可燃液体的燃烧形式共29页
燃烧类型
【思考】固体有闪燃现象吗？
樟脑：以松节油、萘等
化学物品作原料合成。易燃
固体，易挥发。
燃烧学
有机物闪点变化规律
部分醇类和芳香烃类的闪点与其摩尔质量、密度、沸点的关系
液体名称 化学式
CH3OH
C2H5OH
摩尔质量/ （g/mol）
沸点/℃
闪点/℃
甲醇
醇类 乙醇
32
46
64.56
78.4
12
13
丙醇
苯
燃烧学
植物自燃的预防措施：
① 控制湿度。植物在堆垛前必
须检查含水量，晾干后才能堆垛。 ② 注意通风，堆垛不能过大。
控制堆垛的大小，每个堆垛的垂直方
向和横向都设置通风口，堆垛之间保
持一定间距。
燃烧学
③ 防雨防潮。雨雪天不能进
行堆垛作业，垛顶要封好。
④ 加强检测。对于植物堆垛， 要设专人检测温度和湿度。
③ 化学作用阶段。
温度升到150～200℃，植物中的纤维素开始分解，并进入氧化过
程，生成的炭剧烈放热，温度上升到250～300℃时，不及时散热就会
着火。
燃烧学
植物自燃的基本条件：
① 湿度。水分是微生物生存
和繁殖的重要条件，植物发生自燃
必须具有微生物生存的湿度。
② 蓄热。堆垛在一起，热量 不能及时散发而不断积累使温度逐 渐升高达到自燃点。
点的平均值，并接近于混合物中含量较大的组分的闪点。
燃烧学
② 完全互溶的可燃性与不燃性液体的混合物 混合液的闪点随着不燃液体的含量增加而升高。当不 然液体含量达到一定值时，混合物不再发生闪燃。 这类混合物有甲醇与水、乙醇与水以及甲醇与四氯化 碳等。
燃烧爆炸理论与技术
可燃液体的燃烧，实质上是燃烧可燃液体蒸发出来的蒸气，所以叫蒸发燃烧。
对于难挥发的可燃液体，其受热后分解出可燃性气体，然后这些可燃性气体进行燃烧，这种燃烧形式称为分解燃烧。
可燃固体的燃烧可分为简单可燃固体、高熔点可燃固体、低熔点可燃固体和复杂的可燃固体燃烧等四种情况。
固体碳和铝、镍、铁等金属熔点较高，在热源作用下不氧化也不分解，它们的燃烧发生在空气和固体表面接触的部位，能产生红热的表面，但不产生火焰，燃烧的速度和固体表面的大小有关。
这种燃烧形式称为表面燃烧。
闪点的影响因素同系物液体的闪点随着相对分子量、相对密度、沸点的增加和蒸汽压的降低而增高。
同类组分混合液，如汽油、煤油等，由烃类的同系物组成，其闪点随着馏分的增高而增高。
异构体的闪点低于正构体。
能溶于水的易燃液体，闪点随浓度的降低而增高。
油漆类液体的闪点取决于油漆中所含溶剂的闪点。
两种可燃液体混合物的闪点一般低于这两种液体闪点的平均值。
易燃气体：a）与空气的混合物按体积分类占13％或更少时可点燃的气体；b) 不论易燃下限如何，与空气混合，燃烧范围的体积分数至少为12％的气体。
非易燃无毒气体：在20℃压力不低于280 kPa条件下运输或以冷冻液体状态运输的气体（窒息性气体、氧化性气体、不属于其他项别的气体）易燃液体：在其闪点温度（其闭杯试验闪点不高于60.5℃，或其开杯试验闪点不高于65.6℃）时放出易燃蒸气的液体或液体混合物，或是在溶液或悬浮液中含有固体的液体。
氧化性物质：本身不一定可燃，但通常因放出氧或起氧化反应可能引起或促使其他物质燃烧的物质。
有机过氧化物：分子组成中含有过氧基的有机物质，该物质为热不稳定物质，可能发生放热的自加速分解。
该类物质还可能具有以下一种或数种性质：a) 可能发生爆炸性分解；b) 迅速燃烧；c) 对碰撞或摩擦敏感；d) 与其他物质起危险反应。
e) 损害眼睛毒性物质：经吞食、吸入或皮肤接触后可能造成死亡或严重受伤或健康损害的物质。
消防燃烧学课件
爆炸升压速度：
爆炸威力指数=最大爆炸压力×平均升压速度。 爆炸总能量：
