第2章燃燒的化學(xué)基礎(chǔ)

1、燃燒學(xué) 主編2.1燃燒的本質(zhì)、特征、條件及應(yīng)用2.2燃燒的氧化機(jī)制2.3燃燒反應(yīng)速度方程2.4反應(yīng)熱、生成熱和燃燒熱2.5燃燒時(shí)空氣需要量及火焰溫度的計(jì)算2.6燃燒產(chǎn)物的毒害作用及參數(shù)計(jì)算第2章 燃燒的化學(xué)基礎(chǔ)2.1燃燒的本質(zhì)、特征、條件及應(yīng)用2.1.1燃燒的本質(zhì)2.1.2燃燒的特征2.1.3燃燒的條件及應(yīng)用2.1.1燃燒的本質(zhì)所謂燃燒，是指可燃物跟助燃物(氧化劑)發(fā)生的劇烈的一種發(fā)光、發(fā)熱的氧化反應(yīng)。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，燃燒是一種氧化還原反應(yīng)，但其發(fā)光、放熱、發(fā)煙、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化還原反應(yīng)。2.1.2燃燒的特征2.1.2.1放熱2.1.2.2發(fā)光2.1.2.3火焰2.1.2.

2、4煙氣2.1.2.1放熱在燃燒的氧化還原反應(yīng)中，由于反應(yīng)物的總能量總是大于生成物，因此反應(yīng)是放熱的。由于反應(yīng)過(guò)程中的放熱，燃燒區(qū)的溫度急劇升高。在火災(zāi)中，這種高溫將對(duì)建筑構(gòu)成嚴(yán)重的破壞。2.1.2.2發(fā)光根據(jù)玻爾理論，原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)，它將輻射(或吸收)一定頻率的光子，被輻射或吸收光子的能量由這兩種定態(tài)的能量決定，而燃燒過(guò)程之所以發(fā)光則是由于其中白熾的固體粒子和某些不穩(wěn)定的中間物質(zhì)分子內(nèi)電子發(fā)生能級(jí)躍遷。2.1.2.3火焰1.火焰具有發(fā)熱、發(fā)光的特征2.火焰具有電離特性3.火焰具有自行傳播的特征1.火焰具有發(fā)熱、發(fā)光的特征由于發(fā)熱、發(fā)光，從而使火焰具有熱和輻射的現(xiàn)象?；鹧娴妮椛鋪?lái)

3、源于三部分，包括熱輻射，化學(xué)發(fā)光輻射，以及碳粒和熾熱固態(tài)顆粒的輻射。2.火焰具有電離特性一般地，碳?xì)浠衔锱c空氣的燃燒火焰中的氣體，具有一定的電離度。一些試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于火焰具有電離特性，在電場(chǎng)的作用下，火焰會(huì)發(fā)生彎曲、變短或變長(zhǎng)，同時(shí)，著火、熄火條件也會(huì)發(fā)生變化。3.火焰具有自行傳播的特征火焰一旦產(chǎn)生，在整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)反應(yīng)終止前，就會(huì)不斷地向周?chē)鷤鞑ヅc蔓延。按火焰自行傳播這個(gè)特征看，有兩種火焰：一種是緩燃火焰，即正常火焰，其火焰按穩(wěn)定的、緩慢的速度向外傳播(0.21m/s)；另一種是爆震火焰，其傳播速度極快，達(dá)到超音速(幾千米每秒)。3.火焰具有自行傳播的特征圖2-1氣體火焰結(jié)構(gòu)2.1.2.4煙

4、氣火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)表明，火災(zāi)中70%以上死亡由火災(zāi)中產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)致。2.1.3燃燒的條件及應(yīng)用2.1.3.1燃燒的條件2.1.3.2火災(zāi)現(xiàn)象與燃燒條件相關(guān)分析2.1.3.3燃燒條件的應(yīng)用2.1.3.1燃燒的條件1.可燃物(還原劑)2.助燃物(氧化劑)3.點(diǎn)火源1.可燃物(還原劑)凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒反應(yīng)的物質(zhì)，均稱(chēng)為可燃物?？扇嘉锇雌湮锢頎顟B(tài)分為氣體可燃物、液體可燃物和固體可燃物三種類(lèi)別。一般來(lái)說(shuō)，可燃燒物質(zhì)大多是含碳和氫的化合物，某些金屬在某些條件下也可以燃燒，如鎂、鋁、鈣等。2.助燃物(氧化劑)凡是與可燃物結(jié)合能導(dǎo)致或能夠支持燃燒的物質(zhì)，都叫做助燃物。燃燒過(guò)程中助燃物主要是空氣

