第一节预混气中火焰的传播理论

《消防燃烧学》课程教学大纲课程名称：消防燃烧学英文名称：Combustion Fundamentals of Fire课程编号：04hzzyb507课程类别：专业技术基础课学时：总学时60，其中课堂讲授学时50，实验学时10适用专业：消防指挥普通本科说明部分一、课程性质《消防燃烧学》是一门主要讲授火灾发生、发展和熄灭基本规律的课程。

该课程是消防教育的重要专业技术基础课，是消防指挥普通本科专业的必修课和主干课。

作为一门独立的新兴边缘学科体系中的课程，其理论性、实践性和实用性都很强。

二、课程教学目的与任务通过这门课的教学，要达到如下目的，完成如下任务：（一）培养学员理论联系实际的能力，即运用所掌握的可燃性物质燃烧或爆炸基本规律、特性和防火、灭火基本原理等方面的知识，分析和解决实际火灾或爆炸事故及其预防和控制等方面问题的能力，包括将这些知识与其它相关课程的知识有机结合与融会贯通的能力，为以后的学习和工作打下良好的知识基础。

（二）培养学员观察、分析实验现象和动手操作的能力，这主要通过实验教学环节得以实现，即观察一些典型物质的闪燃、燃烧、爆炸、火焰传播、回火及阻火等基本实验现象，分析这些现象存在的根本原因，学会燃烧温度、自燃点、爆炸极限、闪点、氧指数及热分解温度等基本参数测定的基本操作，藉此初步培养学员辨证思维的能力和科学研究的能力，全面提高学员的综合素质。

（三）培养学员创新的意识、科学的态度和良好的学风，使学员成为适应新世纪要求的合格人才。

总之，通过本课程的学习，不仅要使学员学会并掌握一些燃烧或爆炸的基本理论来解决实际火灾或消防工作中存在的问题，更着眼于提高学员的实际能力和综合素质，从而使学员成为专业基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，并富有创新精神的消防工作专门人才。

三、教学基本要求通过本课程的课堂教学，使学员对火灾燃烧现象的本质、重要可燃物质的物理化学性质、燃烧和爆炸的基本原理、着火和灭火的基本理论以及气态、液态和固态可燃物燃烧或爆炸基本规律等有全面的了解；初步掌握以燃烧理论为基础来分析火灾中的现象，建立能分析和解决实际问题的思维方法。

《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。

免责声明本书是由杜文峰组织编写的《消防工程学》，以下电子版内容仅作为学习交流，严禁用于商业途径。

本人为西安科技大学消防工程专业学生，本专业消防燃烧学科目所选教材为这版的书籍，无奈本书早已绝版，我们从老师手上拿的扫描版的公式已基本看不清楚，严重影响我们专业课的学习。

并且此书为消防工程研究生的专业课指定教材，因此本人花费一个月时间将此书整理修改为电子版，希望可以帮助所有消防工程的同学。

由于本人能力有限，书上的图表均使用的是截图的，可能不是很清楚，还有难免会有错误，望广大读者海涵。

西安科技大学消防工程专业2009级赵盼飞 2012、5、28第四章1第四章 可燃气体的燃烧在石油化工企业生产中，会产生各种可燃气体，或使用可燃气体作原料。

可燃气体燃烧会引起爆炸，在特定条件下还会引起爆轰，对设备等造成严重破坏。

因此研究气体燃烧规律，对消防安全工作具有重要意义。

第一节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。

一、物理模型与雨果尼特方程设有一圆管，管中充满静止可燃混气。

若管中某处有一火源，使混气着火，火焰就会在混气中传播。

假定火焰从右向左传播，如果混气不是静止的，而是自左向右流动，流速为∞u ，它刚好与火焰传播速度大小相等，方向相反，那么火焰相对于管壁就会驻定下来，为分析简单，只研究驻定情况，其物理模型见图4—1。

图中P 、ρ、T 、u 分别表示混气压力、密度、温度和速度。

下标“∞。

”表示是未燃混气参数；下标“P ”表示是已燃气体参数。

上述物理模型中气体各参数，在一定近似假定条件下，根据气体动力学理论，它们应满足以下方程式：q P P P P K K PP P P =----⨯-∞∞∞∞)11)((21)(1ρρρρ (4—1) 2222211P P P P u u m P P ρρρρ-=-=-=--∞∞∞∞ (4—2) 方程式(4—1)称雨果尼特方程，式中K 是热容比，它的物理意义是等压热容与等容热容之比，即VP C C K =，对于空气，K=1.4。