可燃气体的燃烧
爆炸极限
一、基本概念
1、爆炸下限：可燃气与空气组成的混合气体遇火源能发生爆炸 的最低浓度。 2、爆炸上限：可燃气与空气组成的混合气体遇火源能发生爆炸 的最高浓度。
二、实用意义
（一）评定气体和液体蒸气的火灾危险性大小。 （二）评定气体生产、储存的火险类别。 （三）确定安全生产操作规程。
着火与灭火的基本理论
三、着火条件
1、着火条件 如果在一定的初始条件下，系统将不可能在整个时间 区段保持低温水平的缓慢反应态，而将出现一个剧烈的加 速的过渡过程，使系统在某个瞬间达到高温反应态，这个 初始条件便称为着火条件。 2、正确理解着火条件 ① 达到着火条件，只是具备着火的可能。 ② 着火条件指的是系统初始应具备的条件。 ③ 着火条件是多种因素的总和。
（二）阻火器：阻火器是阻止火焰传播的火焰阻断装置。 金属网阻火器：在器内用若干层有一定 孔径的金属网，把空间分隔成许多小孔隙。 砾石阻火器：器内是用沙粒、卵石、玻璃 球、铁屑等作为充填料，将器内空间分隔 成许多小孔隙。 波纹金属片阻火器：通常由交迭放置的 波纹金属片组成的有三角形孔隙的方形 阻火器和将一条波纹带与一条扁平带绕 在一个芯子上组成的圆形阻火器。
2、爆轰区的特点：
（1）燃烧后气体压力要增加； （2）燃烧后气体密度要增加； （3）燃烧波以超音速传播。
可燃气体的燃烧
层流预混气中正常火焰传播速度
火焰传播机理
1、热理论
火焰能在混气中传播是由于火焰中加速的结果。
2、扩散理论
火焰能在新鲜混气中传播是由于火焰中的自由基向新鲜冷混
着火与灭火的基本理论
谢苗诺夫自燃理论
燃烧类型及其特点
燃烧类型及其特点 The manuscript was revised on the evening of 2021第一章燃烧类型及其特点燃烧可从着火方式、持续燃烧形式、燃烧物形态、燃烧现象等不同角度做不同的分类。
掌握燃烧类型的有关常识，对于了解物质燃烧机理、火灾危险性的评定，有着重要的意义。
一、燃烧发生瞬间的特点分类按照燃烧形成的条件和发生瞬间的特点，燃烧可分为着火和爆炸。
(一)着火可燃物在与空气共存的条件下，当达到某一温度时，与引火源接触即能引起燃烧，并在引火源离开后仍能持续燃烧，这种持续燃烧的现象叫着火。
着火就是燃烧的开始，并且以出现火焰为特征。
着火是日常生活中常见的燃烧现象。
可燃物的着火方式一般分为下列几类:1.点燃(或称强迫着火)点燃是指从外部能源，诸如电热线圈、电火花、炽热质点、点火火焰等得到能量，使混气的局部范围受到强烈的加热而着火。
这时就会在靠近引火源处引发火焰，然后依靠燃烧波传播到整个可燃混合物中，这种着火方式也习惯上称为引燃。
2. 自燃可燃物质在没有外部火花、火焰等引火源的作用下，因受热成自身发热并蓄热所产生的自然燃烧，称为自燃。
即物质在无外界引火掠条件下，由于其本身内部所发生的生物、物理或化学变化而产生热量并积蓄，使温度不断上升，自然燃烧起来的现象。
自燃点是指可燃物发生自燃的最低温度。
( 1 )化学自燃。
例如火柴受摩擦而着火等；炸药受撞击而爆炸；金属钠在空气中自燃；煤因堆积过高而自燃等。
这类着火现象通常不需要外界加热，而是在常温下依据自身的化学反应发生的，因此习惯上称为化学自燃。
(2) 热自燃。
如果将可燃物和氧化剂的混合物预先均匀地加热，随着温度的升高，当混合物加热到某一温度时便会自动着火(这时着火发生在混合物的整个容积中)，这种着火方式习惯上称为热自燃。
(二)爆炸爆炸是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间以机械功的形式释放出巨大的能量，或是气体、蒸气在瞬间发生剧烈膨胀等现象。
