最新《消防燃烧学》第6章-空气消耗系数及不完全燃烧热损失的检测计算教学讲义PPT课件

消防燃烧学1、化学当量比：常用来定量地表示燃料和氧化剂的混合物的配比情况2、空燃比: 化学恰当反应时消耗的空气-燃料质量比，某数值等于1Kg燃料完全燃烧时所需要的空气质量3、燃烧焓: 当1mol的燃料与化学当量的空气混合物以一定的标准参进入稳定了流动的反应器，且生成物也以同样的标准参考状态离开该反应器，把此反应释放出来的热量定义为燃烧焓4、平衡常数5、等压绝热火焰温度;当燃料/空气比及温度一定时，绝热过程燃烧产物所能达到的温度(最理想状态，最高温度)6、活化能：活化分子所具有的平均能量（E）与整个反应物分子的平均能量（E）之差7、化学反应速率常数：又称比例常数，是单位质量的反应速率系数，它在名义上与浓度无关与温度有关。

8、化学反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的变化量9、基元反应：能代表反应机理的由反应微粒一步实现的且不通过中间或过渡状态的反应10、链锁反应：一种在反应历程中含有被称为链载体的低浓度活性中间产物的反应，这种链载体参加到反应的循环中，并且它在每次生成产物的同时又重新生成11、层流火焰传播速度：火焰前锋沿法线方向朝新鲜气传播的速度。

12、湍流火焰传播速度：是指湍流火焰前沿法向相对于新鲜可燃气运动的速度，可用流经火焰的可燃预混气的体积流量Q除以湍流火焰的表观面积A f来表示S T≡Q/A f13、邓克尔Damkohler数14、扩散燃烧：燃料和氧化剂没有预先混合，分别输入燃烧室，由扩散过程控制的燃烧。

15、动力扩散燃烧：燃烧的快慢既与化学动力因素有关，也与混合过程有关16、斯蒂芬stefan流：在相分界面处由于扩散作用和物理化学过程的作用而产生的垂直于相分界面处的总体物质流。

17、费克扩散定律：双组分混合物中，组分A的扩散通散与该组分质量分数梯度绝对值成正比，反之相反，比例系数称为扩散系数。

18、可燃极限：在一定的温度或压力条件下，并不是所有混合气成分都能够着火，而是存在着一定的浓度范围，超过这个范围，混合气就不可能着火19、蒸发常数k20、淬熄距离d q：当管径或容器尺寸小到某个临界值时，由于火焰单位容积的散热量太大，生热量不足，火焰便不能传播。

气体不完全燃烧热损失计算方法
气体不完全燃烧导致的热损失通常可以通过计算燃料的完全燃烧时产生的热值与实际燃烧时产生的热值之间的差异来估算。

以下是一个一般的计算方法：
●计算完全燃烧时的理论热值：燃料在完全燃烧时会产生最大的热值。

你可以查阅
相关的燃料热值表格或文献，找到你使用的燃料在完全燃烧时的理论热值，通常以焦耳（J）或千卡（kcal）为单位。

●测量实际燃烧时的热值：在实际操作中，由于气体不完全燃烧，实际燃烧时产生
的热值会低于理论值。

你可以使用热值计算仪器或设备，例如燃气分析仪，来测量实际燃烧时的热值。

●计算热损失：热损失可以通过计算理论热值与实际热值之间的差异来估算。

公式
如下：
热损失=理论热值−实际热值
请注意，这个差异表示了由于不完全燃烧而导致的能量损失。

●考虑燃料组成：如果你知道燃料的详细组成，可以进一步考虑其中的不同组分在
燃烧过程中的影响。

例如，燃料中可能包含一些不易完全燃烧的组分，如挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）等。

●改善燃烧效率：为了降低热损失，可以采取改进燃烧设备、优化空气燃料比、提
高燃烧温度等方法，以尽可能实现更完全的燃烧。

请注意，这只是一个简化的方法，实际的计算可能需要考虑更多因素，如燃烧设备
的效率、燃烧温度、燃料的物理性质等。

在进行具体的热损失计算时，建议咨询专业工程师或使用相关工程工具。

燃烧学讲义现代的工业炉大部分都以燃料作为炉子热能来源，对于燃烧过程的评价及其特点的分析，从总的来说可以归纳为以下几个方面的主要问题：（1）燃烧温度：燃烧温度应满足炉内被加热钢料对炉温的要求。