5、中游離的氧，另外如高錳酸鉀、氯氣、過(guò)氧化鈉、氯酸鉀等也可以作為燃燒反應(yīng)的氧化劑。3.點(diǎn)火源凡是能引起燃燒物燃燒的點(diǎn)燃能源，統(tǒng)稱(chēng)為點(diǎn)火源。常見(jiàn)的是熱能，其他還有化學(xué)能、機(jī)械能、電能等轉(zhuǎn)變的熱能。3.點(diǎn)火源圖2-2著火三角形和著火四面體a)著火三角形b)著火四面體2.1.3.2火災(zāi)現(xiàn)象與燃燒條件相關(guān)分析1.轟燃2.回燃1.轟燃轟燃是指火在建筑內(nèi)部突發(fā)性地引起全面燃燒的現(xiàn)象。2.回燃在一封閉空間發(fā)生燃燒，當(dāng)氧氣消耗到一定程度時(shí)，由于缺少助燃物條件，燃燒將停止，但由于燃燒結(jié)束后的環(huán)境溫度較高，室內(nèi)可燃物仍然進(jìn)行著熱解反應(yīng)，室內(nèi)會(huì)逐漸積聚大量的可燃?xì)怏w，如果此時(shí)通風(fēng)條件改善，空氣會(huì)以重力流的形式補(bǔ)充進(jìn)來(lái)

6、，與室內(nèi)的可燃?xì)怏w混合，于是助燃條件得到滿足。2.1.3.3燃燒條件的應(yīng)用1.防火方法2.滅火方法1.防火方法(1)控制可燃物。(2)隔絕空氣。(3)消除點(diǎn)火源。(4)設(shè)置防火間距。(1)控制可燃物?？扇嘉锸侨紵^(guò)程的物質(zhì)基礎(chǔ)，控制可燃物就是使燃燒三要素中不具備可燃物條件或縮小燃燒范圍。(2)隔絕空氣。隔絕空氣就是使燃燒三要素中缺少助燃條件(即氧化劑)。(3)消除點(diǎn)火源。研究和分析燃燒的條件說(shuō)明這樣一個(gè)事實(shí)：防火的基本原則主要應(yīng)建立在消除火源的基礎(chǔ)之上，消除點(diǎn)火源就是使燃燒三要素中不具備引起燃燒的火源。(4)設(shè)置防火間距。通過(guò)對(duì)建筑物進(jìn)行合理的布局并設(shè)置防火間距，可以防止火災(zāi)在相鄰建筑物之間的

7、蔓延，同時(shí)為人員疏散、消防人員的救援和滅火提供相應(yīng)條件，減少火災(zāi)建筑對(duì)鄰近建筑及其居住者或使用者的輻射熱和煙氣的影響。2.滅火方法(1)隔離法。(2)窒息法。(3)冷卻法。(4)抑制法。(1)隔離法。1)關(guān)閉可燃?xì)怏w、可燃液體管道的閥門(mén)，以減少和阻止可燃物質(zhì)進(jìn)入燃燒區(qū)。2)把火源附近的可燃、易燃、易爆和助燃物品搬走。3)拆除與火源相毗連的易燃建筑物，形成防止火勢(shì)蔓延的空間地帶，即設(shè)置隔離帶。4)設(shè)法阻攔流散的易燃、可燃液體。(2)窒息法。1)噴灑霧狀水、干粉、泡沫等滅火劑覆蓋燃燒物。2)用沙土、水泥、濕麻袋、濕棉被等不燃或難燃物質(zhì)覆蓋燃燒物。3)密閉起火建筑、設(shè)備和孔洞。4)用水蒸氣或氮?dú)?、?/p>