可燃液体和可燃固体的燃烧
３.１ 液体的燃烧
• 在闪点温度下只能发生闪燃而不能连续燃烧,这是因为在闪点温度下 的可燃液体蒸发较慢,蒸气量较少,闪燃后即将蒸气烧尽。
• 闪点对可燃液体的防火工作意义很大,根据物质闪点可以区别各种可 燃液体的火灾危险性。例如煤油的闪点是40℃,它在室温(一般为15℃ 左右)情况下与明火接近是不能立即发火的,因为这个温度比闪点低,蒸 发出来的油蒸气很少,不能闪燃,更不能燃烧。只有把煤油加热到40℃ 时才能闪燃,继续加热到燃点温度时,才会燃烧。这就是说,低于闪点温 度时,在液面上不会形成油蒸气与空气的可燃混合气,遇到火种的瞬间 作用也不会燃烧,只有在闪点温度以上才有着火的危险。
• 连锁反应通常分为直链反应和支链反应(图3-2)两种。 • 氢气和氯气的反应是典型的直链反应。直链反应的基本特点是:
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３.１ 液体的燃烧
• 每一个活性粒子(自由基)与作用分子反应后,仅生成一个新的活性粒子 ,自由基(或原子)与价饱和的分子反应时自由基不消失;自由基(或原子) 与价饱和的分子反应时活化能很低。
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３.１ 液体的燃烧
• 蒸发:形成可燃蒸气而燃烧,例如酒精喷灯把酒精预热蒸发后再进行燃 烧。
• 热分解:有些复杂化合物经过热分解的中间过程后,再同氧气化合燃烧, 如蜡烛的石蜡大分子,在火焰温度烘烤下发生分解,产生相对分子质量 较小的可燃气后与氧化合。
• 1.活化能理论 • 物质分子间发生化学反应的首要条件是相互碰撞。在标准状态下,单
• 燃烧的连锁反应理论已被用于指导生产实际。目前广泛使用的高效化 学灭火剂,如1211灭火剂(CF2ClBr)、1202灭火剂(CF2Br2)等,其灭火 原理就是利用了有些燃烧反应为连锁反应的理论。当1211或1202等 与火焰接触时,受热分解产生溴离子,由于溴离子能够与燃烧反应产生 的氢自由基相结合,使氢自由基与氧的连锁反应中断,从而使燃烧反应 停止,火焰熄灭,最后达到灭火的目的。
安全可燃液体的燃烧
安全可燃液体燃烧的火灾特点与防治策略
火灾特点
• 火灾扩散速度快，火势猛烈 • 火灾过程中可能产生大量有毒烟雾和气体 • 火灾扑救难度大，需要专业救援队伍
防治策略
• 加强可燃液体的储存和管理，防止泄漏和火灾事故发生 • 建立火灾应急预案，提高火灾应急处理能力 • 加强消防安全培训和宣传，提高人们的消防安全意识和 自防自救能力
• 案例 • 石油化工企业：采用安全可燃液体燃烧技术，降低火灾事故风 险 • 涂料生产企业：采用安全可燃液体燃烧技术，提高生产过程中 的安全性能 • 交通运输领域：采用安全可燃液体燃烧技术，降低运输过程中 的火灾事故风险
安全可燃液体燃烧技术的发展趋势与展望
发展趋势
• 提高安全可燃液体的燃烧性能和安全性 • 加强安全可燃液体燃烧技术的研发和应用 • 提高安全可燃液体燃烧技术的智能化和自动化水平
展望
• 安全可燃液体燃烧技术将在更多领域得到应用和推广 • 安全可燃液体燃烧技术将为提高生产和生活安全水平做 出更大贡献
谢谢观看
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燃烧的基本原理与条件
燃烧基本原理
• 物质与氧气发生化学反应，产生大量的热量和光线 • 燃烧过程中，燃料、氧气和热量之间存在平衡关系
燃烧条件
• 燃料：具有一定的可燃性 • 氧气：燃烧过程中需要氧气参与 • 引燃源：引发燃烧过程的起始条件
