燃燒基礎知識

燃燒基礎知識汽油燃燒所需的最低含氧量為14.4%。大部分物質燃燒時火焰是橙紅色的，但有些物質燃燒時火焰具有特殊的顏色，如硫黃燃燒的火焰是藍色的，磷和鈉燃燒的火焰是黃色的?？扇嫉恼魵狻怏w或粉塵與空氣組成的混合物，遇火源即能發(fā)生爆炸的最高或最低濃度，稱為爆炸極限。通常，根據(jù)燃點的高低，可以衡量可燃物質的火災危險性程度。閃燃往往是可燃性液體發(fā)生著火的先兆，因此，從消防角度來說，發(fā)生閃燃就是危險的警告。蠟燭、樟腦、松香、硫黃等物質燃燒就是典型的蒸發(fā)燃燒形式?；馂臒煔庠谪Q井中的上升運動十分顯著，流動蔓延速度可達6-8m/s，甚至更快?；馂臒煔庵写嬖诖罅康膽腋」腆w和液體煙粒子，煙粒子粒徑為幾微米到幾十微米，而可見光波的波長為見光波的波長為0.4-0.7μm。爆炸極限作為評定可燃氣體、液體蒸氣或粉塵等物質火災爆炸危險性大小的主要指標。物質以氣體、蒸氣狀態(tài)發(fā)生的爆炸，稱為氣體爆炸。外部引火源（如明火、電火花、電熱器具等）作用于可燃物的某個局部范圍，使該局部受到強烈加熱而開始燃燒的現(xiàn)象，稱為引燃（又稱點燃）。在規(guī)定的試驗條件下，可燃性液體表面產(chǎn)生的蒸氣在試驗火焰作用下發(fā)生閃燃的最低溫度，稱為閃點?？扇脊腆w受熱后升華或熔化后蒸發(fā)，隨后蒸氣與氧氣發(fā)生的有焰燃燒現(xiàn)象，稱為蒸發(fā)燃燒。物質無可見光的緩慢燃燒，通常產(chǎn)生煙氣并有溫度升高的現(xiàn)象，稱為陰燃。易發(fā)生自燃的物質種類，按自燃方式不同分為氧化放熱物質，分解放熱物質，發(fā)酵放熱物質，吸附生熱物質，遇水發(fā)生化學反應放熱物質，聚合放熱物質,相互接觸能自燃的物質?？扇夹詺怏w或蒸氣與氣體氧化劑互相擴散，邊混合邊燃燒的現(xiàn)象，稱為擴散燃燒。汽油燃燒所需的最小引燃能量為0.200MJ?？扇夹砸后w揮發(fā)的蒸氣與空氣混合達到一定濃度后，遇明火發(fā)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象，稱為閃燃。有焰燃燒需要有可燃物、助燃物、引火源和鏈式反應四個要素。木材、紙張、棉、麻、毛、絲以及合成高分子的熱固性塑料、合成橡膠等物質的燃燒就屬于分解燃燒。吸附生熱物質包括活性炭末、木炭、油煙等炭粉末?；饒錾蠠煔馔苓_到300-800°C，甚至超過多數(shù)可燃物質的熱分解溫度，人在火災煙氣中極易被燙傷。燃燒的充分條件是：一定數(shù)量或濃度的可燃物，一定含量的助燃物，一定能量的引火源，相互作用。燃燒是一種十分復雜的氧化還原化學反應，能燃燒的物質一定能夠被氧化，而能被氧化的物質不一定都能夠燃燒。在規(guī)定的條件下，可燃物質產(chǎn)生自燃的最低溫度，稱為自燃點。物質是否發(fā)生了燃燒反應，可根據(jù)“化學反應、放出熱量、發(fā)出光亮”這三個特征來判斷。濃度為5%的二氧化會引起人體呼吸困難，喘不過氣來，30min內引起中毒。在規(guī)定的試驗條件下，物質在外部引火源作用下表面起火并持續(xù)燃燒一定時間所需的最低溫度，稱為燃點?？諝庵泻写蠹s21%的氧。煙囪效應是指在相對封閉的豎向空間內，由于氣流對流而使煙氣和熱氣流向上流動的現(xiàn)象。凡與可燃物相結合能導致和支持燃燒的物質，稱為助燃物（也稱氧化劑）。