（2）燃烧速度：它影响着炉内温度的高低和高温区集中的程度。

燃烧速度的特性指标是燃烧室容积热强度、简称“燃烧强度”，它表示单位容积内单位时间完全燃烧掉的燃料量（米3/米3•小时、千克/米3•小时或千焦/米3•小时），燃烧强度大，说明燃烧速度快（或用火焰传播速度表示），火焰短，高温区集中。

（3）燃烧完全程度：它影响到炉内温度，炉内气氛和燃料消耗量以及对大气的污染程度等。

燃烧完全程度一般由炉内气体成分或烟气成分决定。

假如可以用烟气中化学损失来表示，也可用“燃烧完全系数”表示。

炉内气氛的特点经常用CO/CO2和H/H2O等气体成分的比值来表示。

（4）燃烧的稳定性和可调性：为了调节燃烧装置的燃烧能力。

在所要求的调节范围内，燃烧过程应当稳定进行，比如要保持火焰的连续性，不回火，不脱火，不爆炸，不灭火。

每种燃烧装置都允许一定的调节范围，其大小通常用“调节倍数”或简称为“调节比”来表示。

一、燃烧温度1、燃烧温度的概念燃烧温度即燃料燃烧时生成的气态燃烧产物（烟气或炉气）所能到达的温度。

在实际条件下燃烧温度与燃料种类，燃料成分（即发热量），燃烧条件（指空气、煤气蓄热情况）以及传热条件等因素有关。

总起来说无非是决定于燃烧过程中的热平衡关系。

如果收入的热量大于支出的热量则将反映出燃烧温度逐渐升高。

反之则将反映出燃烧温度逐渐下降直到热平衡时燃烧温度才会稳定下来。

由此看来燃烧温度实质上就是一定条件下有热平衡所决定的某种平衡温度。

所以分析燃烧过程中热收入和热支出的平衡情况，从中找出估算燃烧温度的方法及提高燃烧温度的具体措施。

根据能量守恒和转化规律可知：燃烧过程中燃烧产物的热收入和热支出必然相等。

热收入各项有：①燃料燃烧的化学热（燃料的低发热值）②蓄热空气的物理热Q空=Ln•c 空•t空③燃料带入的物理热Q燃=c燃•t燃热支出各项有：①燃烧产物所含的热量Q产=Vn•c产•t产②由燃烧产物向周围介质的散热损失以Q介表示，它包含炉墙的全部热损失，加热金属和炉子构件等的散热损失。

第6章可燃固体的燃烧6.1固体燃烧概述6.1.1固体燃烧的形式根据各类可燃固体的燃烧方式和燃烧特性，固体燃烧的形式大致可分为五种。

（1）蒸发燃烧硫、磷、钾、钠、蜡烛、沥青等可燃固体，在受到火源加热时，先熔融蒸发，随后蒸汽与氧气发生燃烧反应，这种形式的燃烧一般成为蒸发燃烧。

樟脑，萘等易升华物质，在燃烧时不经过熔融过程，但其燃烧现象也可看作是一种蒸发燃烧。

（2）表面燃烧可燃固体（如木炭、焦炭、铁、铜等）的燃烧反应是在其表面由氧和物质直接作用而发生的，称为表面燃烧。

这是一种无火焰的燃烧，有时又称之为异相燃烧。

（3）分解燃烧可燃固体，如木材、煤、合成塑料、钙塑材料等，在受到火源加热时，先发生热分解，随后分解出的可燃挥发份与氧发生燃烧反应，这种形式的燃烧一般称为分解燃烧。

（4）熏烟燃烧（阴燃）可燃固体在空气不流通，加热温度较低、分解出的可燃挥发份较少或逸散较快、含水分较多等条件下，往往发生只冒烟而无火焰的燃烧现象，这就是熏烟燃烧，又称阴燃。

（5）动力燃烧（爆炸）指可燃固体或其分解析出的可燃挥发份遇火源所发生爆炸式燃烧，主要包括可燃粉尘爆炸、炸药爆炸、轰燃等几种情形，其中，轰燃是指可燃固体由于受热分解或不完全燃烧析出可燃气体，当其以适当比例与空气混合后再遇火源时，发生的预混燃烧。

例如能析出一氧化碳的赛璐珞、能析出氰化氢的聚氨酯等，在大量堆积燃烧时，常会产生轰燃现象。

这里需要指出的是，上述各种燃烧形式的划分不是绝对的，有些可燃固体的燃烧往往包含着两种或两种以上的形式。

例如，在适当的外界条件下，木材、棉、麻、纸张等的燃烧会明显地存在分解燃烧、阴燃、表面燃烧等形式。

6.1.2评定固体火灾危险性的参数固体燃烧特性比较复杂，评定其火灾危险性的参数主要包括：（1）熔点、闪点和燃点固体熔点是固体变为液体的初始温度；某些低熔点可燃固体发生闪燃的最低温度就是其闪点；固体燃点是指对可燃固体加热到一定温度，遇明火发生持续燃烧时固体的最低温度。

