燃烧与爆炸基本原理
燃烧与爆炸基本原理
由于火焰传播的不稳定性，故火焰速度的测定易受各种条 件的影响。例如，气体流动中的耗散性、界面效应、管壁 摩擦、密度差、重力作用、障碍物绕流及射流效应等可能 引起湍流和漩涡，使火焰不稳定，其表面变得皱褶不平， 从而增大火焰面积、体积和燃烧速率，增强爆炸破坏效应。 在某些条件下燃烧可转变为爆轰，达到最大破坏效果。
分子式
C3H6O CH3COC2H5
CH3OH H2
CO
基本燃烧速度/ m/s 0.54 0.42 0.56 3.12
0.46
C6H14
0.46
ห้องสมุดไป่ตู้
二氧化碳
CS2
0.58
C2H4
0.80
苯
C6H6
0.48
C3H6
0.52
甲苯
C6H5CH3
0.41
C4H8
0.51
汽油
C6H5CH3
0.40
C2H2
1.80
CaHbOcSdyccO2 aCO2b2H2O(g)dSO2
bc
ycc
a d 42
燃料的浓度称为燃料在氧气中的化学计量浓度，表示为
ycho
1 1 ycc
1.1燃烧的基本概念
可燃气体在空气中燃烧时，若把空气组成视为氧气占 20.95％，其他占79.05％，则当燃料 CaHbOcSd 与空气的混合 比例恰好满足热化学方程式
1.1燃烧的基本概念
➢氧气不足，燃料有剩余， y ymin 。在这种条件下，只有 部分C元素被氧化为CO，无CO2生成，部分H元素被氧化 为H2O，部分S元素被氧化为SO2，剩余燃料气以气态分 子形式存在，
燃烧爆炸导致火灾事故的原因
燃烧爆炸导致火灾事故的原因火灾是一种非常危险的事故，它会给人们的生命和财产带来巨大的损失。
而火灾的发生往往是由于燃烧爆炸导致的。
燃烧和爆炸是火灾的主要原因之一，因此我们有必要深入探讨燃烧爆炸导致火灾事故的原因。
一、燃烧爆炸的定义和原理首先，我们需要了解一下燃烧和爆炸的定义和原理。
燃烧是指可燃物质与氧气在一定条件下发生反应，释放出热量和光线的化学过程。
而爆炸是由于可燃气体、气溶胶、粉尘或蒸气与氧气在一定条件下迅速氧化反应而产生大量能量，使周围的空气和固体物质产生剧烈振动和声响的化学过程。
二、火灾事故的原因1. 可燃物质的存在火灾的发生离不开可燃物质的存在。
可燃物质是指那些在一定条件下可燃烧的物质，如木材、纸张、布料、液体燃料、气体等。
当这些可燃物质与氧气发生反应时，就会产生火焰和大量的热量。
2. 氧气的存在氧气是火灾发生的必要条件之一。
如果环境中缺乏氧气，燃烧就无法进行，火灾也就不会发生。
因此，在一些封闭空间内，如果没有很好地通风换气，氧气含量不足，极易引发火灾事故。
3. 热源的存在燃烧需要热源的作用，热源可以是明火、电火花、高温表面等。
当可燃物质接触到热源时，就有可能发生燃烧反应。
此外，一些高温设备、电气设备等也可能成为燃烧的热源。
4. 自然条件的影响自然条件如高温、干旱、雷电等也是火灾发生的原因之一。
在干旱的季节，植物容易枯干，枯草积累易发生自燃；雷电天气时，电闪雷鸣可能导致火灾的发生。
5. 人为原因人为原因也是火灾发生的重要因素。
比如抽烟乱扔烟蒂、私拉电线、乱丢火柴等行为都可能引发火灾。
此外，一些工业厂房的原材料、化学品等如果处理不当、储存不当，也有可能发生火灾。
6. 燃烧和爆炸的危害燃烧和爆炸不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会对环境造成严重的污染。
燃烧和爆炸所产生的烟尘、有害气体等会对空气质量造成影响，对生态环境造成破坏。
