第一章 燃烧的类型、产物和温度
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燃烧和火灾的基本知识第一节燃烧基础知识一、燃烧的定义燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟的现象。
二、燃烧的条件可燃物(按所处状态):气、液、固助燃物(氧化剂):与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质引火源(温度):明火、电火花、雷击、高温、自燃引火源三、燃烧类型1、按燃烧发生瞬间的特点分类着火又称起火,它是日常生活、生产中最常见的燃烧现象,与是否由外部热源引发无关,并以出现火焰为特征。
爆炸:在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化,通常伴有强烈的放热、发光和声响的现象称为爆炸。
①爆炸按原理和性质不同分为:物理爆炸、化学爆炸、核爆炸。
②爆炸极限:可燃的蒸汽、气体或粉尘与空气组成的混合物,遇火源即能发生爆炸的最高或最低浓度称为爆炸极限。
遇火源即能发生爆炸的最低浓度称为爆炸下限,遇火源即能发生爆炸的最高浓度称为爆炸上限。
下限和上限之间的间隔称为爆炸极限范围。
范围越大,危险性越高。
2.按燃烧形态分类:①气体燃烧分为:扩散燃烧、预混燃烧扩散燃烧:可燃性气体与氧化剂互相扩散,边混合边燃烧,燃烧速度的快慢由物理混合速度决定。
燃烧比较稳定,扩散火焰不运动预混燃烧:可燃气体预先同氧化剂混合后的燃烧。
燃烧反应快,温度高,火焰传播速度快,从管口喷出燃烧,流速过大会脱火,流速过小会回火。
②液体燃烧:a.闪燃:可燃性液体挥发的蒸汽与空气混合后达到一定浓度后,遇明火发生一闪即灭的燃烧现象。
b.蒸发燃烧:可燃液体受热后边蒸发边与空气相互扩散混合,遇引火源后发生燃烧,呈现有火焰的气相燃烧形式。
液体可燃物在燃烧过程中,并不是液体本身在燃烧,而是蒸发出来的蒸气燃烧。
c.沸溢燃烧:正在燃烧的油层下的水层因受热沸腾膨胀,导致燃烧着的油品喷溅使燃烧瞬间增大的现象。
d.喷溅燃烧:储罐中含有水垫层的重质油品在燃烧过程中,随着热波温度逐渐升高,热波向下传播的距离也不断加大。
当热波达到水垫层时,水垫层的水变成水蒸气,体积迅速膨胀,蒸汽压力达到足以把水垫层上面的油层抬起时,蒸汽冲破油层将燃烧着的油滴和包油的油气抛向上空,向四周喷溅燃烧。
燃烧的类型有哪些?其特点是什么?燃烧类型有闪燃、着火、自燃、爆炸等,各种类型的燃烧具有不同的特点。
1.闪燃。
在一定的温度条件下,液态可燃物表面会产生蒸汽;固态可燃物也会蒸发、升华或分解产生可燃气体。
这些可燃气体或蒸汽与空气混合而形成可燃性气体,遇明火时会发生一闪即灭的闪光,这种现象叫闪燃。
能够引起可燃气体(含易燃和可燃液体的蒸气)闪燃的最低温度称为闪点。
闪燃不能引起易燃液体的持续燃烧。
闪燃虽是一闪即灭的燃烧现象,但闪燃是液态、固态可燃物发生火灾的前兆。
2.着火。
可燃物在与空气共存的条件下,当达到某一温度时与火源接触即发生燃烧,将火源移开燃烧仍将持续进行,这种持续燃烧的现象叫着火。
能够引起着火所需的最低温度叫燃点或叫着火点。
燃点高于闪点。
一般说来,易燃液体的燃点比其闪点高1~5℃,而且液体的闪点越低,这一差值就越小。
如汽油、丙酮等的闪点低于0℃,这一差值仅为l℃。
闪点在100℃以上的可燃液体,这一差值可达30℃以上。
在灭火中用冷却法灭火,其原理就是将燃烧物质的温度降低到燃点以下。
促使燃烧停止。
3.自燃。
自燃是物质不用点火就能够自行燃烧的现象。
自燃分为受热燃烧和自热燃烧。
受热燃烧是可燃物质在外部热源作用下,温度升高,达到自燃点时着火燃烧的现象。
自热燃烧是一些物质在没有外来热源影响下,由于物质内部发生物理、化学或生化过程而产生热量,这些热量积聚引起物质温度持续升高,达到自燃点而燃烧的现象。