燃燒過程的發(fā)生和發(fā)展都必須具備以下三個必要條件，即可燃物、助燃物和引火源，這三個條件通常被稱為“燃燒三要素”?？扇細怏w或蒸氣預先同空氣（或氧氣）混合，遇引火源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒現(xiàn)象，稱為預混燃燒。在規(guī)定的試驗條件下，可燃性液體表面產(chǎn)生的蒸氣在試驗火焰作用下發(fā)生閃燃的最低溫度，稱為閃點?？扇嘉锇椿瘜W組成分類，可分為有機可燃物和無機可燃物兩大類。裝在容器內的液體或氣體，由于物理變化引起體積迅速膨脹，導致容器壓力急劇增加，因超壓或應力變化使容器發(fā)生爆炸，且在爆炸前后物質的性質及化學成分均不改變的現(xiàn)象，稱為物理爆炸。無論何種形式的引火源，都必須達到一定的能量。含氧量達到50%以上的可燃物燃燒時，火焰幾乎無光。在周圍介質中瞬間形成高壓的化學反應或狀態(tài)變化，通常伴有強烈放熱、發(fā)光和聲響的現(xiàn)象，稱為爆炸。正在燃燒的油層下的水層因受熱沸騰膨脹導致燃燒著的油品噴濺，使燃燒瞬間增大的現(xiàn)象，稱為沸溢。當空氣中含氧量低于6%時，人的呼吸會停止，約5min就會死亡。蒸汽沖破油層將燃燒著的油滴和包油的油汽拋向上空，向四周噴濺燃燒，這種現(xiàn)象稱為噴濺燃燒。木炭、焦炭、鐵、銅等物質燃燒就屬于典型的表面燃燒。將液體生產(chǎn)及儲存場所的火災危險性分為3個類別，甲類液體（閃點＜28oC）、乙類液體（28oC≤閃點＜60oC）、丙類液體（閃點≥60oC）?？扇嘉镌跊]有外部火源的作用時，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的燃燒，稱為自燃。生產(chǎn)生活實踐中引火源通常有明火、高溫物體、化學熱能、電熱能、機械熱能、生物能、光能和核能?？梢匀紵奈锲贩Q為可燃物，如紙張、木材、煤炭、汽油、氫氣等。某些物質也可作為燃燒反應的助燃物，如氯、氟、氯酸鉀等。如果燃燒物的含碳量達到60%以上，火焰則發(fā)出顯光，而且?guī)в写罅亢跓煛；馂臒煔獾闹饕煞钟校喝紵蜔岱纸馑傻臍怏w，例如一氧化碳、二氧化碳、氰化氫、氯化氫、硫化氫、乙醛、丙醛、光氣、苯、甲苯、氯氣、氨氣、氮氧化合物等。火焰由焰心、內焰、外焰三部分構成。爆炸按照產(chǎn)生的原因和性質不同，分為物理爆炸、化學爆炸和核爆炸。化學爆炸，按照爆炸物質不同，分為氣體爆炸、粉塵爆炸和炸藥爆炸；按照爆炸傳播速率不同，又分為爆燃、爆炸和爆轟?！叭紵切巍毙柙黾右粋€“鏈式反應”，形成“燃燒四面體”，即有焰燃燒需要有可燃物、助燃物、引火源和鏈式反應四個要素。煙羽流按火焰及煙的流動情形，可分為“軸對稱型煙羽流”“陽臺溢出型煙羽流”“窗口型煙羽流”。粉塵爆炸應具備以下五個基本條件：一是粉塵本身要具有可燃性或可爆性。二是粉塵為懸浮粉塵且達到爆炸極限。三是有足以引起粉塵爆炸的引火源。四是氧化劑。五是受限空間。影響自燃發(fā)生的因素，主要有以下三種：一是產(chǎn)生熱量的速率，二是通風效果，三是物質周圍環(huán)境的保溫條件。固體可燃物受熱時，產(chǎn)生的可燃蒸氣或熱解產(chǎn)物釋放到大氣中，與空氣適當?shù)鼗旌?，若存在合適的引火源或溫度達到了其自燃點，就能被引燃。