第二章燃烧基础知识最新ppt课件.ppt
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1、第二章第二章 基础知识基础知识教学目录:教学目录:第一节第一节 燃烧的本质与条件燃烧的本质与条件第二节第二节 燃烧类型燃烧类型第三节第三节 燃烧过程与特点燃烧过程与特点第四节第四节 燃烧产物燃烧产物第五节第五节 影响火灾发展变化的主要因素影响火灾发展变化的主要因素第六节第六节 防火与灭火的基本原理防火与灭火的基本原理 通过学习本章的内容,基本了解燃烧的定义、通过学习本章的内容,基本了解燃烧的定义、燃烧的本质、燃烧的条件、燃烧的类型、燃烧的过燃烧的本质、燃烧的条件、燃烧的类型、燃烧的过程及特点、燃烧产物,重点掌握影响火灾发展的主程及特点、燃烧产物,重点掌握影响火灾发展的主要因素、防火与灭火的基本
2、原理。要因素、防火与灭火的基本原理。第一节第一节 燃烧的本质与条件燃烧的本质与条件燃烧的定义燃烧的本质燃烧的条件123一、一、 燃烧的定义燃烧的定义什么是“燃烧”? 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)发烟的现象。特征一特征一化学反应特征二特征二 放热特征三特征三 发光燃烧有什么特征呢?燃烧有什么特征呢?下面下面 两种现象是属于燃烧吗?两种现象是属于燃烧吗?1) 生石灰(生石灰(CaO)遇水反应放出大量的热)遇水反应放出大量的热? 2) 电灯泡的灯丝通电后发光发热电灯泡的灯丝通电后发光发热? 燃烧不仅在燃烧不仅在空气(氧)空气(氧)存在时能发生,存在时能发生,有的
3、可燃烧物在有的可燃烧物在其他氧化剂其他氧化剂中也能发生燃烧。中也能发生燃烧。 其他氧化剂:过氧化氢、高锰酸钾、臭氧、其他氧化剂:过氧化氢、高锰酸钾、臭氧、重铬酸钾、氯气重铬酸钾、氯气 如:如: 氢气在氯气中也能燃烧氢气在氯气中也能燃烧本质本质游离游离基的连锁反应基的连锁反应。游离基游离基化合物或单质分子中的共价键化合物或单质分子中的共价键,在外界因在外界因素(光、热)的影响下,可分裂而成含有成对电子的素(光、热)的影响下,可分裂而成含有成对电子的原子或原子基团。原子或原子基团。二、二、 燃烧的本质燃烧的本质 综上所述:综上所述:物质的燃烧是氧化反应;氧化物质的燃烧是氧化反应;氧化反应不一定是燃
4、烧;能够被氧化的物质不一定反应不一定是燃烧;能够被氧化的物质不一定都是能够燃烧的物质。都是能够燃烧的物质。 生活中常见,被氧化的物质而不是燃烧物的生活中常见,被氧化的物质而不是燃烧物的有?有?三、三、 燃烧的条件燃烧的条件(一)、燃烧的必要条件(一)、燃烧的必要条件可可燃燃物物引引火火源源助燃物助燃物注意:三个要素同时具备的情况下可燃物才能发生注意:三个要素同时具备的情况下可燃物才能发生燃烧,无论缺少那一个,燃烧都不能发生。燃烧,无论缺少那一个,燃烧都不能发生。1、可燃物的含义可燃物的含义 凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质,均称为反应的物质,均
5、称为可燃物可燃物。2、可燃物的分类可燃物的分类固体可燃物固体可燃物液体可燃物液体可燃物气体可燃物气体可燃物一般来讲,气体比较容易燃烧,其次是液体,第三是固体。一般来讲,气体比较容易燃烧,其次是液体,第三是固体。 助燃物分类:助燃物分类: 1 1、氧气、氧气 燃烧过程中的助燃物主要是氧气。燃烧过程中的助燃物主要是氧气。 空气中含有大约空气中含有大约21%21%的氧的氧 2 2、其它助燃物、其它助燃物 还有些物质(如:氯,氟,氯酸钾等)也还有些物质(如:氯,氟,氯酸钾等)也可作为燃烧反应的助燃物。可作为燃烧反应的助燃物。2、助燃物含义:凡、助燃物含义:凡与可燃物质结合能导致燃烧与可燃物质结合能导致