7. 防范措施了解了燃烧和爆炸导致火灾事故的原因后，我们有必要采取一些措施来防范火灾。
炸药爆炸原理
炸药爆炸原理
炸药爆炸原理是燃烧反应和爆轰效应的综合作用结果。
炸药一般由燃烧剂、氧化剂和增感剂组成。
在爆炸事件中，燃烧剂起到燃烧的作用，可以放出大量的能量。
氧化剂则提供氧气来维持燃烧反应进行。
增感剂可以提高燃烧的速度和稳定性。
当炸药受到外部能量的刺激，比如火焰、电火花等，燃烧剂和氧化剂之间的化学反应迅速发生。
这种反应被称为爆轰，它比普通的燃烧反应更为剧烈和迅猛。
爆轰由三个连续的阶段组成：引爆、扩散和排气。
在引爆阶段，外部能量使炸药内部的燃烧剂迅速燃烧起来。
燃烧产生的高温和高压使氧化剂分解，并进一步释放更多的氧气。
在扩散阶段，已经引爆的燃烧剂和氧化剂扩散到炸药的整个区域。
燃烧剂的燃烧加速，消耗更多的氧气，释放出更多的热量和气体。
在排气阶段，燃烧产生的大量气体迅速膨胀，造成爆炸的冲击波。
这个冲击波可以摧毁建筑物或其他结构物，造成巨大的破坏。
总的来说，炸药爆炸的原理可以简单地归结为燃烧剂和氧化剂之间的剧烈燃烧反应，加上爆轰效应的放大作用。
这种反应释放出大量的能量和气体，导致巨大的破坏力。
燃烧和爆炸特性、机理和速度
2.2 燃烧机理
• 2.2.1 燃气燃烧的连锁反应 • 在燃烧反应中，气体分子间互相作用，往往不是
两个分子直接反应生成 最后产物，而是活性分子 自由基与分子间的作用。 • 活性分子自由基与另一个分子作用产生新的自由 基，新自由基又迅速参加反应，如此延续下去形 成一系列连锁反应。 • 连锁反应通常分为直链反应和支链反应两种类型。
剧烈的氧化还原反应 放出大量的热 发出光
• 以上三个要点同时成立的才为燃烧。如，氢在氯 中燃烧。金属和酸反应非燃烧，灯泡中的灯丝非 燃烧。
2.1.2 燃烧条件
• 燃烧三要素：
有可燃物的存在； 有助燃物的存在； 有能导致着火的能源。
• 需要说明的是，具备以上三要素并不一定引起燃 烧，如可燃物与助燃物的比例（浓度）、点火源 的强度（温度）等。
• 测定闪点的影响因素: P23 • 点火源大小与离液面的距离、加热速度、试样的
均匀程度、试样纯度、测试容器、大气压力等。
• (3)自燃和自燃点 • 在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。自燃
的最低温 度称为自燃点。
• 物质自燃有受热自燃和自热自燃两种类型。
• ①受热自燃。可燃物质在外部热源作用下温度升高，达到其自 燃点而自行燃烧称之为受热自燃。受热自燃的两个条件为：有 外部热源和有热量蓄积的条件。
• 燃烧理论用连锁反应解释物质燃烧的本质, 认为燃 烧是一种自由基的连锁反应,提出燃烧四面体学说。
• 连锁反应不爱限制，自由基反应才能继续。这是 燃烧的第四要素，是某些灭火技术理论的基础。
2.1.3 燃烧过程和燃烧形式
• 可燃物质和助燃物质存在的相态、混合程度和燃 烧过程不尽相同，燃烧形式多种多样。
2.3 燃烧速度
• 2.3.1 可燃气体的燃烧速度
火药的化学反应原理
火药的化学反应原理火药是一种常见的炸药，由于它的化学反应原理简单而容易制备，因此是广泛应用于军事、民用爆炸品中的一种化合物。
火药的基本组成包括硝酸钾（KNO3）、木炭（C）和硫黄（S），它们在特定的条件下发生化学反应产生大量的热能、气体和杂质。
本文将介绍火药的主要化学反应原理，包括燃烧反应、爆轰反应以及硝化反应。
