燃烧与爆炸学
燃烧与爆炸学
《燃烧与爆炸学》综合复习资料
一、概念题
1、燃烧的必要条件
2、燃烧热
3、闪点
4、自燃点
5、沸点
6、氧指数
7、特大火灾
8、爆炸极限
9、熔点
二、简答题
1、燃烧的“氧学说”？
2、气体燃烧的形式及其特点？
3、化学性爆炸的热爆炸机理是什么？
4、防火、防爆的基本理论？
5、物理性爆炸的爆炸机理是什么？
6、阻火器的工作原理？
三、论述题
1. 燃烧链式理论的具体内容是什么？试用链式理论解释为什么可燃性混合气体在其爆炸上限以上和爆炸下限以下不会发生爆炸。
2. 试分析论述如何做好防、灭火安全防护装置的使用及管理工作。
3. 试结合自己的生活、生产实践，阐述做好防火防爆工作的技术关键。
参考知识点
一、概念题
1. 参考教材P21-22
2. 参考教材P27
3. 参考教材P8
4. 参考教材P12
5. 参考教材P75
6. 是指在规定的条件下，材料在氮氧混合气流中进行有焰燃烧所需要的最低氧浓度。
以氧所占的体积百分数的数值来表示。
7. 参考教材P24
8. 参考教材P36
9. 参考教材P77
二、简答题
1. 参考教材p5
2. 参考教材p55
3. 参考教材P32
4. 参考教材P20-30，P49-53
5. 参考教材P32
6. 参考教材P104
三、论述题
1.参考教材P7,P36
2. 参考教材P89-124
3. 参考教材p89。
燃烧和爆炸理论重点
第三章 物质的燃烧
预混气中火焰的传播理论：火焰（即燃烧波）在预混气中传播，从气体动力学理论可以证明存在两种传播方式：正常火焰传播和爆轰。
（Ⅰ）区是爆轰区。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 燃烧波以超音速进行传播
（Ⅲ）区是正常火焰传播区。 特点：① 燃烧后气体压力要减少或接近不变；② 燃烧后气体密度要减少； ③ 燃烧波以亚音速（即小于音速）进行传播。
火焰前沿的特点：（1）火焰前沿可以分成两部分：预热区和化学反应区。 （2）火焰前沿存在强烈的导热和物质扩散。
火焰传播机理：（1）火焰传播的热理论：火焰能在混气中传播是由于火焰中化学反应放出的热量传播到新鲜冷混气中，使冷混气温度升高，化学反应加速的结果。
（2）火焰传播的扩散理论：凡是燃烧都属于链式反应。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气中扩散，使新鲜冷混气发生链锁反应的结果。
可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧达5min以上，这种现象称为点燃。
在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。
物质自燃有受热自燃和自热燃烧两种形式。
受热自燃的两个条件：外部热源、有热量积蓄的条件
自热自燃的三个条件：必须是比较容易产生反应热的物质; 此类物质要具有较大的比表面积或是呈多孔隙状的，有良好的绝热和保温性能；热量产生的速度必须大于向环境散发的速度。
爆燃是一种燃烧过程，反应阵面移动速度低于未反应气体中的声速，反应阵面主要通过传导和扩散进入未反应气体中。爆燃是一种带有压力波的燃烧，爆燃发生时，反应阵面的传播速度低于声速。
爆轰的反应阵面移动速度比未反应气体中的声速高。对爆轰来说，主要通过压缩反应阵面前面的未反应气体使其受热，从而使反应阵面向前传播。
燃烧与爆炸学
1、可燃固体阴燃转变为明火燃烧需要的条件？有利于阴燃的上述因素也都有利于阴燃向有焰燃烧的转变，如外加空气流有利于这种转变；向上传播的阴燃比向下传播的阴燃更容易向有焰燃烧转变；棉花等松软、细微的阴燃很容易转变为有焰燃烧等。
从总体上讲，当炭化区的温度增加时，由于热传导使得热解区温度上升，热解速率加快，挥发分增多，这时热解区附近空间的可燃气体浓度加大。
当温度继续升高时，也可自燃着火。
这就完成了阴燃向有焰燃烧的转变。
由于这一转变过程是个非稳态过程，要准确确定转变温度是很难的。
