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燃烧学实验课件-中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院·

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燃烧学—第3章4

燃烧学—第3章4


灭火措施3.改善系统的散热条件
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
11
链锁反应理论中的灭火分析
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
灭火条件：根据链锁反应着火理论， 灭火条件：根据链锁反应着火理论，必须使系统中的自由基 增长速度（ 增长速度（主要是链传递过程中由于链分支而引起的自由基 增长）小于自由基的消毁速度。 增长）小于自由基的消毁速度。 1.降低系统温度，以减慢自由基增长速度。 降低系统温度，以减慢自由基增长速度。 降低系统温度
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
5
(T − T∞ )
Tm − T − E / RT & q g = ∆H c ρ ∞ K T − T e m ∞
q E E q
& ql =
GC p V
E
(T − T∞ )
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
（q0，T0）
qL
hF/V增加 增加 qL （ q0 ， T 0 ） q
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
8
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
灭火措施1.降低系统氧或者可燃气浓度
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
9
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
灭火措施.降低系统环境温度
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
10
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
燃烧学
燃烧学
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
1
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
上节课内容回顾
强迫着火（点火） 强迫着火（点火）
燃烧学实验指导书

燃烧学实验指导书


M (C m W )(T2 T1 ) / m nRT
量热体系的总热容量（Cm+W）后再用相同的方法 对其他物质进行测定，测出温升，代入上式，即 可求出其燃烧热。
实验设备
DZ3310燃烧热实验装置
燃烧热实验主机（内含点火控制、搅拌控制、计时预置
读数、温度温差测量、数据接口）、立体充氧器、螺旋 式压片机、放气帽、数据线两根 。
实验内容
4. 通气并调节流量。开启氧、氮气钢瓶阀门，调节减压
阀压力为0.2～0.3MPa，然后开启氮气和氧气管道阀门 ，然后调力。调节流量调节阀，通过 转子流量计读取数据，得到稳定流速的氧、氮气流。检 查仪器压力表指针是否在0.1Mpa，否则应调节到规定 压力，O2+N2压力表不大于0.03Mpa或不显示压力为正 常，若不正常，应检查燃烧柱内是否有结炭、气路堵塞 现象；若有此现象应及时排除使其恢复到符合要求止。
个试样长宽高等于（70mm）×（4.0±0.5mm） 。每组应制备10个标准试样。试样表面清洁、平 整光滑，无影响燃烧行为的缺陷，如：气泡、裂 纹、飞边、毛刺等。距离点燃端50mm处划一条 刻线。 2. 氧、氮气流量调节要得当，压力表指示处于正 常位置，禁止使用过高气压，以防损坏设备。 3.流量计、玻璃筒为易碎品，实验中谨防打碎。
原理说明
继续升高温度，液面上方蒸气浓度增加，当蒸气
分子与空气形成的混合物遇到火源能够燃烧且持 续时间不少于5秒时，此时液体被点燃，它所对应 的温度称为该液体的燃点。 从消防观点来看，闪燃是火险的警告，着火的前 奏。掌握了闪燃这种燃烧现象，就可以很好地预 防火灾发生或减少火灾造成的危害。
实验设备
实验设备
HC-2型氧指数测定仪 由燃烧筒、试样夹、流量控制系统及点火器组成 。
《燃烧学讲义》课件