以下就是火药的化学反应原理详解。
首先，火药在燃烧时会发生燃烧反应。
火药的基本成分之一硝酸钾（KNO3）具有氧化性，它是火药中的氧化剂。
木炭或是其他有机物质对应于还原剂。
当火药被点燃时，点燃源提供足够的能量以激发燃烧反应的启动。
在点燃后，硫黄中的S元素首先与氧化剂反应生成SO2，然后SO2与氧化剂进一步反应生成其他氧化产物。
同时，木炭中的C元素也与氧化剂反应生成CO2和水蒸气。
这些氧化反应的结果是产生大量的热能，从而维持燃烧反应的持续进行。
其次，火药还可以发生爆轰反应。
当火药受到极高的温度或者压力时，燃烧反应可以迅速放大，引起火药的迅猛爆炸。
在爆轰反应中，火药的燃烧速率远远超过了燃烧反应，形成一个高压、高温的爆炸波。
这是因为在火药中的燃烧反应是自维持的，火药一但发生燃烧，在短时间内会放出大量的热能和产生大量的气体。
这些气体的释放导致火药内部压力的迅速增加，进而加快了燃烧速率。
最后，火药的制备过程中还可能发生硝化反应。
硝酸钾和硫黄在火药制备过程中能够互相反应生成硝化产物。
硝酸钾的氧化性使其能够与硫黄发生反应，形成硝化产物和二氧化硫。
这些硝化产物在火药中的存在能够提高火药的爆炸性能，因为硝化产物具有更高的氧化能力。
然而，过量的硝化产物可能导致火药不稳定甚至爆炸。
综上所述，火药的化学反应原理包括燃烧反应、爆轰反应和硝化反应。
燃烧反应是火药最基本的反应，通过氧化剂与还原剂之间的氧化还原反应产生热能和气体。
爆轰反应是火药在高温高压下发生的迅猛爆炸反应，导致火药内部压力迅速增加。
硝化反应是火药制备过程中的一种反应，使得硝化产物增加火药的氧化能力。
易燃易爆原理和防止措施
消除>预防 >减弱 >隔离 > 连锁 >警告
③提高生产过程本质安全化水平
采用无毒或低毒原料代替有毒或剧毒原料；采用无危害或危害低的新工艺、新技术、新设备。
-11-
1、防火防爆技术措施
3）防火防爆的技术措施务
④控制火灾爆炸危险性物质和能量的技术措施。
【增质减量】优先使用不燃或难燃物质代替可燃物，不用或少用强氧化剂。 【杜绝违建】合理布置总平面、立面和建构筑物，新、改、扩建都要符合《建筑防火设计规范》。 A 【密闭措施】对于易燃或强氧化性物质，尽可能采用密闭生产装置、贮罐和输送管道系统，防止泄漏
要措施（常用惰性气体：氮气、二氧化碳、水蒸气及烟道气等。使用惰性气体时，应注意防止使人窒息）
【可燃粉尘环境】设备尽可能密闭、负压运转以防止粉尘外泄，配备不产生火花的除尘系统，设备内部应光滑、没有粉尘聚集的死角。
（在粉尘爆炸危险环境，对物料加湿，降低空气粉尘悬浮量）
【混存禁配】相互接触能引起燃烧爆炸的物质：不能混存，常用危险化学品的存放应符合禁忌物配存规定。
⑤火灾产物：热量、烟气、缺氧（火灾致命的最主要原因是窒息）
-5-
2、爆炸基础知识
1）爆炸及其条件务
①爆炸：物质潜在能量 在瞬间突然 释放 或 急剧转化为 机械功。
②爆炸的形成条件：
1）可燃物； 2）可燃物与氧化剂混合+浓度达到爆炸极限； 3）引起爆炸的引燃能量。
③爆炸的分类：
1）按能量来源：物理爆炸、化学爆炸、核爆炸 2）按爆炸速度：轻爆（燃烧速率为每秒数十厘米）爆炸（十几米至数百米）爆轰（数千米至数万米） 3）按反应物类型：可燃气体分解爆炸、可燃气体混合物爆炸、可燃粉尘、可燃蒸汽、可燃雾滴
燃烧与爆炸基本原理(共134张PPT)
炸的条件，从而引起二次爆炸。
化学反应失控—放热化学反应如硝化、磺化、氧化、氯化、聚合等失
控引起温度迅速升高、反应速度急剧加快、内压急剧上升。