8、氧化碳等惰性氣體灌注發(fā)生火災(zāi)的容器、設(shè)備。5)把不燃的氣體或不燃液體(如二氧化碳、氮?dú)?、四氯化碳?噴灑到燃燒區(qū)域內(nèi)或燃燒物上。(3)冷卻法。根據(jù)著火四面體，可燃物的點(diǎn)燃需要足夠強(qiáng)度的點(diǎn)火源，因此，對(duì)一般可燃物火災(zāi)，將可燃物冷卻到其燃點(diǎn)或閃點(diǎn)以下，已經(jīng)燃燒的可燃物就不能點(diǎn)燃未燃的可燃物了，燃燒反應(yīng)就會(huì)中止。(4)抑制法。根據(jù)著火四面體，抑制燃燒反應(yīng)自由基的方法也是一種有效的滅火方法，即抑制法。表2-1常見(jiàn)滅火劑的滅火機(jī)理2.滅火方法2.2燃燒的氧化機(jī)制2.2.1基元反應(yīng)2.2.2碰撞理論2.2.3鏈鎖反應(yīng)機(jī)理2.2.4典型氧化反應(yīng)機(jī)理2.2.1基元反應(yīng)2.2.2碰撞理論2.2.2碰撞理論圖2-

9、3碰撞理論2.2.2碰撞理論圖2-4活化分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)能量變化過(guò)程2.2.3鏈鎖反應(yīng)機(jī)理2.2.3.1鏈鎖反應(yīng)過(guò)程2.2.3.2鏈鎖反應(yīng)類(lèi)型2.2.3.1鏈鎖反應(yīng)過(guò)程1.鏈的引發(fā)過(guò)程2.鏈的傳遞過(guò)程3.鏈的斷裂過(guò)程1.鏈的引發(fā)過(guò)程所謂鏈的引發(fā)就是用光照、加熱或其他作用讓反應(yīng)物分子斷裂產(chǎn)生自由基的過(guò)程，提供鏈鎖反應(yīng)的自由基是鏈引發(fā)的主要特征。2.鏈的傳遞過(guò)程所謂鏈的傳遞過(guò)程就是在自由基作用于反應(yīng)物分子時(shí)，生成新的自由基和產(chǎn)物，這是提供化學(xué)反應(yīng)能繼續(xù)下去的條件，即自由基再生的過(guò)程。大多數(shù)的鏈傳遞反應(yīng)的活化能為040kJ/mol，鏈傳遞反應(yīng)的快慢是決定鏈鎖反應(yīng)速度的重要因素。3.鏈的斷裂過(guò)程所謂鏈

10、斷裂就是指自由基與器壁碰撞，或者與容器中的惰性分子碰撞而失去能量，自由基消失，形成穩(wěn)定分子同時(shí)鏈被中斷的過(guò)程。鏈的中斷包括兩種形式，自由基的氣相銷(xiāo)毀和自由基的固相銷(xiāo)毀。2.2.3.2鏈鎖反應(yīng)類(lèi)型1.直鏈反應(yīng)2.支鏈反應(yīng)1.直鏈反應(yīng)所謂直鏈反應(yīng)是指在鏈的傳遞過(guò)程中，一個(gè)活性粒子參加反應(yīng)后，只產(chǎn)生一個(gè)新的活性粒子的鏈鎖反應(yīng)。2.支鏈反應(yīng)所謂支鏈反應(yīng)就是在一定的溫度條件下，基元反應(yīng)產(chǎn)生的鏈載體的數(shù)目比消失的數(shù)目多，鏈傳遞過(guò)程呈枝杈發(fā)射狀。2.2.4典型氧化反應(yīng)機(jī)理2.2.4.1H2的氧化機(jī)理2.2.4.2CO(一氧化碳)的氧化機(jī)理2.2.4.3烷類(lèi)和烯類(lèi)碳?xì)浠衔锏难趸瘷C(jī)理2.2.4.1H2的氧化機(jī)