《燃烧学讲义》课件


未来燃烧技术的发展趋势与挑战
发展趋势
未来燃烧技术的发展趋势包括进一步提高燃烧效率、 降低污染物排放、实现可再生能源的利用和智能化控 制等。
挑战
未来燃烧技术的发展面临诸多挑战，如技术瓶颈、经 济成本、政策法规和环保要求等。需要加强科技创新 和政策引导，推动燃烧技术的可持续发展。
感谢您的观看
THANKS
03
燃料电池可应用于汽车、船舶、航空航天、电力系统和备用电
源等领域。
生物质能燃烧技术及应用
生物质燃烧技术
生物质燃烧技术是将生物质转化为热能和电能的一种方式，具有高 效、环保、可再生的特点。
生物质燃烧设备
生物质燃烧设备包括生物质锅炉、生物质焚烧炉和生物质热电机组 等。
生物质燃烧应用
生物质燃烧可用于供热、发电和工业生产等领域，是实现可再生能源 利用的重要途径之一。
02
燃烧的基本原理
燃烧化学反应机理
01
燃烧化学反应机理是研究燃烧过 程中化学反应如何进行的机制。 它涉及到反应物分子间的相互作 用以及反应过程中的能量变化。
02
燃烧化学反应机理对于理解燃烧 过程、优化燃烧效率和减少污染 物排放具有重要意义。
燃烧反应动力学
燃烧反应动力学是研究燃烧过程中化 学反应速率以及影响反应速率的各种 因素的科学。
通过燃烧反应动力学的研究，可以了 解燃烧反应的快慢程度，进而优化燃 烧条件，提高燃烧效率。
燃烧热力学
燃烧热力学主要研究燃烧过程中能量的转化和物质的变化。 它涉及到燃烧过程中能量的释放、转移和利用。
燃烧热力学对于能源利用、环境保护和可持续发展具有重要 意义。
燃烧过程中的物质传递与热力学
燃烧过程中的物质传递与热力学涉及 到燃烧过程中物质和能量的传递与转 化过程。
《燃烧学讲义》课件

《燃烧学讲义》课件


能量转化
燃烧反应中的能量转化过程，包 括焓变、内能变化等，解释能量 转化的关键概念。
平衡态与非平衡态
燃烧反应中的平衡态和非平衡态 的概念以及相互转化的条件和特 点。
爆炸理论
深入研究爆炸反应的机理和特性，包括爆轰波的传播、爆炸温度和压力等关键概念的介绍。
1
爆炸理论概述
简要介绍爆炸反应的基本原理和定义，
《燃烧学讲义》PPT课件
燃烧学是研究燃烧及相关现象的学科，涉及热力学、化学动力学、流体力学 等多个领域。本课件将带你深入了解燃烧学的基础知识和应用。
燃烧学介绍
详细介绍燃烧学的概念、研究对象以及与其他学科的关系，帮助大家理解燃烧学的重要性和应用 价值。
研究领域广泛
燃烧学涵盖化学、物理、力学等多个学科领域，与许多实际问题密切相关。
预混火焰
探讨预混火焰的形成和特性， 分析混合气浓度对火焰传播速 度的影响。
燃烧极限
介绍燃烧极限概念和测定方法， 以及燃料和氧气浓度对燃烧的 影响。
火焰传递和统计理论
研究火焰的传递规律和统计性质，探讨火焰在不同条件下的行为和特点。
1 火焰传播机制
解释火焰传播的基本机制和影响因素，从微观和宏观层面进行讨论。
燃烧反应机理
了解不同物质的燃烧反应机理，对于安全控制、能源利用等方面都有重要意义。
燃烧产品分析
通过燃烧产物分析，可以得到有关燃料的详细信息，对环境保护和排放控制有重要作用。
热力学基础知识
介绍燃烧反应过程中涉及的热力学基本概念和定律，为后续的研究和理解提供必要的理论基础。
熵的概念
深入探讨熵的含义和作用，解释 燃烧过程中熵变的重要性。
爆轰波的形成
2
为后续的内容打下基础。
燃烧学—第6章3

燃烧学—第6章3


铅柱压缩实验
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
19
《燃烧学》--第六章
炸药的氧平衡
绝大多数炸药是由C、H、O、N等元素组成的有机化合物 通式 CaHbOcNd b c 2 a 爆炸时的需要的氧原子数 2

