燃烧的基本原理与灭火的基本的方法(共16页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第二章:燃烧的基本原理与灭火的基本的方法第一节:燃烧的基本原理火灾是在时间和空间上失去控制的燃烧,因此,火灾是一种燃烧现象,研究火灾就必须研究燃烧现象。一、燃烧的本质燃烧,俗称“着火”。人们通过长期用火实践和大量的科学实验证明,燃烧是可燃物质与氧化剂作用发生的一种放热发光的剧烈化学反应,通俗地说燃烧就是放热发光的化学反应过程。因此,国标(GB590786)规定:燃烧是可燃物与氧化剂发生作用的放热反应,通常伴有火焰、发光和发烟现象。可燃物在燃烧过程中,生成了与原来物质完全不同的新物质。C + O2 燃烧 CO22H2 + O2 燃烧 2H2OCH4 + 2O2 燃烧 C
2、O2 + 2H2O燃烧不仅在空气中(氧)存在时能发生,有的可燃物在其它氧化剂中也能发生燃烧。例如,氢就能在氯气中燃烧: H2 + CL2 燃烧 2HCL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然有发光和放热现象,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,并且放出了大量的热,但它没有发光现象,它也不是燃烧。这些现象虽然不是燃烧,但在一定条件下,可作为着火源引起燃烧或引发火灾。二、燃烧的基本条件燃烧需要一定的条件,如果不具备一定的条件,燃烧就不会发生。人们在同火灾长期斗争的实践中发现,任何物质要发生燃烧,必须具备下列三个基本条件(亦称三要素
3、):即可燃物、氧化剂和温度(着火源) (一)可燃物 凡能在空气、氧气或其它氧化剂中发生燃烧反应的物质,都称为可燃物。如木材、氢气、汽油、煤碳、纸张、硫等等。可燃物如果按其化学组成,可分为无机可燃物和有机可燃物两大类;从数量上讲,绝大部分可燃物为有机物,少部分为无机物。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。对于这三种状态的可燃物来说,其燃烧难易程度是不同的,一般是气体比较容易燃烧,其次是液体,最后是固体。可燃物是燃烧不可缺少的一个首要条件,是燃烧的内因,没有可燃物,燃烧根本不能发生。 (二)助燃物(氧化剂) 凡是与可燃物质相结合并能帮助、支持和导致着火或爆炸的物质,称为助燃
4、物。助燃物,实质上是氧化剂,氧化剂是一种能氧化其它物质而本身被还原的物质。氧化剂的种类很多,最常见的就是氧气。空气、氯、溴、氯酸钾、过氧化钠等都是氧化剂,都能帮助和支持燃烧。 人们通常所说的助燃物是指空气,因为空气中存在约五分之一(约21)体积的氧,故一般可燃物在空气中遇点火源都能燃烧。燃烧时,可燃物与氧化剂发生剧烈地氧化还原反应,在反应中,可燃 物被氧化,氧化剂被还原。 (三)点火源 凡是能够使可燃物与助燃物发生燃烧反应的能量来源统称为点火源。这种能量既可以是热能、光能、电能、化学能,也可以是机械能。点火源温度越高,越容易引起可燃物燃烧。根据点火源产生能量的来源不同,点火源一般可分为直接火源
5、和简接火源:1、直接火源(1)、明火:指生产、生活中的炉火、焊接火、吸烟火,撞击、磨擦产生的火,机动车排气管的火星、飞火等。明火是最常见而且是比较强的点火源,也是最危险的点火源。(2)、电弧、电火花:指电器设备、电气线路、电气开关短路或漏电产生的火花;电话、手机、BP机等通信工具开关产生的电火花等;还有静电火花,如人体与化纤衣服摩擦产生的静电火花。这些电火花都能引起可燃性气体、液体蒸气和易燃固体物质着火。(3)、雷电:瞬间高压放电的雷击能引燃任何可燃物。2、间接火源(1)、高温:指高温加热、烘烤、积热不散、机械故障发热等由于蓄热而产生较高温度,如金属焊割时的熔渣、发热的白炽灯、烧红的铁块、长时