11、理1.鏈的引發(fā)2.鏈的傳遞3.鏈的終止1.鏈的引發(fā)2.鏈的傳遞圖2-5氫自由基數(shù)目增加示意圖3.鏈的終止隨著活性中心濃度的不斷增加，這些活性中心碰撞的概率會(huì)越來(lái)越大，同時(shí)形成穩(wěn)定分子的機(jī)會(huì)也越來(lái)越大；另外，活性中心的能量也會(huì)由于其在空中相互碰撞而被奪走，或者是由于撞到器壁等原因而銷(xiāo)毀，從而使它失去活性而成為穩(wěn)定分子。2.2.4.2CO(一氧化碳)的氧化機(jī)理CO的氧化有兩種完全不同的途徑：“完全干式”和“濕式”，而按照哪種途徑主要決定于系統(tǒng)中的氫含量。2.2.4.3烷類(lèi)和烯類(lèi)碳?xì)浠衔锏难趸瘷C(jī)理碳?xì)浠衔锏娜紵瘜W(xué)反應(yīng)不像H2及CO的燃燒反應(yīng)，它的反應(yīng)過(guò)程更為復(fù)雜。2.3燃燒反應(yīng)速度方程2.3.

12、1燃燒反應(yīng)中濃度常用的表示方法2.3.2反應(yīng)速度的基本概念2.3.3質(zhì)量作用定律2.3.4阿累尼烏斯定律2.3.5燃燒反應(yīng)速度方程的表示2.3.1燃燒反應(yīng)中濃度常用的表示方法1.質(zhì)量濃度2.物質(zhì)的量濃度3.質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.摩爾分?jǐn)?shù)5.質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系6.質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系1.質(zhì)量濃度所謂質(zhì)量濃度就是指單位體積混合物中所含某物質(zhì)的質(zhì)量： （2-2）2.物質(zhì)的量濃度所謂物質(zhì)的量濃度是指單位體積中所含某物質(zhì)的摩爾數(shù)。以下為其計(jì)算公式： （2-3）3.質(zhì)量分?jǐn)?shù)某物質(zhì)的質(zhì)量與同一體積中各物質(zhì)的總質(zhì)量之比為質(zhì)量分?jǐn)?shù)(fs)，也就是相對(duì)的質(zhì)量濃度，表示如下：（2-4）4.摩爾分?jǐn)?shù)某物質(zhì)的摩爾數(shù)

13、與同一體積中各物質(zhì)的總摩爾數(shù)之比即為摩爾分?jǐn)?shù)(Xs)，也就是相對(duì)的物質(zhì)的量濃度，表示如下：（2-5）5.質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系質(zhì)量濃度與摩爾濃度的關(guān)系表示如下：（2-6）6.質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系（2-7）6.質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系6.質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)的關(guān)系2.3.2反應(yīng)速度的基本概念1.反應(yīng)速率的定義2.公式表達(dá)3.任一反應(yīng)的反應(yīng)速率的表示1.反應(yīng)速率的定義圖2-6反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度隨時(shí)間的變化2.公式表達(dá)采用摩爾濃度形式(2-8)采用相對(duì)摩爾濃度形式(2-9)3.任一反應(yīng)的反應(yīng)速率的表示反應(yīng)速率可用反應(yīng)物濃度的變化來(lái)表示，也可用生成物的變化量來(lái)表示，所得到的反應(yīng)速率值之間存在單

14、值計(jì)量關(guān)系。其相應(yīng)的反應(yīng)速率可表示為：2.3.3質(zhì)量作用定律1.質(zhì)量作用定律概念2.表達(dá)式3.反應(yīng)級(jí)數(shù)1.質(zhì)量作用定律概念質(zhì)量作用定律所描述的是化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間關(guān)系的規(guī)律。化學(xué)反應(yīng)是由能發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)物各分子、原子或原子團(tuán)間的碰撞而引起的，單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多，即反應(yīng)物的濃度越大，分子碰撞次數(shù)也就越多，則相應(yīng)的反應(yīng)速率就越快。2.表達(dá)式（2-11）對(duì)于異相反應(yīng)，例如煤粉燃燒，其燃燒反應(yīng)速率與O2濃度及參與反應(yīng)的煤粉表面積成正比，也可借用質(zhì)量作用定律近似地表示為： （2-12）3.反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)級(jí)數(shù)指反應(yīng)速率表達(dá)式中的反應(yīng)物濃度指數(shù)之和，一般來(lái)說(shuō)，基元反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)總為整數(shù)。反應(yīng)級(jí)數(shù)