（1）正氧平衡 （2）零氧平衡 （3）负氧平衡
炸药的猛度
猛度炸药爆炸时粉碎与其直接接触物体或介质的能力。 猛度与爆速有关。 用炸药爆炸时铅柱被压缩的高度表示炸药的猛度
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
17
《燃烧学》--第六章
炸药的
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
18
《燃烧学》--第六章
炸药的猛度测定
24
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
《燃烧学》--第六章
炸药的安全
在炸药的保管和储存过程中应着重注意如下特性 ：
1）炸药的感度 2）炸药的不稳定性 3）炸药的殉爆 安全距离（RⅠ）：
炸药爆炸时，对人作用的最小允许的距离
RI 5
Q W QTNT
安全距离（RⅡ）
10
《燃烧学》--第六章
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
11
《燃烧学》--第六章
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
12
《燃烧学》--第六章
产生轰燃（回火）的室内火灾发展示意图
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
13
《燃烧学》--第六章
6.5炸药爆炸
炸药的爆炸特点
（1）化学反应速度极快
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
31
《燃烧学》--第六章
（四）粉尘的爆炸环境条件
燃烧学—第2章

燃烧学—第2章


Nu
努塞尔数 葛拉晓夫数
8
gl3 gl3 T Gr v 2 v2
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《燃烧学》--第二章
过渡区 U∞ U（ y ） y U∞ 层流边界层 湍流边界层 δh（x）
δh（x）
x
x
流线
层流内层
U（0）＝0
（ a） 图2-3 平板上的绝热流动边界层系统
1/ 2
热边界层
T q ' ' k y

8 h l Re l

y 0

1 Pr3 h
普朗特数Pr＝v/α
q' '
k

T Ts
hl 0.35Re1 / 2 Pr1 / 3 k
h
k 1/ 2 1 / 3 l 8 / Re P r 0.35
T∞
T0
x
初始条件和边界条件
t 0, 0
x 0,
h( ) k
θ h , x ( ) k x
解为：
T T0 erfc( x / 2 t ) exp( xh / k h 2t / k 2 ) erfc( x / 2 t h t / k ) T T0
（b）
U∞ T∞
U∞
T＝T（y） δh（x）
x
δθ（x）
Ts 图2-4 平板上的非绝热流动边界层系统 （虚线表示流动边界层，实线表示热边界层）
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
9
《燃烧学》--第二章
2.3热辐射
Q Qr Qa 吸收率α=Qa/Q, 黑体为1 反射率r=Qr/Q, 白体为1 透射率d=Qd/Q, 透明体为1
燃烧学—第3章3分析解析

燃烧学—第3章3分析解析

（2）当温度升高时，f增大，g不变， f>g,
随时间增大而趋于某一定值，不着火
>0
随时间增大而指数级增大，着火
w afn af
dn n0 fn gn n0 dt
（2）当f=g， =0
n0
e
t
1

w fan0 t
n n0 t
6 中国矿业大学能源学院安全与消防工程系 随时间增大而线性增大，临界状态

RO O RH ROOH R
O H RCH2OOH RCH2O
单键链能：293～334kJ/mol 过氧化物中－O－O－链较弱（链能只有 125.61－167.48kJ），容易断裂
R HCHO RCH2O
RH RCH OH R RCH 2 O 2
《燃烧学》--第三章
W
w
>0
w W0 τ 图3-9链式自燃示意图 W’
=0
<0
τ1 τ2 τ3 t
t
图 3-10 反应速率与时间关 系
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
7
《燃烧学》--第三章
着火延迟期τ
较大，则 ≈f 当
w
fan0

exp( ) 1
ln
fan0
0.48 0.10 7.90 0.15
19.60 13.15 20.55 32.98 22.71
乙炔
乙炔 乙烯 乙烯 丙烷 丙烷 丙烷 丙烷 1－3丁二烯 异丁烷 二硫化碳
Air
O2 Air O2 Air Ar+air He+air O2 Air Air Air
0.76
0.09 1.25 0.19 2.03 1.04 2.53 0.24 1.25 2.20 0.51
燃烧学