概括地讲，阴燃向有焰燃烧的转变主要有以下几种情形：（1）阴燃从材料堆垛内部传播到外部时转变为有焰燃烧。
在材料堆垛内部，由于缺氧，只能发生阴燃。
但只要阴燃不中断传播，它终将发展到堆垛外部，由于不再缺氧，就很可能转变为有焰燃烧。
（2）加热温度提高，阴燃转变为有焰燃烧。
阴燃着的固体材料受到外界热量的作用时，随着加热温度的提高，热解区内挥发分的释放速率加快。
当这一速率超过某个临界值后，阴燃就会发展为有焰燃烧。
这种转变也能在材料堆垛内部发生。
（3）密闭空间内材料的阴燃转变为有焰燃烧（甚至轰燃）。
在密闭空间内，因供氧不足，其中的固体材料发生着阴燃，生成大量的不完全燃烧产物充满整个空间，这时，如果突然打开空间的某些部位，因新鲜空气进入，在空间内形成可燃性混合气体，进而发生有焰燃烧，也有可能导致轰燃。
这种阴燃向轰燃的突发性转变是非常危险的。
2、简述谢苗诺夫自燃理论与弗兰克-卡门涅茨基自燃理论。
（1）谢苗诺夫自燃理论任何反应体系中的可燃混合气，一方面它会进行缓慢氧化而放出热量，使体系温度升高，另一方面体系又会通过器壁向外散热，使体系温度下降。
热自燃理论认为，着火是反应放热因素与散热因素相互作用的结果。
如果反应放热占优势，体系就会出现热量积聚，温度升高，反应加速，发生自燃；相反，如果散热因素占优势，体系温度下降，就不能自燃。
在谢苗诺夫热自燃理论中，假定体系内部各点温度相等。
燃烧与爆炸理论导学材料
一、填空题1.燃烧热的传递方式有热传导、热辐射、热对流。
2.最小点火能指的足能引起爆炸件混合物燃烧爆炸时所需的最小火花能量。
3.植物油容易发生自燃主要是因为植物油含有不饱和键结构的缘故。
4.悬浮在空间中的、呈运动状态的粉尘称为粉尘云。
5.可燃气体喷口（管口或容器泄露口）喷出，在喷口处与空气中的氧边扩散混合，边燃烧的现象，称为扩散燃烧。
6.气体的爆炸下限越低，发生爆炸的危险性越高。
7.一级可燃气体是指爆炸下限不大于10%的可燃气体。
8. 建筑物的耐火等级是按组成建筑物构件的燃烧性能和耐火极限来划分的。
9.对大多数可燃粉尘，掺入惰性物后点火温度增高。
10.绝大多数油罐火灾是由火花（明火、静电、雷击及工业电火花）引起的罐内油蒸气和空气的混合气爆炸而起火。
11.爆炸按性质可分为三类：物理性爆炸、化学性爆炸和核爆炸。
12.我国《建筑设计防火规范》将易燃液体划分为甲、乙、丙三类。
其中，丙类是指闪点高于60℃的液体。
13.分子之间发生化学反应,首先必须互相接触(或碰撞),但并非每次碰撞都能发生反应,只有活化分子互相碰撞才能发生反应。
14.最小点火能数值越小，说明该物质愈易燃爆。
15.影响阻火器性能的因素有阻火层的厚度及其孔隙直径和通道的大小。
16.蜡烛、硫磺等熔点较低的可燃固体受热后融熔，然后与可燃液体一样蒸发成蒸汽而发生的有焰燃烧现象，称为蒸发燃烧。
17.能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘。
18. 建筑物的耐火等级是按组成建筑物构件的燃烧性能和耐火极限来划分的。
19.爆炸发生后会产生较大的伤害区域。
某次事故有20人死亡，说明他们大都进入了死亡半径区域。
20.植物秸秆等堆积容易发生自燃，主要是因为植物秸秆发酵而放热，引起自燃。
21.燃烧三要素仅仅是燃烧发生的必要条件。
22.任何链锁反应都由三个阶段组成，即链引发、链传递和链终止。
23.采用开杯闪点测定仪测得的闪点要比采用闭杯闪点测定仪测得的闪点的值要偏大。
24.物质温度虽已达到理论上的自燃点，但并不立即着火，而要经过若干时间才会出现火焰，这段时间称为感应期（诱导期）。
燃烧与爆炸
1.燃烧：可燃物与氧化剂发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和发烟的现象。
火灾：在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
爆炸：物质由一种状态迅速地转变为另一种状态，并瞬间以机械功的形式放出大量气体和能量的现象。