15、定量地表示了化學(xué)反應(yīng)速率受反應(yīng)濃度變化影響的程度，常被用來(lái)進(jìn)行燃燒過(guò)程的化學(xué)動(dòng)力學(xué)分析。表2-2常見(jiàn)燃料燃燒反應(yīng)級(jí)數(shù)3.反應(yīng)級(jí)數(shù)2.3.4阿累尼烏斯定律1.范特-霍夫規(guī)則2.阿累尼烏斯(Arrhenius)公式3.范特-霍夫公式1.范特-霍夫規(guī)則范特-霍夫(Vant-Hoff)根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)研究得出溫度影響反應(yīng)速率的近似規(guī)則，即通常的反應(yīng)，溫度每升高10，反應(yīng)速率則對(duì)應(yīng)增加24倍。這個(gè)規(guī)則稱(chēng)為范特-霍夫規(guī)則，可表示如下：（2-13）對(duì)于一定的反應(yīng)，溫度變化范圍不是很大時(shí)，可視為常數(shù)，則t與(t+n10)時(shí)的速率常數(shù)之比可表示為：（2-14）根據(jù)范特-霍夫規(guī)則以及反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度而變化的關(guān)系，阿

16、累尼烏斯由實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的具體關(guān)系式阿累尼烏斯公式，該公式表示為：（2-15）（2-16）（2-17）（2-18）2.阿累尼烏斯(Arrhenius)公式2.阿累尼烏斯(Arrhenius)公式圖2-7反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系3.范特-霍夫公式（2-19）（2-20）（2-21）（2-22）（2-23）2.3.5燃燒反應(yīng)速度方程的表示1.基元反應(yīng)速度方程2.燃燒速度方程1.基元反應(yīng)速度方程根據(jù)阿累尼烏斯公式，反應(yīng)速率常數(shù)可表示為：(2-24)在燃燒反應(yīng)中，根據(jù)質(zhì)量作用定律與阿累尼烏斯定律，對(duì)于基元反應(yīng)aA+bBeE+fF，可得出其反應(yīng)速度方程：(2-25)2.燃燒速度方程在燃燒反

17、應(yīng)中，可仿照式(2-25)可以寫(xiě)出燃燒反應(yīng)方程，即：(2-26)對(duì)于大多數(shù)的碳?xì)浠衔锏娜紵磻?yīng)，反應(yīng)級(jí)數(shù)近似等于2，且x=y=1，因此燃燒反應(yīng)速度方程可寫(xiě)為:(2-27)根據(jù)前文所述質(zhì)量濃度和物質(zhì)的量濃度之間有以下關(guān)系：將以上兩式代入式(2-27)，得：(2-28)2.燃燒速度方程(2-29)(2-30)(2-31)2.4反應(yīng)熱、生成熱和燃燒熱2.4.1恒容反應(yīng)熱和恒壓反應(yīng)熱2.4.2生成熱2.4.3燃燒熱2.4.4燃燒熱的計(jì)算2.4.5熱值的計(jì)算2.4.6熱釋放速率2.4.1恒容反應(yīng)熱和恒壓反應(yīng)熱反應(yīng)熱是指當(dāng)生成物的溫度和反應(yīng)物的溫度相同，且反應(yīng)過(guò)程中只做體積功時(shí)，反應(yīng)過(guò)程所吸收或放出的熱