燃烧学

燃烧学
《燃烧学》--第三章
燃烧学
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
1
3.4链锁自燃理论
《燃烧学》--第三章
➢ 3.4.1 链式着火概念
❖ 热自燃理论无法解释的现象和实验结果
✓ 烃类氧化过程 ✓ 氢－氧混合气的可燃界限， (“着火半岛”现象 )
❖ 链式着火理论: 在氧化反应体系中，一方面，随着热量的积累 反应自动加速，但也可以通过分枝的链锁反应的，迅速增加 活化中心（自由基）来使反应不断加速直至着火爆炸。
✓ 第一，强迫着火仅仅在混气局部（点火源附近）中进行，而自发 着火则在整个混气空间进行。
✓ 第二，自发着火是全部混合气体都处于环境温度T0包围下，由于 反应自动加速，使全部可燃混合气体的温度逐步提高到自燃温度 而引起。强迫着火时，混气处于较低的温度状态，为了保证火焰 能在较冷的混合气体中传播，点火温度一般要比自燃温度高得多。
（链传递）
（6） H 器壁破坏
（7） OH 器壁破坏
（链终止）
（8） OH ＋H H2O
3H 2 O2 H 2H 2O 3H
（器壁销毁） （气相销毁）
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4
《燃烧学》--第三章
➢ 3.4.2 链锁自燃着火条件（链锁分枝反应的发展条件）
过氧化物中－O－O－链较弱（链能只有 125.61－167.48kJ），容易断裂
τ1时期氧化反应的特点： 生成过氧化物
过氧化物自行分解，生成多个自由基而使反应发生分支，但反应速度不快。
退化分支的特性
甲醛被激化而产生冷焰。
烃类氧化产物中有醛、醇类产物，以被实验证实。
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燃烧学课件

燃烧学课件


表3-4某些常见可燃物在空气中的自燃点
物质名称 氢气 一氧化碳 硫化氢 自 燃 点 (℃) 物质名称 400 610 260 二硫化碳 乙醚 汽油 自 燃 点 物质名称 (℃) 黄磷 90 160 530-685 麦芽 赛璐珞 自 燃 点 ( ℃) 30 200 180
乙炔
305
煤油
210
木 粉 （ 沉 积 260 状）
2．闪点是可燃性液体分类的依据 易燃液体：闪点≤61℃的可燃性液体。 可燃液体：闪点>61℃的可燃性液体。 易燃液体按其闪点的高低分为以下三项： ① 低闪点液体：闪点﹤一18℃； ② 中闪点液体：一18℃≤闪点﹤23℃； ③ 高闪点液体：23℃≤闪点≤61℃； 3、根据闪点确定灭火剂的供给强度 灭火剂供给强度，指每秒钟每平方米面积上供给 灭火剂的数量，泡沫液用L· S-1· m-2所示。
燃烧学
一、燃烧的概念
燃烧——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。 燃烧具有三个特征，即化学反应、放热和发 光。通电的电炉和灯泡虽有发光和放热现象， 但没有进行化学反应，只是进行了能量的转 化，故不是燃烧；生石灰遇水发生了化学反 应，并且放出大量的热，但它没有发光现象， 它也不是燃烧。这些现象虽不是燃烧，但在 一定条件下，可作为着火源引起燃烧或引发 火灾。
二、燃烧的基本条件
任何物质发生燃烧，必须具备以下三个必要条件， 即可燃物、氧化剂和温度(引火源)。人们总是用 燃烧三角形来表示燃烧的三个必要条件(见图3— 1)。只有在上述三个条件同时具备的情况下可燃 物质才能发生燃烧，三个条件无论缺少哪一个， 燃烧都不能发生。
进一步研究表明，用燃烧三角形来表示无焰燃烧 的基本条件是非常确切的。而对有焰燃烧，因燃 烧过程中存在未受抑制的游离基(自由基)作中间 体，因而燃烧三角形需增加一个坐标，形成燃烧 四面体(见图3—2)。自由基是一种高度活泼的化 学基团，能与其他的自由基和分子起反应，从而 使燃烧按链式反应的形式扩展。因此，有焰燃烧 的发生需要四个必要条件，即可燃物、氧化剂、 温度和未受抑制的链式反应。
燃烧学—第4章1

燃烧学—第4章1


h*
hP
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6
《燃烧学》--第四章
连续方程： （质量平衡）
PuP u m 常数
P 2uP 2 2u 2 m2
PuP 2 u
2
m2
P
m2