6、燃烧 的物质称为的物质称为助燃物助燃物。3、引火源 引火源的定义:凡使物质开始燃烧的外部热源引火源的定义:凡使物质开始燃烧的外部热源统称为统称为引火源引火源。温度越高,越容易点燃可燃物质。温度越高,越容易点燃可燃物质。引火源种类: 明火焰;明火焰; 高温物体;高温物体; 电火花;电火花; 撞击与摩擦;撞击与摩擦; 绝热压缩;绝热压缩; 光线照射与聚焦;光线照射与聚焦; 化学反应放热。化学反应放热。 1)一定浓度的可燃物一定浓度的可燃物 2)一定的氧气含量一定的氧气含量 3)一定的点火能量一定的点火能量 4)相互作用相互作用可燃气体要燃烧需达到一定浓度,可燃气体要燃烧需达到一定浓度,汽油需达到汽
7、油需达到14.4%,煤油为,煤油为15%可燃气体或蒸汽只有达到一定浓可燃气体或蒸汽只有达到一定浓度,才会发生燃烧或爆炸。度,才会发生燃烧或爆炸。不管何种形式的引火源,都必须达到不管何种形式的引火源,都必须达到一定一定的强度的强度才能引起燃烧反应。才能引起燃烧反应。例如汽油的最例如汽油的最小点火能量为小点火能量为0.2mj,乙醚最小点火量为,乙醚最小点火量为0.19 mj具备了燃烧的必要条件,并不意味着燃烧必然发生。具备了燃烧的必要条件,并不意味着燃烧必然发生。燃烧的充分条件:燃烧的充分条件:燃烧不仅需要具备必要和充分条件,而燃烧不仅需要具备必要和充分条件,而且还必须使燃烧条件相互结合、相互作且
8、还必须使燃烧条件相互结合、相互作用,燃烧才会发生或持续。用,燃烧才会发生或持续。第二节第二节 燃烧类型燃烧类型1234闪燃着火自燃爆炸一、一、 闪燃闪燃(一)、(一)、闪燃的含义闪燃的含义 含义:在可燃液体表面上方,蒸汽与空气的混合气含义:在可燃液体表面上方,蒸汽与空气的混合气体遇火源发生的一闪即灭的瞬间燃烧现象体遇火源发生的一闪即灭的瞬间燃烧现象,称为称为闪燃闪燃。 原因:是因为液体在闪燃温度下蒸发速度较慢,所蒸发出来原因:是因为液体在闪燃温度下蒸发速度较慢,所蒸发出来的蒸气仅能维持短时间的燃烧,而来不及提供足够的蒸气补充维的蒸气仅能维持短时间的燃烧,而来不及提供足够的蒸气补充维持稳定的燃烧
9、,故闪燃一下就熄灭了。持稳定的燃烧,故闪燃一下就熄灭了。 闪燃往往是可燃液体发生闪燃往往是可燃液体发生着火着火的先兆。的先兆。 闪燃就是危险的警告。闪燃就是危险的警告。 如:煤油蒸发出来的气体遇火源会产生闪燃现象。如:煤油蒸发出来的气体遇火源会产生闪燃现象。(二)物质的闪点(二)物质的闪点 1 1、含义:在规定的实验条件下,液体挥发的、含义:在规定的实验条件下,液体挥发的蒸气与空气形成混合物,遇火源能够产生闪燃的液体蒸气与空气形成混合物,遇火源能够产生闪燃的液体最低温度称为最低温度称为闪点闪点。 闪点闪点是评定液体火灾危险性大小的重要参数。是评定液体火灾危险性大小的重要参数。闪点越闪点越低低,