18、量。2.4.2生成熱表2-4幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱(0.1013MPa，298K)2.4.3燃燒熱表2-5298K時(shí)某些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(產(chǎn)物N2、H2O(l)和CO2)2.4.4燃燒熱的計(jì)算蓋斯定律的另一個(gè)作用是求解反應(yīng)焓。根據(jù)蓋斯定律可知，任一反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱等于生成物生成熱之和減去反應(yīng)物生成熱之和，即：（2-32）2.4.4燃燒熱的計(jì)算2.4.5熱值的計(jì)算對(duì)于液態(tài)和固態(tài)可燃物，燃燒熱和熱值之間的換算關(guān)系為：（2-33）對(duì)于氣態(tài)可燃物，燃燒熱和熱值之間的換算關(guān)系為：（2-34）表2-6部分可燃?xì)怏w的熱值2.4.5熱值的計(jì)算表2-7部分燃料的燃燒熱值2.4.5熱值的計(jì)算2.4.6熱釋放速率1.

19、熱釋放速率的概念及意義2.熱釋放速率的測(cè)量原理1.熱釋放速率的概念及意義熱釋放速率HRR(Heat Release Rate)是指單位時(shí)間內(nèi)材料燃燒時(shí)所釋放的熱量。它不僅對(duì)火災(zāi)發(fā)展起著決定性作用，而且還是影響其他火災(zāi)的因素，是衡量火災(zāi)危害程度的一個(gè)主要參數(shù)。燃燒熱釋放主要通過(guò)輻射熱和對(duì)流熱兩種方式傳播，即（2-35）另外，可燃物的燃燒還有一個(gè)燃燒效率問(wèn)題。通常將燃燒效率定義為實(shí)際燃燒熱釋放速率與理論上可能的最大熱釋放速率之比，即：（2-36）2.熱釋放速率的測(cè)量原理該耗氧技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是建立在以下簡(jiǎn)化假設(shè)的基礎(chǔ)上的：(1)認(rèn)為所有氣體都是理想氣體。(2)完全燃燒時(shí)每消耗單位質(zhì)量氧氣釋放的熱量為常數(shù)

20、：E0=13.1MJ/kg。(3)流入系統(tǒng)的空氣包括O2、CO2、H2O和N2，流出系統(tǒng)的氣體包括O2、CO2、CO、H2O和N2。(4)O2、CO、CO2都在干性基礎(chǔ)上測(cè)量，即氣體分析前水蒸氣已從試樣中分離。(5)N2在此實(shí)驗(yàn)條件下不參與燃燒反應(yīng)，其他所有不參加燃燒反應(yīng)的惰性氣體都被當(dāng)做N2。2.熱釋放速率的測(cè)量原理圖2-8錐形量熱計(jì)系統(tǒng)實(shí)物圖根據(jù)耗氧原理，完全燃燒熱釋放速率應(yīng)為：（2-37）由于可能存在不完全燃燒現(xiàn)象，凈燃燒熱釋放速率應(yīng)為完全燃燒熱釋放速率減去排出氣體中CO完全轉(zhuǎn)化為CO2的熱釋放速率：（2-38）2.熱釋放速率的測(cè)量原理2.5燃燒時(shí)空氣需要量及火焰溫度的計(jì)算2.5.1燃燒

21、時(shí)空氣需要量的計(jì)算2.5.2火焰溫度的計(jì)算2.5.1燃燒時(shí)空氣需要量的計(jì)算1.固體和液體可燃物完全燃燒的理論空氣需要量2.氣體可燃物的理論空氣需要量3.實(shí)際空氣需要量及空氣消耗系數(shù)1.固體和液體可燃物完全燃燒的理論空氣需要量習(xí)慣上將固體和液體可燃物組成成分用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，如下：C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100% (2-39)(1)C完全燃燒的化學(xué)方程式：(2)H的完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)式：(3)S完全燃燒的化學(xué)反應(yīng)式：（2-40）（2-41）（2-42）（2-43）1.固體和液體可燃物完全燃燒的理論空氣需要量2.氣體可燃物的理論空氣需要量氣體可燃物的組分(按體積計(jì))可寫(xiě)為：（2