1.2 爆炸的基本概念
按化学爆炸发生的场合，可分为3类
密闭空间内爆炸—介质燃烧爆炸发生在封闭空间内，如压力容器或管
燃烧的基本概念
➢氧气不足，燃料有剩余， y 。ym在in 这种条件下，只有部分C元
素被氧化为CO，无CO2生成，部分H元素被氧化为H2O，部分S 元素被氧化为SO2，剩余燃料气以气态分子形式存在，
C a H b O c S d y O 2 3 .7 7 y N 2a C O 2 b H 2 O 3 .7 7 y N 2d S O 2 (1 )C aH b O c S d 4 y
C5H12
基本燃烧速度/ m/s 0.40 0.47 0.46 0.45
0.46
气体 丙酮 丁酮 甲醇
氢
一氧化碳
分子式
C3H6O CH3COC2H5
CH3OH H2
CO
基本燃烧速度/ m/s 0.54 0.42 0.56 3.12
0.46
C6H14
0.46
二氧化碳
CS2
0.58
C2H4
0.80
苯
C6H6
燃烧的基本概念
1.1.6 理论火焰温度
火焰温度与燃烧条件有关，燃料特性、混合比、散热条件、约束 条件等都有重要影响。一般采用绝热燃烧温度来衡量燃烧特性。
如果燃烧反应所放出的热量未传到外界，而全部用来加热燃烧 产物，使其温度升高，则这种燃烧称为绝热燃烧。
在不计及离解作用的条件下，绝热燃烧时所能达到的温度最高， 这一温度称为理论燃烧火焰温度。
燃烧和爆炸的基本原理
燃烧和爆炸的基本原理要炸弹有效防止火灾和爆炸的发生，正确掌握防雷防爆技术，需要了解形成燃烧和爆炸的基本原理。
（一）燃烧。
燃烧是可燃物质与空气或氧化剂发生化学反应而产生放热、发光的现象。
在生产和生活中，凡是产生超出有效范围的违背人们的燃烧，即为火灾。
燃烧必须同时具备以下三个基本条件。
1.凡是与空气中氧或其他氧化剂发生剧烈反应的物质，都称为可燃物。
如木材、纸张、金属镁、金属钠、汽油、酒精、氢气、乙炔和液化原油等。
2.助燃物。
凡是能暗中帮助和支持燃烧的物质，都称为助燃物。
如氧化氯酸钾、高锰酸钾、过氧化钠等氧化剂。
由于空气中含有21％左右的氧，所以可燃物质燃烧能够在空气中气体持续进行。
3.火源。
凡能引起可燃物质燃烧的热能源，都称为火源。
如明火、电火花、聚焦的日光、高温灼热体，以及化学能和机械光能冲击能等。
防止以上三个以下条件同时存在，避免其相互作用，是防火技术的大体上要求。
（二）爆炸。
物质由状态迅速转变成为另一种状态，并在极短的时间内以机械功的形式放出巨大的两秒能量，再次出现或者是气体在极短的时间内发生剧烈膨胀，压力迅速下降到常温的现象，都称为爆炸。
爆炸可分为爆炸和物理性爆炸两种。
1.化学性爆炸。
物质由于发生化学反应，产生出大量气体和热量而形成出来的爆炸。
这种爆炸能够直接造成火灾。
所列根据其化学反应又可以分为以下三种类型：（1）简单爆炸。
例如爆炸物乙炔铜和乙炔银等受到轻微振动发生炸药的发生爆炸。
（2）复杂分解爆炸。
属于这类爆炸物有炸药、苦味酸、硝化棉和硝化甘油等。
（3）爆炸性混合性爆炸。
这里指可燃气体、蒸气或渗漏与空气（或氧气）按一定比例均匀混合，达到一定的浓度，遇到形成爆炸性乙炔时遇到火源而发生的爆炸。
2.物理性爆炸。
通常指锅炉、受热压力容器或气瓶内的化学物质由于受热、碰撞等因素，使气体膨胀，压力急剧升高，了设备所能承受的机械强度而发生的爆炸。
（三）爆炸极限。
可燃气体、水蒸汽和粉尘与空气（或氧气）的混合物，在一定的浓度范围内能发生爆炸。