10、火灾危险性就越,火灾危险性就越大大;反之,则越小。;反之,则越小。物质的闪点(1 1)根据)根据闪点闪点,将能燃烧的液体分为易燃液体和可燃液,将能燃烧的液体分为易燃液体和可燃液体。体。(2)根据闪点,将液体生产、加工、储存场所火灾危险)根据闪点,将液体生产、加工、储存场所火灾危险性性分为甲、乙、丙三个类别。分为甲、乙、丙三个类别。 闪点在消防上的应用闪点在消防上的应用甲:闪点甲:闪点 28,例如甲醇,苯等合成或精制厂房,例如甲醇,苯等合成或精制厂房甲醇是一种有机化合物,是最简单的醇类乙:乙:28 闪点闪点 60,例如煤油仓库,例如煤油仓库煤油煤油(俗称火水俗称火水,旧称火油旧称火油)是一种通过
11、对石油进行分是一种通过对石油进行分馏后获得的碳氢化合物的混合物馏后获得的碳氢化合物的混合物丙:丙:闪点闪点 60,如重油仓库如重油仓库 重油重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油二、二、 着火着火(一)、着火的含义(一)、着火的含义 含义:含义:可燃物在空气中与火源接触,达到某可燃物在空气中与火源接触,达到某一温度时,开始产生有火焰的燃烧,并在火源移一温度时,开始产生有火焰的燃烧,并在火源移去后仍能持续并不断扩大的燃烧现象,称为去后仍能持续并不断扩大的燃烧现象,称为着火着火。 着火着火燃烧的开始燃烧的开始二、二、 着火着火(二)、物质的燃点(二)、物质的燃点
12、在规定的试验条件下,应用外部热源使物质表面在规定的试验条件下,应用外部热源使物质表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度,称为起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度,称为燃点燃点或着火点,以或着火点,以“”表示。表示。 一切可燃液体的燃点都高于一切可燃液体的燃点都高于闪点闪点 控制可燃物质的温度在其燃点以下,就可以防止控制可燃物质的温度在其燃点以下,就可以防止火灾的发生。火灾的发生。 用水冷却灭火,其原理就是将着火物质的温度降用水冷却灭火,其原理就是将着火物质的温度降到燃点以下到燃点以下 。(二)、物质的燃点二、二、 着火着火三、三、 自燃自燃(一)、自燃的含义(一)、自燃的含义 含义:可燃物在
13、没有外部火花、火焰等火源的含义:可燃物在没有外部火花、火焰等火源的作用下,因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃作用下,因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃烧,烧,称为自燃。称为自燃。 也可以说:无外界火源的条件下,由于自身所发也可以说:无外界火源的条件下,由于自身所发生的物理、化学、生物变化而产生热量并积蓄,使温生的物理、化学、生物变化而产生热量并积蓄,使温度不断上升,自行燃烧起来的现象。度不断上升,自行燃烧起来的现象。三、三、 自燃自燃(二)、物质的自燃点(二)、物质的自燃点 在规定的试验条件下,可燃物质产生自燃在规定的试验条件下,可燃物质产生自燃的最低温度,称为自然点。的最低温度,称为自然
14、点。 自燃点是衡量可燃物质受热升温形成自燃危自燃点是衡量可燃物质受热升温形成自燃危险性的依据。险性的依据。自燃点越低,危险性越大。自燃点越低,危险性越大。(二)、物质的自燃点(二)、物质的自燃点三、三、 自燃自燃四、四、 爆炸爆炸(一)、爆炸的含义(一)、爆炸的含义 含义:由于物质急剧氧化或分解反应产生温度含义:由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象。、压力增加或两者同时增加的现象。 广义:物质从一种状态迅速转变成另一状态,广义:物质从一种状态迅速转变成另一状态,并在瞬间放出大量能量,同时产生声响的现象,称并在瞬间放出大量能量,同时产生声响的现象,称为为爆炸爆炸。 能