造成自热燃烧的热能有氧化热、分解热、聚合热、吸附热、发酵热等。
物质在没有外部火花或火焰的条件下,能自动引起燃烧和持续燃烧的最低温度叫自燃点。
油品密度愈小,自燃点则愈高;油品密度愈大,自燃点则愈低。
因此,自燃点可以说明轻质油料比重质油料的火灾危险性更大。
影响物质自燃点的因素有压力、温度和散热条件等。
4.爆炸。
爆炸分为物理性爆炸和化学性爆炸两类。
物理性爆炸是在热能的作用下,液体变为气体或蒸气,体积膨胀,压力急剧升高,大大超过容器本身的极限而发生的爆炸。
第1章燃烧化学基础燃烧的本质和条件1.1.1 燃烧的本质所谓燃烧,就是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和发烟的现象。
燃烧区的温度很高,使其中白炽的固体粒子和某些不稳定(或受激发)的中间物质分子内电子发生能级跃迁,从而发出各种波长的光;发光的气相燃烧区就是火焰,它的存在是燃烧过程中最明显的标志;由于燃烧不完全等原因,会使产物中混有一些微小颗粒,这样就形成了烟。
从本质上说,燃烧是一种氧化还原反应,但其放热、发光、发烟、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化还原反应。
如果燃烧反应速度极快,则因高温条件下产生的气体和周围气体共同膨胀作用,使反应能量直接转变为机械功,在压力释放的同时产生强光、热和声响,这就是所谓的爆炸。
它与燃烧没有本质差别,而是燃烧的常见表现形式。
现在,人们发现很多燃烧反应不是直接进行的,而是通过游离基团和原子这些中间产物在瞬间进行的循环链式反应。
这里,游离基的链锁反应是燃烧反应的实质,光和热是燃烧过程中的物理现象。
1.1.2 燃烧的条件及其在消防中的应用1.1.2.1 燃烧的条件燃烧现象十分普遍,但其发生必须具备一定的条件。
作为一种特殊的氧化还原反应,燃烧反应必须有氧化剂和还原剂参加,此外还要有引发燃烧的能源。
1.可燃物(还原剂)不论是气体、液体还是固体,也不论是金属还是非金属、无机物还是有机物,凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质,均称为可燃物,如氢气、乙炔、酒精、汽油、木材、纸张等。
2.助燃物(氧化剂)凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质,都叫做助燃物,如空气、氧气、氯气、氯酸钾、过氧化钠等。
空气是最常见的助燃物,以后如无特别说明,可燃物的燃烧都是指在空气中进行的。
3.点火源凡是能引起物质燃烧的点燃能源,统称为点火源,如明火、高温表面、摩擦与冲击、自然发热、化学反应热、电火花、光热射线等。
上述三个条件通常被称为燃烧三要素。
但是即使具备了三要素并且相互结合、相互作用,燃烧也不一定发生。
2020年一级消防工程师《消防安全技术实务》教材精讲班讲义第一篇消防基础知识既然走上了消防考试的道路,那么请不要轻言放弃,生活中有很多的苦难,然而这就是生活,但人生不止于此!第一章燃烧第一节燃烧的本质与条件(1)燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。
(2)燃烧过程中,燃烧区的温度较高,使其中白炽的固体粒子和某些不稳定(或受激发)的中间物质分子内电子发生能级跃迁,从而发出各种波长的光。
发光的气相燃烧区就是火焰,它是燃烧过程中最明显的标志。
(3)由于燃烧不完全等原因,会使产物中产生一些小颗粒,这样就形成了烟。
(4)燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧。
多数可燃物质的燃烧都是在蒸气或气体的状态下进行的,称为有焰燃烧。
而有的固体物质则不能变为气态,其燃烧只发生在氧气与固体表面的氧化还原反应,称为无焰燃烧。
一、燃烧条件燃烧的发生和发展,必须具备三个必要条件,即可燃物、助燃物和引火源。