6、间通电的电熨斗等。(2)、光辐射:如太阳光、凸玻璃聚光热等。这种热能只要具有足够的温度,就能点燃可燃物质,从而引发火灾。(3)、自燃起火:指既无明火又无外来热源的情况下,物质本身自行发热、燃烧起火。如黄磷在空气中会自行起火,钾、钠等金属遇水会着火。 (四)、燃烧的充分条件要发生燃烧必须同时具备燃烧的三个要素,缺一不可。但是在某些情况下,虽然具备了燃烧的三个要素,也不一定能发生燃烧。如果可燃物的数量不够,氧气不足或点火源的热量不大,温度不够,燃烧也不能发生。所以,要发生燃烧,除了上述三个基本条件外,还必须具备以下充分条件。第一,一定数量的可燃物 首先,要发生燃烧,必须有足够数量的可燃物质。如果在
7、空气中的可燃气体或蒸气的浓度不够,燃烧就不会发生。例如:在一般气温下用火柴去点汽油和柴油时,汽油立即燃烧起来,而柴油却不能燃烧。为什么柴油不能燃烧呢?这是因为柴油在一定气温下挥发到空气中的蒸气数量很少,还没有达到燃烧的浓度。也就是说,虽有可燃物质,但其浓度不够,即使有空气(氧)和引火源的接触,也不能发生燃烧。第二,一定比例的助燃物 要使可燃物质燃烧,必须供给足够的助燃物,否则,燃烧就会逐渐减弱,直至熄灭,也就是说助燃物质的数量不够,也不能发生燃烧。例如:点燃的蜡烛用玻璃钟罩罩起来,不让周围的空气进入,这样经过较短的时间,蜡烛就会熄灭。通过对玻璃罩内的气体的分析,发现这些气体中还含有16的氧气,
8、这说明一般可燃物在空气中的含氧量低于16的条件下,就不能发生燃烧。 第三,一定能量的点火源 要发生燃烧,引火源必须有一定的温度和足够的热量,否则燃烧也不能发生。例如:从烟囱冒出来的火星温度约为600如果这些火星落在易燃的柴草或刨花上,就能引起燃烧,这说明这些火星所具有的温度和热量能引燃这些物质。如果这些火星落在大块木材上,就会很快熄灭,不能引起燃烧,这说明落在大块木材上的火星虽有相当高的温度。但缺乏足够的热量。因此不能引起大块木材燃烧。第四,要发生燃烧,必须使燃烧的三个要素相互结合、相互作用,否则燃烧就不能发生。譬如,在我们房间内有桌椅、窗等可燃物质,有充满空间的空气,有火源、电源,构成了燃烧
9、的三个要素,可是并没有发生燃烧现象。这就是因为这些条件没有互相作用,火源没有点燃桌椅板凳等可燃物质,火当然就烧不起来。三、燃烧的类型1、闪燃:闪燃是指易燃或可燃液体挥发出来的蒸气分子与空气混合后,达到一定的浓度,遇火源产生一闪即灭的现象。发生闪燃是因为易燃或可燃液体在闪燃温度下蒸发的速度比较慢,蒸发出来的蒸气仅能维持一刹那的燃烧,来不及补充新的蒸气维持稳定的燃烧,因而一闪就灭了。2、着火:可燃物与着火源接触引起燃烧,这种持续燃烧的现象就叫着火。着火是燃烧的开始,并且以出现火焰为特征。着火是日常生活中最常见的燃烧现象,如用打火机点燃柴草、汽油、液化石油气,就会引起它们着火。3、自燃:可燃物质在空
10、气中没有外部火花、火焰等火源的作用,靠自身发热或外来热源引发的自行燃烧现象。4、爆炸:是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状态,并在瞬间释放出巨大的能量,或气体、蒸气在瞬间发生剧烈膨胀的现象。四、火灾发展的基本过程无论那种形式的火灾,它们都包括着火、火势增大、烟气蔓延、火焰熄灭等过程。我们把火灾的发展大体分成初期增长阶段、充分发展阶段及减弱阶段。 火灾历程 室内火灾发展曲线图1、初期增长阶段刚起火时,火区的面积不大,其燃烧状况与敞开环境中的燃烧差不多。如果不及时扑救,火区将逐渐增大。不久,其规模便增大到房间体积明显影响燃烧状况的阶段。也就是说,房间的通风状况对火区继续发展的影响越来越明显。在这
