燃烧学1-第一章_绪论
- 格式:ppt
- 大小:961.50 KB
- 文档页数:13
第一部分绪论第一节前言一、《消防燃烧学》课程的形成与发展背景所谓燃烧,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,在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害,就是火灾,它是最常见的灾害之一。
消防燃烧学是研究火灾的发生、发展和熄灭的基本规律,以及防火、防爆和灭火的一般原理的科学。
现在在世界范围内,不仅火灾发生的频率增加,而且火灾向着多样化、复杂化的方向发展,由其引起的直接损失及其防治费用均呈上升趋势。
仅在我国,每年发生火灾十几万起,有6 千人死于火灾,直接经济损失高达50 亿以上。
因此,预防和控制火灾对保障人民生命财产的安全具有极其重要的意义。
为了预防和控制火灾,不仅要增加监测和扑救的人力和装备,更要研究火灾燃烧发生、发展和熄灭的基本规律及防火、防爆和灭火的一般原理,把火灾防治建立在对火灾燃烧过程科学认识的基础上,为火灾的预防与控制提供理论指导和基础数据,以不断适应当今消防科技发展进程中火灾认识科学化和火灾预防与控制工程化这一深刻变革,顺应新形势下消防工作对高素质、专家型人才培养的要求。
所有这些,为《消防燃烧学》课程的形成与发展提供了深厚的现实背景。
二、《消防燃烧学》课程的主要内容1、物理、化学基础——包括燃烧反应速度、热量传递和物质传递理论以及燃烧有关参数的计算等内容。
2、着火、灭火理论——包括可燃物着火方式、热着火理论、链锁反应理论、着火和灭火条件、着火感应期、最小引燃能以及火焰传播等内容。
3、可燃物质燃烧特点——包括可燃气体爆炸条件、爆轰理论、有关参量计算及其预防措施;可燃液体闪燃规律、石油及其产品着火后的沸溢和喷溅问题;可燃固体的燃烧模式、阻燃机理、粉尘和火炸药爆炸问题。
4、室内火灾燃烧特征——包括室内火灾燃烧的主要特点、发展阶段、轰燃的本质与特点、烟气的流动特征、室内火灾过程的计算机模拟、火灾模化相似理论等。
5、火灾燃烧实验技术——包括各类可燃物质燃烧或爆炸的特性及有关参数测定;火灾模化实验;计算机模拟技术,等等。
绪论、第一章1、从正负两方面论述研究燃烧的意义。
(P5)①研究如何提高燃烧效率,保证燃烧过程的稳定性和安全性,节约能源,并充分利用新能源;②如何防止抑制火灾及矿井瓦斯或具有粉尘工厂存在的爆炸危险性,减少有用燃烧过程中的工业污染问题。
2、不同的学科研究燃烧学各有什么侧重点?(P5)实验研究:对于生产中提出的燃烧技术问题主要还只能通过实验来解决。
并发展出诊断燃烧学。
理论分析:主要为各种燃烧过程的基本现象建立和提供一般性的物理概念,从物理本质上对各种影响因素做出定性分析,从而对实验研究和数据处理指出合理、正确的方向。
3、从化学观点看,燃烧反应具有的特征是什么?(物质能量总体是下降的)(P6)氧化剂和燃料的分子间进行着激烈的快速化学反应,原来的分子结构被破坏,原子的外层电子重新组合,经过一系列中间产物的变化,最后生成最终燃烧产物。
这一过程,物质总的热量是降低的,降低的能量大都以热和光的形式释放而形成火焰。
4、燃烧过程的外部特征是什么?①剧烈的氧化还原反应②放出大量的热③发光5、化学爆炸与火灾的关系?(PPT)1)紧密联系,相伴发生2)某些物质的火灾和爆炸具有相同的本质,都是可燃物与氧化剂的化学反应。
3)主要区别:燃烧是稳定的和连续进行的,能量的释放比较缓慢,而爆炸是瞬时完成的,可在瞬间突然释放大量能量。
4)同一物质在一种条件下可以燃烧,在另一种条件下可以爆炸。
(煤块燃烧与煤粉爆炸)5)在存放有易燃易爆物品较多的场合和某些生产过程中,可发生火灾爆炸的连锁反应,先爆炸后燃烧、先燃烧后爆炸。
6、按化学反应和物理过程之间的关系,燃烧包括哪三种类型?(P5)1)动力燃烧(动力火焰):主要受燃烧过程中的化学动力因素所控制,如着火、爆炸;2)扩散燃烧(扩散火焰):主要受流动、扩散和物理混合等因素控制,如液体燃料滴、碳粒、蜡烛;3)预混燃烧(预混火焰):此时化学动力因素和物理混合因素差不多起同样重要的作用,如汽油发动机、家用煤气炉。
第1章燃烧化学基础1.1 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。
思考题第一章绪论1、燃烧的定义(氧化学说):燃烧一般是指某些物质在较高的温度下与氧气化合而发生激烈的氧化反应并释放大量热量的现象。
2、化石燃料燃烧的主要污染排放物?烟尘,硫氧化物,氮氧化物其次还有CO,CO2等其他污染物。
3、燃素学说;燃素学说认为火是火是由无数细小且活泼的微粒构成的物质实体,这种火的微粒即可愿意与其他元素结合而形成化合物也可以以游离的方式存在,大量游离的火的微粒聚集在一起就形成了明显的火焰,它弥散于大气之中变给人以热的感觉,由这种火微粒构成的火的元素便是燃素。