动量方程：
2 2 pP PuP pu
1 1 1 c pTP c pT Q pP p 2 P 1 1 1 c p (TP T ) pP p Q 2 P
P
p P p m 2 1 1
马兰特简化分析的基本思想： 若由Ⅱ区导出之热量能使未燃混合气之温度上升至着火温度Ti，则火焰就 能保持温度的传播
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
18
设反应区中温度分布为线性分布
《燃烧学》--第四章
热平衡方程式为 因为：
Gcp Ti T FK
dT Tm Ti dx c
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2
《燃烧学》--第四章
可燃气体燃烧的形式
氧气
扩散燃烧
燃气
预混燃烧
燃气+ 空(氧)气
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
3
《燃烧学》--第四章
4.1预混气中火焰的传播理论
预混气中火焰的传播分为两种形式
缓燃(正常火焰传播） 爆震（爆轰）
缓燃(正常火焰传播）
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
16
4.2.2火焰焰锋结构
δ（火焰焰锋宽度） o 新 鲜 混 合 气 TC C→C0 SL δP δC a
《燃烧学》--第四章
燃烧学

燃烧学


C
E RT
0
Pc RT
K 0 QVK
EP c x A x B
4 0
2
SRT
e
1
Pc T0
2
两边取对数、整理， 得：
ln Pc T0
ln
2
ln

E 2 RT 0

1 2
ln K 0 QVK
SR
1
Ex A (1 x B )

A T0

1 2
ln
B x A (1 x A )
t
8
《燃烧学》--第三章
着火的临界条件：2条曲线相切于B点。
q1 q 2
E RT
B
dq 1 dT

dq 2 dT
2 B E RT
B
K 0 QV C A C B e
2 式相除，有
S T B T 0
RT E
E 2R 1 4 RT 0 E
2 B
K 0 QV C A C B
a b
E / RT0
QV (C f 0 C fB ) V 0CV (TB T0 )

0CV (TB T0 )
Qk 0C f 0Cox0 e
a b E / RTo 中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
13
《燃烧学》--第三章
2. 爆炸极限 爆炸浓度极限 如：甲烷/空气：5～15% 爆炸压力极限 如：甲烷/空气：小于0.065MPa，不爆炸 爆炸温度极限 如：甲烷/空气：小于690℃，不爆炸
：
T0--环境温度； h--对流换热系数； p--预混气压力； d--容器直径； u∞--环境气流速度

到实验室去探究燃烧的条件课件


总结词
实验目的的描述
详细描述
实验目的是实验设计与操作的核心，它决定了实验的方向和目标。在描述实验目 的时，应明确指出实验希望解决的问题或验证的假设，使实验具有明确的指导意 义。
实验材料
总结词
实验材料的分类和选择
详细描述
实验材料是实验设计与操作的重要组成部分，选择适当的实验材料对于实验的成功至关重要。在选择实验材料时， 需要考虑材料的性质、质量和可获得性，同时要确保材料的安全性和合规性。
燃烧的化学反应
可燃物与氧气结合
可燃物（如碳、氢、硫等）与氧 气结合，形成氧化物或其他化合
物。
能量释放
在燃烧过程中，可燃物中的化学键 断裂并形成新的化学键，这个过程 伴随着能量的释放。
生成物
燃烧的产物通常是二氧化碳、水蒸 气、氮气和各种气态或固态的氧化 物，取决于可燃物的成分和反应条 件。
02 燃烧的条件
图表分析
根据图表分析实验结果， 找出数据变化的趋势和规 律，以及异常值的原因。
现象解释
根据实验现象分析原因， 解释实验结果，并与理论 进行对比。
结论与讨论
结论总结
总结实验结果，得出结论，指出 实验的优缺点和改进方向。
讨论与展望
对实验结果进行深入讨论，分析 可能的原因和影响因素，提出改 进方案和未来研究方向。
严禁私拉乱接电线，使用电气 设备时应保持干燥。
发现火情应立即切断电源，并 使用灭火器扑灭火源。
定期进行消防演练，提高员工 的防火意识和逃生能力。
紧急处理措施
发生意外事故时，应保持冷静，迅速 采取必要的急救措施。
在发生火灾、地震等紧急情况时，应 按照实验室安全规定迅速撤离现场， 并按照应急预案进行自救和互救。