《消防燃烧学》课程考试大纲课程名称：消防燃烧学英文名称：Combustion Fundamentals of Fire课程编号：04hzzyb506课程类别：专业技术基础课学 时：60适用专业：消防指挥(普通本科)考试总要求本课程的考试目标是考查学生对《消防燃烧学》基本概念、基本理论、基本方法和常用火灾预防与控制技能的掌握情况，检测学生分析问题、解决问题的能力。

为了便于考查，将概念和理论的考试分为“了解”和“理解”两个层次，对方法和技能的考试要求分为“会”、“掌握”和“熟练掌握”三个层次。

考试内容与要求要考查的《消防燃烧学》知识分为燃烧的化学基础、燃烧的物理基础、着火与灭火的基本理论、可燃气体的燃烧、可燃液体的燃烧和可燃固体的燃烧六部分。

一、燃烧的化学基础（一）燃烧本质和条件1．理解燃烧的本质；2．掌握燃烧的条件及其在消防中的应用。

（二）燃烧反应速度方程1．理解质量作用定律；2．理解阿累尼乌斯公式；3．掌握燃烧反应速度方程的推导。

（三）燃烧时空气需要量计算1．掌握固体和液体可燃物理论空气需要量的计算方法；2．掌握气体可燃物理论空气需要量的计算方法；3．掌握实际空气需要量的计算方法。

（四）燃烧产物及其计算1．了解燃烧产物的危害性；2. 了解燃烧产物的基本概念；3．了解燃烧产物的毒害作用；4．掌握有关燃烧产物的计算。

（五）燃烧热及燃烧温度计算1．了解燃烧温度的计算方法；2. 了解热容的基本概念及分类；3．掌握燃烧热和热值的计算方法。

二、燃烧的物理基础（一）热量传递概述1．了解热传递的基本概念，掌握其遵循的基本定律；2．了解热对流的基本概念，掌握其遵循的基本定律；3．了解热辐射的基本概念，掌握其遵循的基本定律。

（二）热传导1．了解非稳态导热的数值解法；2．了解一维稳态导热和非稳态导热微分方程的建立和求解过程；3．掌握导热微分方程式的理论推导及各种情况下的导热微分方程式的表达形式；4．掌握集总热容分析法及其应用条件。