第二章燃料1.什么叫燃料?它应具备哪些基本要求?是指在燃烧过程中能释放出大量热量,该热量又能经济、有效地应用于生产和生活中的物质.物质作为燃料的条件:(1)能在燃烧时释放出大量热量;(2)能方便且很好的燃烧;(3)自然界蕴藏量丰富,易于开采且价格低廉;(4)燃烧产物对人类、自然界、环境危害小2.化石燃料主要包括那些燃料?(煤,石油,天然气)3.燃料分类方法?燃料按物态分类及其典型代表燃料(1 固体燃料(煤炭)2 液体燃料(石油、酒精)2气体燃料(天然气、氢气)4.燃料的组成,固液体燃料的元素组成都有那些? 固体燃料是各种有机化合物的混合物。
混合物的元素组成为:C、H、O、N、S、A、M 液体燃料是由多种碳氢化合物混合而成的。
其元素组成亦为:C、H、O、N、S、A、M5.气体燃料的主要组成成分有哪些?气体燃料是由若干单一可燃与不可燃气体组成的混合物:CO、H2、CH4、CnHm、CO2、N2、H2O、 O2等。
6.燃料分析有几种,分别是什么?(1)工业分析组成(测定燃料中水分(M)、挥发分(V)灰分(A)和固定碳(FC)等4种组分的含量)。
;(2) 元素分析组成(用化学分析的方法测定燃料中主要化学元素组分碳(C)、氢(H)、氮(N)、硫(S)和氧(O) 以及灰分(A)和水分(M)的含量);(3)成分分析组成(化学分析方法测定气体燃料各组分的体积或质量百分比)7.燃料的可燃与不可燃部分各包含哪些主要成分?可燃成分:(碳(最主要的可燃元素,氢(发热值最高的可燃元素)硫(有机硫、黄铁矿硫:可燃烧释放出热量,合称为可燃硫或挥发硫。
第1章绪论1.1 引言火灾是国内外安全工作者特别关心的问题之一。
目前世界上每年都要发生各种情况的火灾,给社会经济、人民生命财产造成无法估量的损失。
燃烧学是研究火灾防治方法及技术的基础。
同时,燃烧在工业部门有着广泛的应用背景。
在世界总体能源结构中,以燃烧方式提供的能源所占比例高达80-85%。
燃烧技术不仅在冶金、电力、机械、化工、轻工、交通、农机等各生产领域得到了广泛的应用,而且还渗透到日常生活的各个方面(如抽烟、烧饭、汽车等等)。
对于航空、航天、兵器这些特殊的技术领域,更是完全建筑在以燃烧技术为核心的综合技术基础之上。
可以说没有燃烧就没有我们的现代文明。
强化燃烧、节约能源、防火灭火、防止污染这四大问题是当今燃烧技术发展最迫切、最热门的课题。
因此,燃烧学是安全工程专业及其它与燃烧过程有关专业的一门重要技术基础课。
学好本课程对知识面的拓宽及综合能力的培养有着极其重要的意义。
从化学观点看,在燃烧过程中,原来物质的分子结构遭到破坏,原子中的外层电子重新组合,经过一系列中间产物的变迁,最后产生了新的物质,即燃烧产物。
在化学反应中,总的位能降低了,即所谓化学能降低了。
这部分能量大都以热能和光能的形式释放出来,表观上形成了火焰。
从物理观点看,燃烧过程总是发生在物质流动系统中,这种流动可能是均相流也可能是多相流,流态可能是层流也可能是湍流;其次,燃烧现象总是在不均匀物质场条件下进行,多种物质组分间的混合、扩散在不断地进行着,甚至外界环境(如电磁场、重力场)对燃烧还会产生显著地影响。
因此燃烧是一种物理和化学的综合变化过程,是一个复杂的不断变化着的动态过程。
它是一门交叉学科。
学习燃烧理论既要求有化学热力学及化学反应动力学的一些基本知识,又需要对流体力学、传热与传质等学科的知识有一定的了解。
由于燃烧的复杂性,人们通常只按照自己的专业需要去研究燃烧中的某一方面的问题,例如:化学家-- 研究燃烧的反应机理、反应速度、反应程度、燃烧产物的生成机理等问题;热能工程师-- 研究锅炉等燃烧设备的设计,煤等燃料的燃烧技术及燃烧中的流体力学、传热、传质等热物理现象,燃烧设备的管理使用,燃烧能量的合理使用等;汽车发动机专家-- 研究内燃机的设计,汽油、柴油等燃料的间隙式燃烧技术及作功效率等;飞机发动机专家-- 研究航空发动机,航空燃料的稳态及非稳态燃烧技术及推进效率等;火箭发动机专家-- 研究火箭发动机,推进剂的稳态及非稳态燃烧技术及推进效率等;安全专家-- 研究火灾的防治,关心的是各种可燃物的着火、燃烧、爆炸及火焰熄灭等。
教案
课程名称:消防燃烧学
教研室:火灾理论
教员姓名:徐晓楠
技术职称:教授
教学对象:工程二队
武警学院消防工程系
消防燃烧学教案1
消防燃烧学教案2
消防燃烧学教案3
消防燃烧学教案4
消防燃烧学教案5
消防燃烧学教案6
消防燃烧学教案7
消防燃烧学教案8
消防燃烧学教案9
消防燃烧学教案10
消防燃烧学教案11
消防燃烧学教案12
消防燃烧学教案13
消防燃烧学教案14
消防燃烧学教案15
消防燃烧学教案16
消防燃烧学教案17
消防燃烧学教案18
消防燃烧学教案19
消防燃烧学教案20
消防燃烧学教案21
消防燃烧学教案22
消防燃烧学教案23
消防燃烧学教案24
消防燃烧学教案25
青年人首先要树雄心,立大志,其次就要决心作一个有用的人才。