燃烧学教学课件CKLaw


均相燃烧与非均相燃烧
均相燃烧
燃料与氧化剂在燃烧过程中始终保持 均相状态，即气体或液体燃料在气体 氧化剂中的燃烧。均相燃烧具有较高 的燃烧速度和火焰传播速度。
非均相燃烧
燃料与氧化剂在燃烧过程中存在明显 的相界面，即固体燃料在气体或液体 氧化剂中的燃烧。非均相燃烧的燃烧 速度和火焰传播速度较低。
预混燃烧与扩散燃烧
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
燃烧学教学课件
contents
目录
• 燃烧学简介 • 燃烧的基本原理 • 燃烧的种类与方式 • 燃烧的污染物与控制 • 燃烧学实验与实践 • 未来燃烧学的研究方向与发展趋势
01 燃烧学简介
燃烧的定义与特性
总结词
燃烧的定义与特性是燃烧学的重要基础，包括燃烧的概念、燃烧反应的化学本质、燃烧的条件和过程 等。
详细描述
该方向主要研究如何通过改进燃烧技术，降 低燃烧过程中产生的污染物排放，提高能源 利用效率。具体研究内容包括新型燃烧反应 机理、低NOx燃烧技术、碳捕获与储存技术
等。
新型燃烧反应器的开发与应用
总结词
新型燃烧反应器的开发与应用对于提高燃烧效率、降低 污染具有重要意义。
详细描述
该方向主要研究新型燃烧反应器的设计、制造和优化， 以实现更高效、更环保的燃烧过程。研究内容包括反应 器结构设计、热工况控制、燃料适应性等方面的改进与 创新。
燃烧过程中的物质传递和热力学
燃烧过程中的物质传递
物质传递是燃烧过程中重要的一环，包括质量传递、动量传递和能量传递等，这些传递过程对燃烧效率和污染物排放 有重要影响。
燃烧过程中的热力学平衡
在燃烧过程中，物质和能量的平衡是实现高效、低污染燃烧的关键，通过控制燃料与氧气的比例、温度等参数，可以 调节燃烧过程中的热力学平衡。

燃烧学


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7
《燃烧学》--第三章
自燃临界准则参数δcr的求解
以无限大平板为例
d 2 dx1
2
e 0
解方程, 得
x1 0,
1 1 1 e / a x1 ln b 2a 1 1 e / a
x1 1 1 1 e / a ln b 2a 1 1 e / a
弗兰克－卡门涅茨基热自燃理论
适用于比渥数Bi大的固体
物质内部温度分布的不均匀性
以体系最终是否能得到稳态温度分布作为自燃着火的判断准 则 稳态分析方法 自燃准则参数δ 自燃临界准则参数 δcr
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2
《燃烧学》--第三章
1. 理论分析
温 度 T
《燃烧学》--第三章
燃烧学
燃烧学
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1
《燃烧学》--第三章
3.3 弗兰克－卡门涅茨基热自燃理论
谢苗诺夫热自燃理论适用范围：
适用于气体混合物，由于温度不同的各部分之间的对流混合， 可以认为体系内部温度均一； 对于比渥数Bi较小的堆积固体物质，也可认为物体内部温度 大致相等。 不适用于比渥数Bi大的固体。
ln(
cr Ta2,cr
2 xoc
n EH c K n C AO E ) ln( ) KR RTa ,cr
2 ln( crT 2 a ,cr / x0C ) 与
1 成线性关系 Ta,cr
2 y ln( cr 2982 /x0C )
2 ln(crT 2 a,cr / x0C )
e
E RT
e

燃烧学—第6章2

10
铅 铜 银
PbO CuO Ag2O
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《燃烧学》--第六章
（3）高温燃烧的金属性质活泼 o 金属处在燃烧状态时，由于温度很高，性质比较活泼，可以 与二氧化碳、卤素及其化合物、氮气、水等发生反应，使燃 烧更加强烈
2Mg CO2
燃烧温度下