叫做燃烧三角形。
(一)可燃物:能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应,并形成燃烧的物质,称为可燃物。
(二)助燃物:与可燃物结合能导致和支持燃烧的氧化剂,称为助燃物。
(三)引火源:使物质开始燃烧的外部热源(能源)称为引火源。
燃烧发生时,上述三个条件必须同时具备。
燃烧发生的充分条件可表述为:具备足够数量或浓度的可燃物;具备足够数量或浓度的助燃物;具备足够能量的引火源;上述三者相互作用。
二、燃烧的链式反应自由基自由基是一种高度活泼的化学基团,容易自由结合或与其他物质的分子反应,从而使燃烧按链式反应的形式扩展,也称游离基。
对于多数有焰燃烧而言,其燃烧过程中存在未受抑制的自由基作中间体。
自由基的链式反应是燃烧反应的实质,光和热是燃烧过程中的物理现象。
因此,可以用着火四面体来表示有焰燃烧的四个条件,即可燃物、助燃物、引火源和链式反应自由基。
第二节燃烧类型及其特点一、按燃烧发生瞬间的特点分类:可分为着火和爆炸。
第一章燃烧基础知识学习要求通过本章学习,应了解燃烧的必要条件和充分条件,掌握燃烧的四种类型,熟悉气体、液体、固体燃烧的特点以及燃烧产物的概念和几种典型物质的燃烧产物。
燃烧基础知识主要包括燃烧条件、燃烧类型、燃烧方式与特点及燃烧产物等相关内容,是关于火灾机理及燃烧过程等最基础、最本质的知识。
第一节燃烧条件燃烧,是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。
燃烧过程中,燃烧区的温度较高,使其中白炽的固体粒子和某些不稳定(或受激发)的中间物质分子内电子发生能级跃迁,从而发出各种波长的光;发光的气相燃烧区就是火焰,它是燃烧过程中最明显的标志;由于燃烧不完全等原因,会使产物中产生一些小颗粒,这样就形成了烟。
燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧。
通常看到的明火都是有焰燃烧;有些固体发生表面燃烧时,有发光发热的现象,但是没有火焰产生,这种燃烧方式则是无焰燃烧。
燃烧的发生和发展,必须具备三个必要条件,即可燃物、氧化剂(助燃物)和温度(引火源)。
当燃烧发生时,上述三个条件必须同时具备,如果有一个条件不具备,那么燃烧就不会发生。
如图1-1-1图1-1-1 着火三角形一、可燃物凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质,均称为可燃物,如木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等。
可燃物按其化学组成,分为无机可燃物和有机可燃物两大类。
按其所处的状态,又可分为可燃固体、可燃液体和可燃气体三大类。
二、氧化剂(助燃物)凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质,称为助燃物,如广泛存在于空气中的氧气。
普通意义上,可燃物的燃烧均指在空气中进行的燃烧。
在一定条件下,各种不同的可燃物发生燃烧,均有本身固定的最低氧含量要求,氧含量过低,即使其他必要条件已经具备,燃烧仍不会发生。
三、引火源凡是能引起物质燃烧的点燃能源,统称为引火源。
在一定条件下,各种不同可燃物发生燃烧,均有本身固定的最小点火能量要求(见本篇第三章第三节),只有达到一定能量才能引起燃烧。
第一篇消防基础知识——第一章燃烧基础知识第一篇消防基础知识——引言本篇消防基础知识部分全篇共分为四章十五节。
其中,燃烧基础知识一章主要包括燃烧条件,燃烧类型及其特点,燃烧产物等内容;火灾基础知识一章主要涉及火灾的定义、分类与危害,火灾发生的常见原因,建筑火灾蔓延的机理与途径,灭火的基本原理与方法等内容;爆炸基础知识一章中主要介绍了爆炸的概念及分类,爆炸极限,爆炸危险源等内容;易燃易爆危险品消防安全知识一章主要介绍了爆炸品,易燃气体,易燃液体,易燃固体、易于自燃的物质、遇水放出易燃气体的物质,氧化性物质和有机过氧化物等内容。
