典型固体的燃烧

二、木材燃烧
（四）木材燃烧的影响因素 2、密度
密度较大的木材，导热性能较好，挥发份较难析 出，燃烧速度较慢。
3、含水量
含水量较多的木材，燃烧速度较慢 原因一：水蒸发消耗大量的热 原因二：较湿木材的导热能力较强，燃烧时传入 木材内部的热量较多。
二、木材燃烧
（四）木材燃烧的影响因素
4、比表面积
比表面积越大的木材，单位体积的木材暴露在空 比气中的面积越大，且受热时析出的挥发份越多， 因此燃烧速度越快。
（三）木材的燃烧特点
1、有焰燃烧阶段
即木材的热分解产物的燃烧。在此过程中，木材 的成份逐渐发生变化，氢、氧含量减少，碳含量 增加。
2、无焰燃烧阶段
即木炭的表面燃烧。木材表面生成的炭处于灼热 状态，但基本上不燃烧，这是由于热分解产物及 其燃烧阻碍了氧向木炭表面扩散，其中在有焰燃 烧阶段燃烧时间短、火势扩展快。
一、高聚物的燃烧
（四）不同类型高聚物燃烧的特点
4、含有Cl的高聚物 如聚氯乙烯等 硬的为难燃自熄，软的为缓燃缓熄，火焰呈黄色，燃烧
时无熔滴，有炭瘤，产生HCl气体，有毒且溶于水有腐蚀性。 5、含有氟的高聚物 实际上不燃，但加强热时，能放出腐蚀毒害性的HF气体。 6、酚醛树脂 无填料的为难燃自熄，有木粉填料的为缓燃缓熄，火焰
第三节 几类典型固体的燃烧
第三节 几类典型固体的燃烧
一、高聚物的燃烧
（一）三大常见高聚物 塑料、橡胶、纤维
提取橡胶树、 橡胶草等植 物的胶乳， 加工后制成 的具有弹性、 绝缘性、不 透水和空气 的材料。
第三节 几类典型固体的燃烧
一、高聚物的燃烧
（一）三大常见高聚物 塑料、橡胶、纤维
植物纤维 纤维素纤维：亚麻、黄麻、罗布麻、剑麻、蕉麻
或黄色，燃烧时有熔滴，并产生有毒的CO气体。 2、含有O的高聚物 如有机玻璃、赛璐璐等 易燃且猛烈，火焰呈黄色，燃烧时变软，无熔滴，并产
生有毒的CO气体。 3、含有N的高聚物 如脲甲醛树脂为难燃自熄；三聚氰胺甲醛树脂为缓燃缓
熄；尼龙为易燃以烬。 它们在燃烧时都有熔滴，并产生CO、氧化氮有毒气体和
HCN剧毒气体。
实验中重量损失(%)
80 60 40 20
0
4
8
12
16 时间(min)
二、木材燃烧
（四）木材燃烧的影响因素
ຫໍສະໝຸດ Baidu
5、木垛燃烧速度
孔隙率
N 0.5 b1.1 AV
AS
b
木垛中单个木材的粗细度
N
木垛的层数
AV 木垛竖直通风井的外露面积 AS 所有木材的外表面积
φ<0.08，φ=0.1~0.4，φ>0.4
二、木材燃烧
（四）木材燃烧的影响因素 6、木垛燃烧时间
t H w W
(h)
K1
ΔHw 可燃物的燃烧热
kJ/kg
W
单位面积上可燃物的重量 kg/m2
K1
木材类
β
与W有关
837200kJ/m2·h 表6-18
二、木材燃烧
（四）木材燃烧的影响因素 6、木垛燃烧时间
例6-3 某棉花仓库，8m2的地板上堆放着4.2t棉花，试 估算该仓库着火后燃烧持续的时间。
（二）高聚物的燃烧过程 热软化熔融、热分解、着火燃烧
（三）高聚物燃烧的普遍特点 1、发热量较高、燃烧速度较快 2、发烟量较大、能见度降低 3、燃烧（或分解）产物的危害性大
一、高聚物的燃烧
（四）不同类型高聚物燃烧的特点
1、只含C和H的高聚物 如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等 易燃但不猛烈，离开火焰后仍能持续燃烧，火焰呈兰色
二、木材燃烧
（四）木材燃烧的影响因素
1、纹理影响 2、密度 3、含水量 4、比表面积 5、木垛燃烧速度
二、木材燃烧
（四）木材燃烧的影响因素
1、纹理影响
平行于纹理方向上的导热性大约是垂直于纹理方 向上的2倍；
平行于纹理方向上的透气性大约是垂直于纹理方 向上的103倍；
在未炭化表面以下产生的挥发物沿纹理方向比沿 垂直纹理方向逸出容易得多。
木质素 280~500 oC
第三节 几类典型固体的燃烧
二、木材燃烧
（二）木材的燃烧过程
加热温度 110 oC 130 oC
220~250 oC
现象
干燥、蒸发出少量树脂
开始分解出水汽、CO2 变色碳化，分解出CO、H2、碳氢化合物
300 oC以上 有形结构开始断裂，直至“龟裂”，剧烈热分 解
二、木材燃烧
表6-11 常见热塑性塑料的软化、熔融温度（oC）
塑料名称
软化温度 熔融温度 塑料名称 软化温度 熔融温度
聚乙烯
123
220
聚己内酰胺 209
228
聚丙烯
157
214
聚氨酯
121
155
硬质聚氯乙烯 219
--
聚碳酸酯 213
305
第三节 几类典型固体的燃烧
一、高聚物的燃烧
（二）高聚物的燃烧过程 热软化熔融、热分解、着火燃烧
含卤素的高聚物
17.5
(CP 1)
的氧指数
OI 60 42.5 CP (CP 1)
CP
H
0.65
(
F
)
1 3
1.1(
Cl
)
1 3
C
C
C
第三节 几类典型固体的燃烧
二、木材燃烧
（一）木材的组成
木材组成成分 分解温度范围
木材组成元素
纤维素 200~260 oC
半纤维素 240~350 oC
C、O、H、N
呈黄色，冒黑烟，放出有毒的酚蒸气。
第三节 几类典型固体的燃烧
一、高聚物的燃烧
（五）影响因素 1、热源温度 扩散速度、热量的散失速度 2、物质的理化特性 热容 导热系数 3、热稳定性
第三节 几类典型固体的燃烧
一、高聚物的燃烧
（五）影响因素 4、环境氧浓度
不含卤素高聚物 的氧指数
OI 17.5 0.4CR
表6-12 常见塑料的热分解温度及主要热分解产物
塑料名称 分解温度（oC） 主要分解产物
聚乙烯
335-450
烯烃、链烷烃、环状烃
聚乙烯醇 250
甲醛、乙酸
聚氯乙烯 200-300
氯化氢、芳香烃、多环烃
尼龙-66
310-380
胺、CO、CO2
第三节 几类典型固体的燃烧
一、高聚物的燃烧
（一）三大常见高聚物 塑料、橡胶、纤维
动物纤维 蛋白质纤维：羊毛、骆驼毛、蚕丝
人造纤维 再生纤维：黏胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维
合成纤维 以石油、天然气、煤等为原料聚合而成，如涤纶、
锦纶、腈纶、丙纶、氯纶等
第三节 几类典型固体的燃烧
一、高聚物的燃烧
（二）高聚物的燃烧过程
热软化熔融、热分解、着火燃烧
根据美国材料试验协会给出的定义，塑料是一种以高分子量有 机物质为主要成分的材料，它在加工完成时呈现固态形状，在 制造以及加工过程中，可以借流动(flow)来造型。