2MgO C
不能用CO2灭火
浮游的微粒云—粉尘爆炸
浮游状态的微粒物，较堆积状态的微粒物更容易着火 果粒径越小，着火和火焰传播就容易。
Hale Waihona Puke 中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
15
《燃烧学》--第六章
燃 烧 下 界 限 浓 度
着火 不着火
着火δ1＝50～10μm C1＝20～100g/m3 δ1 平均粒子直径 δ
图6-7 微粒物着火浓度下限与粒径尺寸的关系
VF
当板的厚度δ大时
1 TV TS
1 VF (TV TS ) 2
对于厚度大的固体可燃物来讲，表面温度影响非常显著。这说明 当火灾规模较大时，再有较大尺寸的可燃物，其危险程度就更大 了。
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20
《燃烧学》--第六章
6.3.2.木材等天然可燃性固体的蔓延
氧化物 熔点（℃） 沸点（℃）
熔点（℃） 沸点（℃） 燃点（℃）
Li Na K Mg
179 98 64 651
1370 883 760 1107
190 114 69 623
Li2O Na2O K2O MgO
1610 920 527 2800
2500 1277 1477 3600
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燃烧学实验指导书
中国矿业大学（北京） 王海燕 副教授
62331942 vipwhy@
实验一 可燃液体的闪点和燃点 测定实验
中国矿业大学（北京） 王海燕 副教授
62331942 vipwhy@
实验目的
1. 掌握可燃液体闪点、燃点的定义及液体存在闪 燃现象的原因
从消防观点来看，闪燃是火险的警告，着火的前 奏。掌握了闪燃这种燃烧现象，就可以很好地预 防火灾发生或减少火灾造成的危害。
实验设备
闪点测试仪基本部分包括盛油样的容器、加热升 温装置、控温电路、测温装置、点火源。
手动开口杯闪点和燃点测定仪主要装置包括内坩 埚、外坩埚、气体导管、温度计、电炉、电气装 置等 。
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实验报告
1. 记录实验数据，并计算被测样品的闪点和燃点 平均值。
2. 对思考题的论述。 3. 其它（包括实验心得、体会及意见等）。
实验二 材料的氧指数测定实验
中国矿业大学（北京） 王海燕 副教授
62331942 vipwhy@
实验目的
1. 明确氧指数的定义及其用于评价高聚物材料相 对燃烧性的原理
在闪点温度下，液体只能发生闪燃而不能出现持 续燃烧。这是因为在闪点温度下，可燃液体的蒸 发速度小于其燃烧速度，液面上方的蒸气烧光后 蒸气来不及补充，导致火焰自行熄灭。
原理说明
继续升高温度，液面上方蒸气浓度增加，当蒸气 分子与空气形成的混合物遇到火源能够燃烧且持 续时间不少于5秒时，此时液体被点燃，它所对应 的温度称为该液体的燃点。
温度计
实验材料-液化石油气、燃料油。温度计夹
点火器 外坩埚 内坩埚 电炉
电器控 制部分
实验内容
学习闪点测定的原理和方法、测试润滑油的闪点 和燃点。
1. 将内坩埚放入装有细纱的外坩埚中，使细纱表面距离 内坩埚的口部边缘约12mm，并使内坩埚底部与外坩埚 底部之间保持厚度5～8mm砂层。
2. 将试样注入内坩埚中，对于闪点在210℃和210℃以 下的试样，液面距离坩埚口部边缘为12mm（即内坩埚 内的上刻度线处），对于闪点在210℃以上的试样，液 面距离坩埚口部边缘为18mm（即内坩埚内的下刻度线 处）。