《消防燃烧学》教案.doc第一章：绪论1.1 课程介绍介绍消防燃烧学的概念、研究对象和意义。

解释火灾的发生与发展过程。

1.2 火灾燃烧的基本条件讲解可燃物、氧化剂和点火源的概念。

解释火灾燃烧的三要素及其相互作用。

1.3 火灾类型及燃烧特性介绍不同类型的火灾及其燃烧特性。

分析常见火灾案例，探讨火灾的原因和教训。

第二章：燃烧的基本原理2.1 燃烧的化学反应讲解燃烧的化学反应过程，包括氧化还原反应。

解释燃烧产物的形成和影响。

2.2 燃烧速率与燃烧特性介绍燃烧速率的影响因素，如可燃物性质、氧气浓度和温度。

讲解燃烧过程中的火焰传播和燃烧产物扩散。

2.3 燃烧的热效应解释燃烧过程中的热效应，包括燃烧热和热辐射。

探讨热效应在火灾蔓延中的作用。

第三章：火灾蔓延与控制3.1 火灾蔓延的物理过程讲解火灾蔓延的物理过程，包括火焰传播、热辐射和烟雾传播。

分析火灾蔓延速度和范围的影响因素。

3.2 火灾控制策略介绍火灾控制的方法和措施，如灭火剂的选用和灭火设备的应用。

讲解火灾现场的应急处理和人员疏散原则。

3.3 火灾蔓延的模拟与预测介绍火灾蔓延模拟的方法和技术。

讲解火灾蔓延预测的意义和应用。

第四章：燃烧设备与火灾实验4.1 燃烧设备介绍常用的燃烧设备和实验装置，如燃烧炉、燃烧箱和火焰喷射器。

讲解燃烧设备的使用方法和注意事项。

4.2 火灾实验方法讲解火灾实验的设计原则和方法。

介绍常见的火灾实验，如火焰传播实验和燃烧产物分析实验。

4.3 实验数据处理与分析讲解实验数据的收集和处理方法。

分析实验结果，探讨火灾燃烧特性和蔓延规律。

第五章：燃烧防护与安全5.1 燃烧防护措施介绍燃烧防护的基本原则和方法。

讲解燃烧防护材料的选择和使用。

5.2 火灾现场的应急处理讲解火灾现场的应急处理流程和注意事项。

介绍火灾现场的人员疏散和救援措施。

5.3 消防安全管理与教育讲解消防安全管理的重要性和管理措施。

介绍消防安全教育和培训的方法和内容。

第六章：火灾燃烧动力学6.1 火焰传播与蔓延讲解火焰传播的基本原理和影响因素。

第六章建筑装修和外保温系统检查学习要求掌握建筑装修和建筑保温系统检查的主要内容和方法，熟悉建筑内部装修材料燃烧性能等级的划分，运用相关消防技术和标准，辨识建筑内部装修和外保温材料的燃烧性能，排查建筑装修和保温系统的火灾隐患，制定防范火灾的对策措施。

第二节建筑外墙的装饰一、检查内容1．装饰材料的燃烧性能建筑外墙上附属的装饰材料（如装饰板、广告牌和条幅等），如采用可燃性材料，火灾时会从外立面蔓延至多个楼层形成立体燃烧，大大增加灭火救援的难度。

所以，室外大型广告牌和条幅的材质要便于火灾时破拆；建筑外墙的装饰层采用燃烧性能为A级的材料，但建筑高度不大于50m时，可采用B1级材料。

需要注意的是，当建筑外墙的装饰层采用可燃保温材料时，不得使用火灾时易脱落的瓷砖材料。

2．广告牌的设置位置3．设置户外电致发光广告牌墙体的燃烧性能直接设置在有可燃、难燃材料墙体上的户外电致发光广告牌，容易成为着火源而引发火灾，并能导致火势沿建筑外立面蔓延。

因此，户外电致发光广告牌不得直接设置在有可燃、难燃材料的墙体上。

二、检查方法通过查阅消防设计文件、建筑立面图、装饰材料的燃烧性能检测报告等资料，了解建筑高度和墙体材质，确定消防车登高面、每层灭火救援窗和自然排烟窗的设置部位后，沿建筑四周对外墙的装饰开展现场检查。

第三节建筑外保温系统一、检查内容1．保温材料的燃烧性能用于建筑保温系统的保温材料主要包括有机高分子类、有机无机复合类和无机类三大类，根据燃烧性能等级的不同，主要有A（不燃性）、Bl（难燃性）、B2（可燃性）三个等级。

2．防护层的设置当外墙体保温材料选用非A级材料时，检查其外侧是否按要求设置不燃材料制作的防护层，并将保温材料完全覆盖。

不同使用性质、建筑高度和外墙材质的民用建筑，其防护层的设置厚度也有所不同。

需要注意的是，首层防护层的厚度一般是其他楼层防护层的厚度的2倍。

3．防火隔离带的设置当外墙体采用B2级保温材料时，检查是否每层沿楼板位置设置不燃材料制作的水平防火隔离带，隔离带的设置高度不得小于300mm，且应与建筑外墙体全面积粘贴密实。

试验一 燃气法向火焰传播速度（验证）一、试验目旳1．火焰传播速度（又称燃烧速度）是燃气燃烧旳重要特性之一。

它影响火焰旳稳定性，是燃气燃烧器和燃烧设备旳重要根据，也是鉴定燃气互换性旳基本参数。

2．本试验采用本生火焰法测定燃气旳法向火焰传播速度，规定掌握测定原理、测定措施，理解测定旳操作过程和所需旳仪器设备。

二、试验原理火焰前沿面沿其法线方向朝邻近未燃气体移动速度称作法向火焰传播速度。

法向火焰传播速度仅与可燃混合气体旳物理化学性质有关，决定法向火焰传播速度值旳基本量有：燃气成分、可燃混合气体旳预热温度以及燃气与氧化剂混合浓度。

运用本生火焰法测定法向火焰传播速度是一种应用广泛并且较为完善旳措施。

本生火焰有内焰和外焰两部分构成。

当燃烧稳定期，内焰是静止火焰旳焰面，焰面上任意点旳法向火焰传播速度Sn 与该点旳气流速度对焰面旳法向分量Vn 相等。

因此，测出Vn 即可得到Sn 。

实际上内焰并非是一种几何正锥体，焰面各点上旳Sn 也并不相等。

但为了得到比较简朴旳计算公式，可假定焰面上Sn 值不变，内焰为几何正锥体则有： cos n n S V V φ== （1）cos φ=（2）22g a L L LV r rππ+== （3）(1)L L L V Sn α++==（4）其中：L：混合气体流量；h:火焰高度；r：管口半径；Lg：燃气流量；La：空气流量；α：一次空气系数；V：理论空气需要量三、试验仪器燃烧管：用来混合燃气和空气，并使燃气在管口处燃烧。