22、-44）（2-45）（2-46）3.實(shí)際空氣需要量及空氣消耗系數(shù)在燃燒過(guò)程中，實(shí)際空氣的供應(yīng)量與燃燒所需要的理論空氣量往往不相等。將可燃物完全燃燒所消耗的實(shí)際空氣量與理論空氣量之比定義為空氣消耗系數(shù)，用表示，即2.5.2火焰溫度的計(jì)算可燃物在燃燒時(shí)放出的熱量，大部分用于加熱燃燒產(chǎn)物，還有一部分通過(guò)熱輻射損失于周?chē)h(huán)境中。根據(jù)熱平衡理論，采用平均比定壓熱容，可求出如下理論燃燒溫度的公式：（2-48）（2-49）2.6燃燒產(chǎn)物的毒害作用及參數(shù)計(jì)算2.6.1燃燒的主要產(chǎn)物及毒害作用2.6.2碳煙形成機(jī)理與防治2.6.3燃燒產(chǎn)物計(jì)算2.6.1燃燒的主要產(chǎn)物及毒害作用2.6.1.1燃燒的主要產(chǎn)物2.6.

23、1.2燃燒產(chǎn)物的毒害作用2.6.1.1燃燒的主要產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物是指由于燃燒而生成的氣體、液體和固體物質(zhì)，它分為完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物。2.6.1.2燃燒產(chǎn)物的毒害作用1.煙氣對(duì)人體的危害2.對(duì)疏散的危害3.對(duì)撲救的危害1.煙氣對(duì)人體的危害(1)火災(zāi)煙氣的高溫毒害作用。(2)煙氣中毒。(3)缺氧。(4)窒息。(1)火災(zāi)煙氣的高溫毒害作用?；馂?zāi)煙氣的高溫對(duì)人和物體都會(huì)產(chǎn)生不良影響。剛剛離開(kāi)起火點(diǎn)的煙氣溫度可達(dá)到800以上，隨著離開(kāi)起火點(diǎn)距離增加，煙氣溫度逐漸降低，但通常在許多區(qū)域的煙氣能維持較高的溫度，足以對(duì)人員構(gòu)成灼燒的危險(xiǎn)。(2)煙氣中毒。表2-9疏散時(shí)有毒氣體臨界含量(3)缺氧。表2-1

24、0缺氧對(duì)人體的影響程度(4)窒息?；馂?zāi)時(shí)人員因頭部燒傷或吸入高溫?zé)煔舛箍谇患昂眍^腫脹，以致引起呼吸道阻塞而窒息。此時(shí)，如不能得到及時(shí)搶救，就會(huì)有被燒死或者被煙氣毒死的可能性。2.對(duì)疏散的危害煙氣具有流動(dòng)性，火災(zāi)過(guò)程中煙氣不僅會(huì)蔓延到著火區(qū)域的房間及疏散通道內(nèi)，甚至?xí)拥竭h(yuǎn)離著火區(qū)域的部位。煙氣中含有大量一氧化碳及各種燃燒成分的熱氣，對(duì)眼睛、鼻和喉產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激，使人視力下降且呼吸困難，對(duì)人員的疏散造成極大的困難。3.對(duì)撲救的危害消防隊(duì)員在進(jìn)行滅火與救援時(shí)，同樣要受到煙氣的威脅。煙氣可能會(huì)引起消防隊(duì)員中毒、窒息，嚴(yán)重妨礙救援行動(dòng)的展開(kāi)。彌漫的煙霧影響視線，使消防隊(duì)員很難找到著火點(diǎn)或者辨別火勢(shì)發(fā)展的方向，滅火工作也就難以有效地展開(kāi)。2.6.2碳煙形成機(jī)理與防治2.6.2.1碳煙粒子特征2.6.2.2碳煙的生成機(jī)理2.6.2.3碳煙的防治2.6.2.4碳煙粒子生成模型* 2.6.2.1碳煙粒子特征表2-11碳煙粒子直徑與動(dòng)力學(xué)特性燃料生成碳煙，一般認(rèn)為有兩種形態(tài)：(1)氣相析出型碳煙。即已蒸發(fā)的燃料在空氣不足的狀態(tài)下溫度升高發(fā)生氣相分解而形成的碳煙。氣體、液體和固體燃料，在燃燒時(shí)都會(huì)產(chǎn)生這種碳煙。