与空气混合后，遇火产生爆炸的最高或最低浓度。通常以体积百分数表示。可燃气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物，能使火焰传播的最低浓度称为该气体或蒸气的爆炸下限，也称燃烧下限。可燃气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物，能使火焰传播的最高浓度称为该气体或蒸气的爆炸上限，也称燃烧上限。建筑设计防火规范中将爆炸下限小于百

15、分之十的气体划分为甲类气体，少数爆炸下限大于等于百分之十的气体划分为乙类气体。(三)影响爆炸极限的因素1 .爆炸极限值受各种因素变化的影响，主要有：初始温度、初始压力、惰性介质及杂质、混合物中氧含量、点火源等。2 .初始温度高，爆炸极限范围大；初始压力高，爆炸极限范围大；混合物中加入惰性气体，爆炸极限范围缩小，特别对爆炸上限的影响更大。混合物含氧量增加，爆炸下限降低，爆炸上限上升。(四)粉尘爆炸的特点1 .粉尘爆炸的条件：(1)粉尘本身必须是可燃性的；(2)粉尘必须具有相当大的比表面积；(3)粉尘必须悬浮在空气中，与空气混合形成爆炸极限范围内的混合物；(4)有足够的点火能量。2 .影响粉尘爆炸的因素：(1)颗粒的尺寸；(2)粉尘浓度；(3)空气的含水量；(4)含氧量；(5)可燃气体含量。颗粒越小其比表面积越大，氧吸附也越多，在空气中悬浮时间越长，爆炸危险性越大。空气中含水量越高、粉尘越小、引爆能量越高。随着含氧量的增加，爆炸浓度范围扩大。有粉尘的环境中存在可燃性气体时，会大大增加粉尘爆炸的危险性。3 .粉尘爆炸的特点：(1)多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点；(2)粉