影響固體可燃物的引燃因素主要有可燃物的密度（密度小的物質容易引燃）、可燃物的比表面積（比表面積大的可燃物容易引燃）、可燃物的厚度（薄材料比厚材料容易引燃）?！翱扇嘉镔|在燃燒過程中，如果生成的產(chǎn)物還能繼續(xù)燃燒，則稱為不完全燃燒，其產(chǎn)物為不完全燃燒產(chǎn)物，例如一氧化碳、醇類、醛類、醚類等”?？扇嫉恼魵?、氣體或粉塵與空氣組成的混合物，遇火源即能發(fā)生爆炸的最低濃度，稱為爆炸下限?！皩⑸a(chǎn)中使用或產(chǎn)生爆炸下限不小于10%的氣體，劃分為乙類生產(chǎn)，例如一氧化碳壓縮機室及凈化部位，發(fā)生爐煤氣或鼓風爐煤氣凈化部位，氨壓縮機房”。由燃燒或熱解作用而產(chǎn)生的全部物質，稱為燃燒產(chǎn)物。它通常包括燃燒生成的煙氣、熱量和氣體等?；鹧婢哂幸韵禄咎卣鳎夯鹧婢哂蟹艧嵝?、火焰具有顏色和發(fā)光性、火焰具有電離特性、火焰具有自行傳播的特征。煙氣的危害性主要表現(xiàn)為毒害性、窒息性、高溫性、爆炸性、減光性和恐怖性?？扇嘉镏鹨话阌幸己妥匀純煞N方式。由機械、物質或環(huán)境的不安全狀態(tài)引發(fā)爆炸事故的原因主要有以下三個方面：生產(chǎn)設備原因、生產(chǎn)工藝原因、物料原因。根據(jù)氣體物質燃燒過程的控制因素不同，其有以下兩種燃燒方式：擴散燃燒和預混燃燒。液體物質燃燒主要有以下燃燒方式：閃燃、蒸發(fā)燃燒、沸溢燃燒、噴濺燃燒。著火房間內煙氣在流動擴散過程中，會出現(xiàn)以下現(xiàn)象：煙羽流，頂棚射流，煙氣層沉降，火風壓。按燃燒物形態(tài)不同，燃燒分為固體物質燃燒、液體物質燃燒和氣體物質燃燒三種類型。爆炸極限在消防中的應用分類：作為評定可燃氣體、液體蒸氣或粉塵等物質火災爆炸危險性大小的主要指標，作為確定廠房和倉庫防火措施的依據(jù)，在生產(chǎn)、儲存、運輸、使用過程中，根據(jù)可燃物的爆炸極限及其危險特性，確定相應的防爆、泄爆、抑爆、隔爆和抗爆措施。氣體爆炸具有的主要特征：易產(chǎn)生燃燒痕跡，不易產(chǎn)生明顯的煙熏，爆炸燃燒波作用范圍廣，擊碎力小，拋岀物塊大、量少、拋出距離近，現(xiàn)場沒有明顯的炸點。根據(jù)固體物質的燃燒特性，其主要有以下四種燃燒方式：陰燃、蒸發(fā)燃燒、分解燃燒、表面燃燒。粉塵爆炸的特點：一是能發(fā)生多次爆炸。二是爆炸所需的最小點火能量較高。三是高壓持續(xù)時間長，破壞力強。通常，沸溢形成必須具備以下條件：油品為重質油品、油品黏度較大、油品具有熱波的特性、油品含有乳化水。影響自燃發(fā)生的因素：產(chǎn)生熱量的速率、通風效果、物質周圍環(huán)境的保溫條件。燃燒的充分條件：一定數(shù)量或濃度的可燃物、一定含量的助燃物、一定能量的引火源、相互作用。按照爆炸傳播速率不同，又分為爆燃、爆炸和爆轟。液化石油氣鋼瓶受熱爆炸以及油桶或輪胎爆炸等均屬于物理爆炸。研究表明，噴濺發(fā)生的時間與油層厚度、熱波移動速度及油的燃燒線速度有關，儲罐從著火到噴濺的時間與油層厚度成正比，與燃燒的速度和熱波傳播的速度成反比。在生產(chǎn)生活實踐中引火源通常有明火、高溫物體、化學熱能、電熱能、機械熱能、生物能、光能和核能等。當煙羽流撞擊到房間的頂棚后，沿頂棚水平運動，形成一個較薄的頂棚射流層，稱為頂棚射流。