第一章燃烧基础知识学习要求了解燃烧的概念及燃烧的必要条件和充分条件。
熟悉气体、液体、固体燃烧的特点。
掌握燃烧产物的概念和典型物质的燃烧产物。
燃烧基础知识主要包括燃烧条件、燃烧类型及其特点,以及燃烧产物等相关内容,是关于火灾机理与燃烧过程等最基础、最本质的知识。
第一节燃烧条件知识点:燃烧条件燃烧是指可燃物与氧化剂(加火源条件就产生了)作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。
燃烧过程中,燃烧区的温度较高,使其中白炽的固体粒子和某些不稳定(或受激发)的中间物质分子内电子发生能级跃迁,从而发出各种波长的光。
发光的气相燃烧区就是火焰,它是燃烧过程中最明显的标志。
由于燃烧不完全等原因,会使产物中产生一些小颗粒,这样就形成了烟。
燃烧可分为:有焰燃烧——有明火无焰燃烧——发光发热,无火焰产生(木炭)燃烧的发生和发展,必须具备三个必要条件:可燃物助燃物(氧化剂)引火源(温度)燃烧发生时三个条件必须同时具备,如果有一个条件不具备,那么燃烧就不会发生。
【例题1·单选】可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有()现象,称为燃烧。
A.火焰、发光B.发光、发烟C.火焰、发烟D.火焰、发光和(或)发烟『正确答案』D『答案解析』燃烧是指可燃物与氧化剂(加火源条件就产生了)作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。
一级注册消防工程师消防安全技术实务第一篇消防基础知识第一章燃烧(1)第1、2节第一节燃烧的本质与条件燃烧的定义:可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。
发光的气相燃烧区就是火焰,它是燃烧过程中最明显的标志。
由于燃烧不完全等原因,燃烧产物中会产生一些小颗粒,这样就形成了烟。
多数可燃物质的燃烧是在蒸气或气体的状态下进行的,而有的固体物质则不能成为气态,其燃烧只发生氧气与固体表面的氧化还原反应。
这种只发生在固体表面的燃烧称为无焰燃烧。
松散多孔的固体可燃物常常伴有无焰燃烧,如焦炭、香火、香烟等。
发生在蒸气或气体状态下的燃烧称为有焰燃烧。
气体、液体只会发生有焰燃烧;容易热解、升华或融化蒸发的固体主要为有焰燃烧。
一、燃烧条件燃烧的发生和发展,必须具备三个必要条件,即可燃物、助燃物和引火源,通常称为燃烧三要素。
(一)可燃物能与空气中的氧气或其他氧化剂起化学反应,并形成燃烧的物质,称为可燃物,如木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等。
按化学组成划分,可燃物可分为无机可燃物和有机可燃物两大类;按所处的状态划分,可燃物又可分为可燃固体、可燃液体和可燃气体三大类。
(二)助燃物与可燃物结合能导致和支持燃烧的氧化剂,称为助燃物。
普通的燃烧在空气中进行,助燃物是空气中的氧气。
在一定条件下,不同可燃物在空气中发生燃烧,均有最低氧含量的要求。
需要指出的是,其他如氟、氯等氧化剂也可以作为助燃物。
虽然它们在空气中几乎不以单质形式存在,但会存在于实验过程和化工生产中。
(三)引火源使物质开始燃烧的外部热源(能源)称为引火源。
常见的引火源有明火焰、电弧、电火花、炽热物体、高温加热、化学反应热、雷击等。
引发可燃物燃烧的引火源有最低能量的要求,但对于不同可燃物、不同燃烧形式和在不同环境下,各类引火源导致燃烧的最低能量差异较大且难以测量。
通常,最小点火能仅针对一定条件下的可燃气体、蒸气和粉尘而言(详见本篇第三章)。
燃烧发生时,上述三个条件必须同时具备,用着火三角形来表示(如图1-1-1所示)。