天然气烧嘴：预混气体中火焰传播和火焰稳定预混气体，即在着火前将气态燃料和气态氧化剂以一定比例预先混合好的可燃混合气，它的燃烧过程实质上就是火焰在其中不断传播的过程。

一切可燃混合物的正常燃烧过程都是由着火和燃烧本身两个阶段所组成。

如果由于电火花或某一炽热物体使可燃混合气某一局部着火，形成一个薄层火焰面，则火焰面所产生的热量将加热邻近较冷的混合气层，使其温度升高着火燃烧。

这样一层一层地着火，把燃烧逐渐扩展到整个混合气，这种现象就称为火焰的传播。

实验证实，化学反应只在这薄薄的一层火焰面内进行，火焰将未燃气体与易燃气体分割开来。

因此，火焰传播的特征不是燃烧化学反应在整个混合气体内同时发生，而是集中在火焰面内并逐层进行。

预混气流的燃烧过程就是火焰的传播过程。

火焰在气流中以一定的速度向前传播，速度的大小取决于预混气体的物理化学性质与气流的流动状况、
根据气流流动状况，预混气流中的火焰传播可分为层流火焰传播（或称层流燃烧）和湍流火焰传播（或称湍流燃烧）。

讨论火焰传播现象产生、发展和传播条件以及影响传播速度的因素，将有助于工业上燃烧过程的强化和控制，并借以建立起关于燃烧过程的正确概念。

虽然在实际燃烧装置（如热力发动机的燃烧室和各种窑炉内），火焰都是在湍流气流中传播的，但是由于在层流气流中火焰传播的速度是可燃预混气体的基本物理化学特性参数，且与湍流中火焰传播速度密切相关，它是了解湍流中火焰传播的基础，也是探求燃烧过程机理的基础，因此有必要先讨论在层流中火焰的传播。

中威环保设备有限公司是一家经营燃气烧嘴、燃控系统及燃气窑炉设计、改造、新建工程项目公司。

我公司承接国内外大型燃气窑炉、回转窑、“煤改气” 工程项目。

1。

第一章绪论1、现代化学表明，燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常拌有火焰、发光和(或)发烟现象。

2、燃烧（定义）是可燃物质与助燃物质（氧或其他助燃物质）发生的一种发光发热的氧化反应。

4、爆炸是物质发生剧烈的物理、化学变化，在瞬间释放出大量能量并半由巨大声响的过程。

5、根据爆炸发生原因的不同，可将其分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三类。

6、化学爆炸的主要特点是：反应速度极快、放出大量热量、产生大量气体。

7、沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）：如果装有温度高于其在大气压下的沸点温度的液体的储罐破裂，就会发生BLEVE。

3、火灾和爆炸的主要区别是能量释放的速度。

8、冲击波是沿气体移动的不连贯的压力波，冲击波与风结合后称为爆炸波，其过程几乎是绝热的。

第二章燃烧及其灾害1、燃烧的定义是可燃物质与助燃物质（氧或其他助燃物质）发生的一种发光发热的氧化反应。

2、燃烧的本质因素（三要素）：燃料、氧化剂和引燃源。

是燃烧发生的必要条件，而不是充分条件。

3、通过稀释氧浓度而防火防爆的方法被称为可燃气体的惰化防爆。

4、最小引燃能MIE，该能量越小爆炸危险性越大；随压力增加而降低；随氧浓度降低而增加。

5、常见的引燃源：明火类、冲击或摩擦类、高温类和静电类。

6、燃烧四面体：可燃物、助燃物、游离基和点火源7、防火方法（燃烧三角形）：控制可燃物、隔绝空气、消除或控制点火源8、灭火方法（燃烧四面体）：隔离法、窒息法、冷却法、抑制法9、任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、着火、燃烧等阶段。

10、由理论上的自燃点T自到开始出现火焰的温度T’自间的时间间隔称为燃烧诱导期。

11、根据燃烧过程的不同可以把可燃气体的燃烧分为预混燃烧和扩散燃烧两种形式。

12、燃烧形式：均相燃烧和非均相燃烧；预混燃烧和扩散燃烧；蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧。

13、可以把可燃固体的燃烧分为蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧和阴燃四种。

14、燃烧可以分为闪燃、着火、自燃和爆炸四个种类。