15、量转换:势能、化学能、机械能能量转换:势能、化学能、机械能 动能动能 特点:破坏作用和杀伤作用极大特点:破坏作用和杀伤作用极大(二)、爆炸的分类(二)、爆炸的分类 1、物理爆炸、物理爆炸 装在容器内的液体或气体,由于物理变化(温度、装在容器内的液体或气体,由于物理变化(温度、体积和压力等因素)引起体积迅速膨胀,导致容器压体积和压力等因素)引起体积迅速膨胀,导致容器压力急剧增加,由于超压或应力变化使容器发生爆炸。力急剧增加,由于超压或应力变化使容器发生爆炸。 爆炸前后物质的性质及化学成分不改变。爆炸前后物质的性质及化学成分不改变。 通常将爆炸分为:通常将爆炸分为: 物理爆炸、化学爆炸、核爆炸物理
16、爆炸、化学爆炸、核爆炸特征:介质仅有物理变化、没有化学变化特征:介质仅有物理变化、没有化学变化,能能直接或间接造成火灾直接或间接造成火灾如:锅炉爆炸、如:锅炉爆炸、 液化气液化气钢瓶钢瓶爆炸爆炸2、化学爆炸、化学爆炸 由于物质本身发生化学反应,产生大量气体由于物质本身发生化学反应,产生大量气体并使温度、压力增加或者两者同时增加而形成的并使温度、压力增加或者两者同时增加而形成的爆炸现象,称为爆炸现象,称为化学爆炸。化学爆炸。 如:如:可燃气体可燃气体爆炸、爆炸、蒸汽蒸汽爆炸或爆炸或粉尘粉尘爆炸、爆炸、炸药炸药的爆炸。的爆炸。 特点:反应速度快,爆炸时放出大量的热能,产特点:反应速度快,爆炸时放出
17、大量的热能,产生大量气体和很大的压力,并发出巨大的声响。生大量气体和很大的压力,并发出巨大的声响。能够直接导致火灾。能够直接导致火灾。 3、核爆炸、核爆炸 由于原子核裂变或聚变反应,释放出核能所由于原子核裂变或聚变反应,释放出核能所形成的爆炸。形成的爆炸。 原子弹、氢弹、中子弹爆炸原子弹、氢弹、中子弹爆炸(三)、爆炸极限(三)、爆炸极限 1、爆炸浓度极限(气体、粉尘)、爆炸浓度极限(气体、粉尘) 爆炸浓度极限爆炸浓度极限是指可燃的气体、蒸汽或粉尘与是指可燃的气体、蒸汽或粉尘与空气组成的混合气体后,遇火会产生爆炸的最高或最空气组成的混合气体后,遇火会产生爆炸的最高或最低的浓度。低的浓度。 气体、
18、蒸汽的爆炸极限,用体积百分数表示,气体、蒸汽的爆炸极限,用体积百分数表示, 粉尘用单位体积中的质量表示(粉尘用单位体积中的质量表示(g/m g/m ) 产生爆炸最低浓度叫做爆炸下限;产生爆炸最低浓度叫做爆炸下限; 发生爆炸的最高浓度叫爆炸上限。发生爆炸的最高浓度叫爆炸上限。 爆炸极限爆炸极限 针对化学爆炸针对化学爆炸。 爆炸极限爆炸极限是评定可燃气体、蒸气或粉是评定可燃气体、蒸气或粉尘爆炸危险性大小的主要依据。尘爆炸危险性大小的主要依据。 爆炸上、下限值之间的范围越大,爆炸上、下限值之间的范围越大,爆爆炸下限越低,爆炸上限越高,爆炸的危险性炸下限越低,爆炸上限越高,爆炸的危险性越大。越大。 物