4. 测试位置应放在通风和较暗的地方，以使闪燃 现象能看的清楚。
思考题
1. 为什么实验用油每次都要取新鲜的油液？坩埚 内的油能不能连续使用？
2. 开口杯法所测的两组实验数据中哪一组值可能 大些？为什么？
3. 影响测定结果准确程度的因素有哪些？ 4. 开口杯法和闭口杯法测定的闪点数据大小分析
实验内容
5. 当在液面上方观察到一闪即灭的蓝色火焰时，记录温度 计的读数，此温度即为该试样的闪点。继续对外坩埚加热 并连续点火，直到液面上方出现持续燃烧时间不少于5秒 钟的蓝色火焰时，记录温度计的读数，此温度即为该试样 的燃点。
6. 关闭电源，用坩埚钳取出内坩埚和外坩埚，将内坩埚的 试样倒入废油回收烧杯，将外坩埚内的热砂倒出，换取冷 的坩埚和冷砂，换上新鲜的试样，重复上述实验，并记录 实验结果。
2. 掌握用开口杯闪点测定仪测量可燃液体的闪点 和燃点的方法
原理说明
当对液体进行加热时，随着温度的不断升高，蒸 气分子浓度增大，当蒸气分子浓度增大到爆炸下 限的时候，可燃液体的饱和蒸气与空气形成的混 合气体遇到火源会发生一闪即熄灭的现象，这种 一闪即灭的瞬时燃烧现象称为闪燃。在规定的实 验条件下，液体表面发生闪燃时所对应的最低温 度称为该液体的闪点。
物质 第一次
第 二 次 平均结果
பைடு நூலகம்
名 称 闪点 燃点 闪点 燃点 闪点 燃点
注意事项
1. 首先把坩埚平放在实验台上，然后将药品倒入 小烧杯中，再用小烧杯往坩埚里加，加到快与刻 度线平齐时，改用滴管滴。
2. 注试样时不应溅出，而且液面以上的坩埚壁不 应沾有试样。
3. 每种试样各测两次，要求两次闪点误差不超过 2℃，燃点误差不超过4℃。
实验设备
HC-2型氧指数测定仪
由燃烧筒、试样夹、流量控制系统及点火器组成 。
2. 了解HC-2型氧指数测定仪的结构和工作原理 3. 掌握运用HC-2型氧指数测定仪测定常见材料氧
指数的基本方法 4. 评价常见材料的燃烧性能
原理说明
物质燃烧时，需要消耗大量的氧气，不同的可燃 物，燃烧时需要消耗的氧气量不同，通过对物质 燃烧过程中消耗最低氧气量的测定，计算出物质 的氧指数值，可以评价物质的燃烧性能。
氧指数（OI）是指在规定的试验条件下，试样在 氧氮混合气流中，维持平稳燃烧所需的最低氧气 浓度，以氧所占的体积百分数的数值表示。
氧指数作为判断材料在空气中与火焰接触时燃烧 的难易程度非常有效。OI<27属易燃材料， 27≤OI<32属可燃材料，OI≥32的属难燃材料。
原理说明
氧指数测试方法是把一定尺寸的试样用试样夹垂 直夹持于透明燃烧筒内，其中有按一定比例混合 的向上流动的氧氮气流。
实验内容
3. 将装好试样的坩埚平稳地放置在支架上的电炉上,再 将温度计垂直固定在温度计夹上,并使温度计的水银球位 于内坩埚中央,与坩埚底和试样液面的距离大致相等。
4. 打开可燃气阀门，将点火器点燃，点火器距离试样液 面约10～14mm。接通闪点测定仪的加热电源进行加热 升温，使试样温度逐渐升高。当试样温度达到预计闪点 前60℃时，调整加热速度，试样温度达到预计闪点前 40℃时，严格控制升温速度为每分钟升高4±1℃。当试 样温度达到预计闪点前10℃时，开始扫描点火，点火器 从坩埚的一边移至另一边的时间为2～3秒，试样每升高 2℃重复一次点火试验。
点着试样的上端，观察随后的燃烧现象，记录持 续燃烧时间或燃烧过的距离，燃烧时间超过3min 或火焰前沿超50mm标线时，就降低氧浓度，试 样的燃烧时间不足3min或火焰前沿不到标线时， 就增加氧浓度，反复操作，逐渐接近规定值，至 两者的度差小于0.5％。
氧指数法是在实验室条件下评价材料燃烧性能的 一种方法，可对窗帘幕布、木材等许多新型装饰 材料的燃烧性能作出准确、快捷的检测评价。