燃烧过程中的化学反应与能量转换
燃烧过程中的化学反应
• 燃料与氧气发生氧化反应，产生二氧化碳和水 • 燃烧过程中可能产生其他有毒物质和烟雾
评估方法
• 物质的闪点、燃点、爆炸极限等参数评估 • 物质的燃烧热、燃烧速度、燃烧效率等参数评估
11可燃液体
0.4
1
10
100
1000
cm
汽油； 煤油； 轻油；
直径小于0.03m时，火焰为层流状态，燃 烧速度随直径增加而减小； 直径大于1.0m时，火焰呈充分发展的湍 流状态，燃烧速度为常数，不受直径变化 的影响， 直径介于0.03～1.0m的范围时，随着直 径的增加，燃烧状态逐渐从层流状态过渡 到湍流状态，燃烧速度在0.10m处达到最小 值，之后燃烧速度随直径增加逐渐上升到 湍流状态的恒定值。
1、喷溅：热波下降到水垫层，使其中的水大量蒸 发，蒸气压迅速升高，把上部的油品抛出罐外的现 象。 2、喷溅的发生条件： （1）液体（油类）具有热波特性； （2）液体（油类）底部存在水垫层； （3）高温层与水垫层接触。 注意：几乎所有原油、大部分合成重油混合物具备 上述条件
3、形成过程：
高温层以对流的方式将大量的热量在纵深方向加 热水垫，水汽化产生大量蒸汽，随着蒸汽压力逐渐增 高，当达到蒸汽压力足以把上层油层抛向上空（高达 数米至数十米）而向四周喷溅（十米至数十米），四 处流散，迅速火灾范围，危险很大。 4、喷溅发生时间 喷溅发生的时间与油层厚度、热波移动速度以及 油的燃烧线速度有关。
（1）蒸发热：在一定的温度和压力下， 单位质量液体完全蒸发所吸收的热量。 （2）摩尔蒸发热：在一定的温度和压力 下， 1摩尔液体完全蒸发所吸收的热量。
第一节 液体的蒸发
3蒸气压 (Vapour Pressure)
1）蒸气压：在一定条件下， 液体和其蒸气处于平衡状态时， 蒸气所具有的压力，称为饱和 蒸气压（蒸气压）。 2）蒸气压主要由液体的性质 （液体分子间的作用力）和温 度决定。
分子间距离 ↑
气化 液→气
减压 升温
凝聚
气→液
可燃液体的燃烧形式
其他气体分子发生碰撞时，可
能会导致动能减小而凝结。如
果液面空气流动快，蒸发的蒸
气分子很快被带走，减小凝结 的几率，蒸发加快。
燃烧学
蒸发过程的主要参数
• 蒸发热
液体蒸发过程中，液体温
度逐渐降低。液体要保持原有 温度，必须从外界吸热。 使液体在恒温恒压下蒸发 所必须吸收的热量，即为液体
的蒸发热。
燃烧学
快反应速度，降低自燃点。 ③ 容器特性。容器的容积大，造成的热损失小，自燃点相对较 低。 ④ 催化剂。活性催化剂降低自燃点，钝化催化剂升高自燃点。
燃烧学
液体的蒸发与闪燃
2
可燃液体的稳定燃烧 沸溢和喷溅燃烧
3
燃烧学
原油中组分较多，密度小、沸点低的部分烃类被称为轻组 分；密度大、沸点高的部分烃类被称为重组分。 原油粘度比较大，含有一定量的水分，一般以乳化水和水 垫两种形式存在。
燃烧学
查表7-10得，苯在-20℃和-10℃时，其蒸气压分别为990.58Pa
和1950.5Pa。
用插值法求得苯的闪点为
T闪
1498 - 990.58 （ - 20 10） -14.7 ℃ 1950.5 - 990.58
燃烧学
1
2
液体的蒸发与闪燃
可燃液体的稳定燃烧
沸溢和喷溅燃烧
燃烧学
P1、P2—T1 、T2时液体的饱和蒸气压，Pa。
燃烧学
【例】 已知大气压为1.01325×105Pa，求苯的闪点。
解：苯的燃烧反应式 C6H6+7.5O2=6CO2+H2O 则N=15，带入公式计算苯在闪燃时的饱和蒸气压为
P饱 1.01325 105 Pa 1498Pa 1 4.76 (15 1)