粉塵是指在大氣中依其自身重量可沉淀下來，但也可持續(xù)懸浮在空氣中一段時間的固體微小顆粒。根據(jù)閃點將液體分為易燃液體和可燃液體?？扇家后w的閃點越低，火災危險性就越大；反之，則越小。由于物質在瞬間急劇氧化或分解（即物質本身發(fā)生化學反應）導致溫度、壓力增加或兩者同時增加而形成爆炸，且爆炸前后物質的化學成分和性質均發(fā)生了根本的變化的現(xiàn)象，稱為化學爆炸。在密閉或通風不良的場所發(fā)生火災，由于燃燒消耗了氧，氧濃度降低，燃燒速度減慢，分解出的氣體量減少，火焰逐漸熄滅，此時有焰燃燒可能轉為陰燃。重質油品儲罐的下部有水墊層時，發(fā)生火災后可能會產(chǎn)生噴濺燃燒。凡與可燃物質相結合能導致和支持燃燒的物質稱，為助燃物?；鹧嬖诜蹓m云中傳播，引起壓力、溫度明顯躍升的現(xiàn)象，稱為粉塵爆炸。爆轟又稱爆震，是指以沖擊波為特征，傳播速度大于未反應物質中聲速的化學反應?？扇細怏w與空氣組成的混合氣體遇火源能否發(fā)生爆炸，與氣體中的可燃氣體濃度有關?；鹧娴念伾€與燃燒溫度有關，燃燒溫度越高，顏色越接近藍白色。物質以氣體、蒸氣狀態(tài)發(fā)生的爆炸，稱為氣體爆炸。鋁粉遇水發(fā)生劇烈反應，產(chǎn)生大量反應熱，引燃自身或反應產(chǎn)物，導致火災或爆炸發(fā)生。爆炸極限范圍越大，爆炸下限越低，爆炸上限越高，爆炸危險性就越大?？扇夹砸后w發(fā)生閃燃是因為液體在閃燃溫度下蒸發(fā)的速度較“慢”，來不及提供足夠的蒸氣維持穩(wěn)定的燃燒。燃燒是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）煙氣的現(xiàn)象。爆燃是指以亞音速傳播的燃燒波。有焰燃燒都存在著鏈式反應。在規(guī)定的試驗條件下，物質在外部引火源作用下表面起火并持續(xù)燃燒一定時間所需的最低溫度，稱為燃點?？扇夹詺怏w或蒸氣與氣體氧化劑互相擴散，邊混合邊燃燒的現(xiàn)象，稱為擴散燃燒。根據(jù)熱源不同，自燃分為兩種類型。一種是自熱自燃，另一種是受熱自燃。雖然有可燃物，但當其揮發(fā)的氣體或蒸氣濃度不夠時，即使有足夠的空氣（氧化劑）和引火源接觸，也不會發(fā)生燃燒。炸藥爆炸的發(fā)生，一般應具備以下3個條件：爆炸藥、起爆裝置和起爆能源。引火源溫度越高，越容易點燃可燃物質。通常將氣相燃燒并伴有發(fā)光現(xiàn)象稱為有焰燃燒，物質處于固體狀態(tài)而沒有火焰的燃燒稱為無焰燃燒。懸浮粉塵是指懸浮在助燃氣體中的高濃度可燃粉塵與助燃氣體的混合物。凡使物質開始燃燒的外部熱源（能源），稱為引火源（也稱點火源）。比表面積大的可燃物容易引燃?；鹧娴念伾Q于燃燒物質的化學成分和氧化劑的供應強度。正在燃燒的油層下的水層因受熱沸騰膨脹導致燃燒著的油品噴濺，使燃燒瞬間增大的現(xiàn)象，稱為沸溢?？扇嘉锏淖匀键c越低，發(fā)生自燃的危險性就越大。煙氣是指物質高溫分解或燃燒時產(chǎn)生的固體和液體微粒、氣體，連同夾帶和混入的部分空氣形成的氣流。具備了燃燒的必要條件，并不意味著燃燒必然發(fā)生。發(fā)生燃燒，其“三要素”彼此必須要達到一定量的要求，并且三者存在相互作用的過程，這就是發(fā)生燃燒或持續(xù)燃燒的充分條件。閃點與可燃