2.火灾和爆炸事故的特点：严重性、复杂性、突发性3燃烧的必要条件：可燃物、氧化剂、点火源燃烧的充分条件：一定浓度的可燃物；一定的着火能量；一定的含氧量；相互作用燃烧的持续条件：反应释放足够能量维持燃烧燃烧形成要素：可燃物、氧化剂、着火源→外加热、合理配比、混合作用4.燃烧本质是一种特殊的氧化还原反应。
特征：放热、火焰、发光、发烟5.点火源种类：化学能；电能；机械能；光能；核能；高温表面；地热、火山爆发6.燃烧爆炸的形式：①按照燃烧反应进行程度：完全燃烧、不完全燃烧②按照产生燃烧反应相：均相燃烧、非均相燃烧③按照可燃性气体的燃烧过程：预混燃烧（层流预混燃烧、湍流预混燃烧）、扩散燃烧④蒸发燃烧⑤、分解燃烧⑥、表面燃烧⑦、延迟燃烧⑧、阴燃⑨、粉尘爆炸⑩、单纯物质的分解爆炸○11炸药燃烧○12气体泄漏燃烧○13绝热燃烧○14喷雾燃烧7.燃烧类型：闪燃、点燃、自燃8.闪燃：可燃液体挥发的蒸汽与空气混合达到一定浓度，或可燃固体受热到一定温度后，遇明火发生的一闪即灭的燃烧现象。
闪点：液体在空气中或在液面附近产生蒸气，其浓度足够被点燃时的最低温度。
9.闪燃与闪点的重要性：闪燃是可燃液体着火的前奏，是危险的警告；闪点是衡量可燃液体火灾危险性的重要依据。
10.点燃：也叫强制着火，引燃。
是指可燃物的局部在点火源的作用下起火，移去火源后仍能保持继续燃烧的现象。
燃点：又叫着火点。
可燃物在空气充足条件下，达到某一温度时与火源接触即行着火（出现火焰或灼热发光），并在火源移去后仍能继续燃烧的最低温度。
11. 重要性：燃点对评价可燃固体和闪点较高的可燃液体的火灾危险性具有实际意义，燃点越低，越易着火，火灾危险性越大；控制这类可燃物的温度在燃点以下是预防火灾发生的有效措施之一。
燃烧与爆炸理论及分析
燃烧与爆炸理论及分析燃烧和爆炸是化学反应中常见的现象。
燃烧是指物质与氧气发生化学反应，产生能量的过程。
爆炸是指燃烧过程中产生的能量迅速释放，并产生强大的冲击波和光亮现象。
燃烧和爆炸都是由氧气与可燃物质发生化学反应引起的，但爆炸的反应速度更快，产生的能量更大。
燃烧和爆炸的理论基础是燃烧化学和爆炸动力学。
燃烧化学研究燃烧过程中的物质转化和能量释放。
可燃物质一般是有机物，其化学反应可以分为三个阶段：引燃、燃烧和燃尽。
引燃是指可燃物质与氧气接触后产生点火源，并开始发生反应。
燃烧是指可燃物质与氧气发生反应，产生热和光。
燃尽是指可燃物质完全被氧气消耗，停止燃烧。
燃烧化学研究的重点是物质的热值、燃烧温度、燃烧产物和燃烧速率等参数。
爆炸动力学研究爆炸过程中的能量释放和冲击波的产生。
爆炸反应一般分为四个阶段：点火、反应、扩展和耗减。
点火是指爆炸剂与点火源接触后开始发生燃烧。
反应是指燃烧的爆炸产物放热，产生高温和高压。
扩展是指高温高压的爆炸产物迅速膨胀，产生冲击波和冲击力。
耗减是指爆炸产物消耗完毕，爆炸结束。
爆炸动力学研究的重点是爆炸的速度、压力和能量等参数。
燃烧和爆炸的分析是为了预防和控制火灾和爆炸事故，保护人民的生命财产安全。
燃烧和爆炸的危害主要表现在火势和冲击波两个方面。
火势可以引发火灾，破坏建筑和设备，威胁人员的安全。
冲击波可以引发爆炸事故，造成工厂、工地、交通运输等重大事故。
因此，燃烧和爆炸的分析需要研究燃烧材料的性质、火灾和爆炸的起因和传播机制，以及防火防爆的措施和应急处理方法。
在分析燃烧和爆炸过程中，需要考虑以下几个因素：燃烧材料的种类和性质。
不同的材料燃烧产生的热值和燃烧速率不同，对环境的影响也不同。
氧气的供应。
燃烧和爆炸都需要氧气作为氧化剂，如果缺氧则无法燃烧和爆炸。
点火源的存在。
燃烧和爆炸需要点火源引发反应，因此需要防止点火源的存在，避免引发事故。
环境的温度和压力。
燃烧和爆炸也受到环境的温度和压力的影响，高温和高压有利于燃烧和爆炸的发生。
第二章 燃烧与爆炸
可燃气体与空气混合气的火焰传播速度， m／s（管径25.4mm）
气体名称 最大火焰 可燃气体在空气 传播速度 中的含量/％ 气体名称 最大火焰 可燃气体在空 传播速度 气中的含量/％
氢 一氧化碳 甲烷 乙烷 丙烷
4.83 1.25 0.67 0.85 0.82
38.5 45 9.8 6.5 4.6