11、一阶段中,室内的平均温度还比较低,因为总的热释放速率不高,不过在火焰和着火物体附近已出现局部高温区。如果房间的通风状况良好,火灾将逐渐发展到一个重要的转变阶段轰燃。这里室内所有的可燃物都将起火。轰燃的出现标志着室内火灾已由初始增长阶段转变到充分发展阶段。与火灾的其他主要阶段相比,轰燃所占时间是比较短暂的,对应着温度时间曲线陡升的那一小段时间。2、充分发展阶段火灾进入这一阶段后,燃烧强度仍在增强,热释放速率逐渐达到某一最大值,室内温度经常会升到800C以上,因而可以严重地损坏室内的设备及建筑物本身的结构,甚至造成建筑物的部分毁坏或全部倒塌。另一方面,高温烟气还会携带着相当多的可燃组分从起火室的开
12、口窜出,从而引起邻近房间或相邻建筑物起火。3、减弱阶段这是火灾逐渐冷却的阶段。一般认为,此阶段是从室内平均温度降到其峰值的80%左右时开始的。这是可燃物的挥发组分大量消耗而致使燃烧速率减小的结果。随后明火燃烧无法维持,可燃固体变为赤热的焦炭。这些焦炭按碳燃烧的形式继续燃烧,不过燃烧速率比较缓慢。由于燃烧放出的热量不会很快散失,室内温度仍然较高,在焦炭附近还会存在局部相当高的温度区。若火灾尚未发展到减弱阶段就被扑灭了,可燃物还会发生热分解,而火区周围的温度在一段时间内还比平时高得多,可燃挥发组分还可以继续析出。如果达到了足够高的温度与浓度,还会再次出现明火燃烧。因此,灭火后应当注意这种“死灰复燃
13、”问题。小资料:痛心!全国平均每天烧掉400万元 假如,你是一个亿万富翁,你舍得每天从自己的金库里提取400万元人民币当众焚毁吗?我想,你肯定不会,否则,这个亿万富翁用不了几天,便会从大富翁变成一个穷光蛋! 但是,日常生活中却偏偏有这一种我们视而不见,但却千真万确存在的怪事:每天,中国都有400万元被焚毁! 据中国火灾统计年鉴统计:1997年,全国共发生火灾(不含森林、草原火灾)起,死亡2722人,伤4930人,直接财产损失154亿元。也就是说,中国每天都有427万元被烧掉。 1998年,全国共发生火灾(不含森林。草原。火灾)起,死亡2389人,伤4905人,直接财产损失144亿元,同样,每天
14、都有400万元被烧毁。 1999年,全国共发生火灾起(不含森林、草原火灾),死亡2744人,伤4572人,直接财产损失1433亿元。全国每天也有近400万元被烧掉。2001年,全国共发生火灾起,造成2314人死亡和139亿元的直接财产损失。全国每天有约380万元被烧掉。 这些每天白白烧掉的400万元,如果用来投资开发中国的西北地区。不知可以产生多么巨大的经济效益;如果用来扶贫或解决城镇失业下岗的职工,每天的400万元就等于每天可以建造一座中小型的生产企业,不知解决了多少失业人员的饭碗问题;假如将这些400万元用来资助希望工程的话,它的作用几乎可以每天解决100多间希望小学的建造当然,这些都不过
15、是假设,尽管400万元的作用如此巨大,但每天,在中国却因为火灾价值400万元的财务被付之一炬。 有人作过统计,自建国以来,特别是在改革开放初期,我国由计划经济向市场经济转轨的过程中,火灾以每年平均40的增长率吞噬着人民的生命财产。然而由于严重滞后的公众消防意识,成为火灾日益疯狂的最大帮凶。据公安部消防局的有关统计报道:建国以来,我国火灾的年平均损失依次为:50年代:5000万元; 60年代:12亿元: 70年代:25亿元; 80年代:35亿元; 90年代,95亿元。 上述数据向人们表明:面对经济建设的飞跃发展,以及火灾越来越严峻的现实,如果全社会都关心消防,消除火灾隐患,那么,这每天400多万
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