湿式气体流量计：2台，分别测定燃气和空气流量；空气泵：供应燃烧所需得空气；卡尺：用于测定燃烧管得管口内径；测定仪：放大倍数12X,有效工作距离1－4m，最小读数值0.02mm。

四、测量系统燃气与空气分别通过湿式气体流量计进入燃烧管，根据燃气与空气旳流量以及燃气旳理论空气量可以算出一次空气系数α，可调整空气阀或燃气阀得到不一样得α值。

五、试验环节1．准备工作（1）校正空气和燃气旳流量计（2）按测试系统图连接仪器设备（3）进行气密性试验，打开气源阀门，关闭燃烧管上燃气阀门，规定5分钟流量计指针不动。

第一章1.解释下列基本概念:(1)燃烧(2)火灾(3)烟(4)热容(5)生成热(6) 标准燃烧热(7)热值(8)低热值2.如何正确理解燃烧的条件?根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法?3.物质浓度、体系温度和反应活化对反应速度速率有何影响?4已知烟煤的组成为:C-76%、H-4.5%、O-3.5%、S–4.7%、N-1.8%、W-3%、灰-6.5%，求在超量空气系数1.5时候的P=1atm、T=298K下的(1)实际空气需要量是多少m3?(2)各种燃烧产物体积是多少m3?(3)理论燃烧温度是多少m3?第二章1.热量传递有哪几种方式?举例比较说明这几种传热方式各有什么特征。

2.说明导热微分方程各项的物理意义3.分别阐述强迫对流和自然对流换热的机理和特点。

4.试阐明热辐射的本质，并说明兰贝特定律和基尔霍夫定律的内容及其意义。

5.举例分析说明斯蒂芬流的特征及其产生条件.6.烟囱效应是如何形成的?它受哪些因素影响?在建筑火灾(尤其是层建筑火灾)中，烟囱效应有那些危害?第三章1. 热自燃理论的假设条件和基本出发点是什么?2. 什么叫做放热速度?什么叫做散热速度?用公式如何表达它们?并利用放热曲线和散热曲线的位置关系，分析说明谢苗诺夫热自燃理论中着火的临界条件.3. 在热着火理论中，存在哪些自燃着火极限?这些自燃着火极限是如何得出的?(结合图示说明)4. 在F-K自燃理论中，自热体系的着火判断准则是什么?该理论与Semenov自燃理论有什么区别?5.条件准数δ的物理意义是什么?自燃临界准则参数δcr取决于什么?δ和δcr的大小关系说明了什么?6.什么是F-K自燃理论的直线形式?它有哪些方面的具体应用?举例说明它在确定可燃物质的自燃火灾原因中的应用是如何实施的?7.与水作用自燃的物质，其自燃反应有那些共同特点?在该类物质的生产和储运过程中，应注意采取哪些安全措施?8.比较典型的煤的自燃理论有哪些?如何用固体表面吸附理论解释煤的自燃原理?影响煤自燃能力的因素有哪些?9、如何结合链锁反应理论解释氢-氧化学计量混合物一个温度可能对应两个、甚至三个着火(爆炸)压力极限?10.什么叫做电极熄火距离?什么叫做最小火花引燃能?电火花引燃混气的条件是什么?11. 说明在热着火理论中.有哪些灭火措施?在散热条件相同情况下.什么措施对灭火的作用更大?12.从链锁反应着火理论可以得出哪些灭火措施?灭火的关键是什么? 第四章1.层流预混火焰传播速度Sl是如何规定的?影响层流预混火焰传播速度的因素主要有哪些?用本生灯测量火焰传播速度的要点是什么?2.试分析导热系数和热容对气体火焰传播速度有何影响？为什么灭火剂要具有低的导热系数和高的热容?3.什么叫做爆炸下限?什么叫做爆炸上限?并简述爆炸极限的测定原理. 、4. 在某一环境的空气中，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的含量分别为0.8%、1.2%、1.0%、0.5%，试判断该空气是否具有爆炸危险性。