乙炔和氯气的反应：C2H2+Cl2 还原剂
2HCl+2C
2）自燃点的测定及其影响因素
阅读教材26页
影响自燃点的因素 ：压力、浓度、催化剂、化学结构等
反应当量浓度时，自燃点最低；
压力越高，自燃点越低；
容器的影响：形状、大小、材质等； 添加剂的影响：活性催化剂使自燃点降低，钝化催化剂使
自燃点升高； 固体物质的粉碎程度：分散度越细，其自燃点越低； 氧气（或其他 助燃气体）的浓度。
加热
加热
所以闭杯法闪点测定值一般 哪个闪点更低一些？ 要比开杯法低几度。 影响闪点测定的因素？
闪点的测定
影响闪点测定的因素？
点火源的大小及与液面的距离 加热速率 适用的均匀程度 试样的纯度 测试容器 大气压力
阅读教材 23页内容
闪点的意义——物质的火灾危险性分类P88-90
闪点是物质在储存、运输和使用过程中的安全性指标，也是 其挥发性指标。 闪点越低，越容易挥发，物质的火灾危险性越大，安全性差。
几种油品的闪点和自燃点
几种物质的闪点：乙醚-45℃，苯-11℃，丙酮-10℃，乙醇12℃，醋酸38 ℃
在缺少闪点数据的情况下，也可以用燃点来表征物质的火险。
3、自燃和自燃点——物质的火灾危险性分类P88-90
自燃
可燃物质在在助燃气体中，在外界无明火直接作用的条件 下，由于受热或自行发热，引燃并持续燃烧的现象。
燃烧与爆炸学第三章着火理论
2θ y12
(
x0 z0
)
2θ z12
ΔHC
KnC
n A0
Ex02
KRT02
e E / RT
论
3.3.1弗兰克-卡门热自燃理论概述
3.3
2
x12
( x0 )2 y0
2
y12
(
x0 z0
)
2
z12
HC KnCAn0 KRTa2
Ex02
eE / RT
弗
兰
δ
ΔHC
K
nC
n A0
Ex02
KRT02
e E /(RT0 )
3.3.1弗兰克-卡门热自燃理论概述
3.3
2
x12
( x0 )2 y0
2
y12
(
x0 z0
)
2
z12
exp( )
弗
-
兰 克 卡
相应边界条件为：在边界面 z1=f (x1,y1) 上， =0；在
论 愈大，或容器壁面积A愈小，混合气着火的临界压力Pc也
愈低，即愈有利于着火。
3.3
大Bi数条件下，物质体系 内部温度分布不均匀。
弗 兰 克
-
卡
门
热
自
燃
理 论
（a）谢苗诺夫模型
（b）弗兰克-卡门涅次基模型
3.3.1弗兰克-卡门热自燃理论概述
3.3
F-K自燃理论认为：自热体系能否着火，取决于
该体系能否得到稳态温度分布。体系得不到稳态温
3.3
-
弗 兰 克 卡 门
x1 x / x0
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《燃烧与爆炸学》综合复习资料
一、概念题
1、燃烧的必要条件
2、燃烧热
3、闪点
4、自燃点
5、沸点
6、氧指数
7、特大火灾
8、爆炸极限
9、熔点
二、简答题
1、燃烧的“氧学说”？
2、气体燃烧的形式及其特点？
3、化学性爆炸的热爆炸机理是什么？
4、防火、防爆的基本理论？
5、物理性爆炸的爆炸机理是什么？
6、阻火器的工作原理？
三、论述题
1. 燃烧链式理论的具体内容是什么？试用链式理论解释为什么可燃性混合气体在其爆炸上限以上和爆炸下限以下不会发生爆炸。
2. 试分析论述如何做好防、灭火安全防护装置的使用及管理工作。
3. 试结合自己的生活、生产实践，阐述做好防火防爆工作的技术关键。
参考知识点
一、概念题
1. 参考教材P21-22
2. 参考教材P27
3. 参考教材P8
4. 参考教材P12
5. 参考教材P75
6. 是指在规定的条件下，材料在氮氧混合气流中进行有焰燃烧所需要的最低氧浓度。
以氧所占的体积百分数的数值来表示。
7. 参考教材P24
8. 参考教材P36
9. 参考教材P77
二、简答题
1. 参考教材p5
2. 参考教材p55
3. 参考教材P32
4. 参考教材P20-30，P49-53
5. 参考教材P32
6. 参考教材P104
三、论述题
1.参考教材P7,P36
2. 参考教材P89-124
3. 参考教材p89。