19、质名称爆炸下限/%爆炸上限/%氢气氢气4.075.0甲烷甲烷5.015.0乙炔乙炔2.582.0氨氨15.028.0一氧化碳一氧化碳12.574.02、爆炸温度极限(、爆炸温度极限(可燃液体可燃液体) 爆炸温度极限爆炸温度极限是指可燃液体受热蒸发出的蒸汽浓是指可燃液体受热蒸发出的蒸汽浓度等于爆炸浓度极限时的温度范围。度等于爆炸浓度极限时的温度范围。 液体在某一温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸液体在某一温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸汽浓度,此时的温度称为爆炸温度下限。汽浓度,此时的温度称为爆炸温度下限。 液体在某一温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸液体在某一温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸汽浓度
20、,此时的温度称为爆炸温度上限。汽浓度,此时的温度称为爆炸温度上限。 爆炸温度上、下限之间的范围越大,爆炸危险就爆炸温度上、下限之间的范围越大,爆炸危险就越大。越大。 物质名称爆炸浓度极限/%爆炸温度极限/下限上限下限上限乙醇乙醇3.318.011.040.0甲苯甲苯1.57.05.531.0松节油松节油0.862.033.553.0车用汽油车用汽油1.77.2-38.0-8.0灯用煤油灯用煤油1.47.540.086.0第三节第三节 燃烧过程及特点燃烧过程及特点可燃物的燃烧过程可燃物的燃烧特点12一、一、 可燃物的燃烧过程可燃物的燃烧过程 可燃物在空气中达到可燃物的点燃温度时,外可燃物在空气中
21、达到可燃物的点燃温度时,外层部分就层部分就会熔解、蒸发或分解并发生会熔解、蒸发或分解并发生燃烧,在燃烧燃烧,在燃烧过程中放出热和光。放出的热加热边缘的下一层,过程中放出热和光。放出的热加热边缘的下一层,使其达到燃点温度,燃烧过程不断持续。使其达到燃点温度,燃烧过程不断持续。 固体、液体:分解、蒸发生成气体固体、液体:分解、蒸发生成气体与氧与氧化剂作用发生燃烧化剂作用发生燃烧 气体:直接燃烧气体:直接燃烧二、二、 可燃物的燃烧特点可燃物的燃烧特点 (一)、固体物质的燃烧特点(一)、固体物质的燃烧特点 主要有以下四种方式:主要有以下四种方式: 1.表面燃烧表面燃烧 蒸气压非常小或难于热分解的可燃固
22、体,蒸气压非常小或难于热分解的可燃固体,不能发生蒸气燃烧或分解燃烧,当氧气包围不能发生蒸气燃烧或分解燃烧,当氧气包围物质的表层时,呈炽热状态发生无焰燃烧现物质的表层时,呈炽热状态发生无焰燃烧现象。象。 如:如:焦炭焦炭、木炭、木炭、铁和铜铁和铜的燃烧。的燃烧。2.阴燃阴燃 物质无可见光的缓慢燃烧,通常产生烟和温度升物质无可见光的缓慢燃烧,通常产生烟和温度升高的迹象,高的迹象,称为阴燃。称为阴燃。 某些固体可燃物在空气流通、加热温度较低或水某些固体可燃物在空气流通、加热温度较低或水分较高时就会发生分较高时就会发生阴燃阴燃。成捆的纸张、棉、麻以及大堆垛的成捆的纸张、棉、麻以及大堆垛的煤煤、草、湿木
23、、草、湿木材等,受热后易发生材等,受热后易发生阴燃阴燃。阴燃阴燃是可燃固体的燃烧特点是可燃固体的燃烧特点阴燃与有焰燃烧在一定条件下可相互转化阴燃与有焰燃烧在一定条件下可相互转化 。 如在密闭或通风不良的场所发生火灾,由如在密闭或通风不良的场所发生火灾,由于燃烧消耗了氧,氧浓度降低,燃烧速度减慢,于燃烧消耗了氧,氧浓度降低,燃烧速度减慢,分解出的气体量减少,即可有焰燃烧转为阴燃。分解出的气体量减少,即可有焰燃烧转为阴燃。3.分解燃烧分解燃烧 分子结构复杂的可燃固体,由于受热分解而分子结构复杂的可燃固体,由于受热分解而产生可燃气体后发生的有焰燃烧现象。产生可燃气体后发生的有焰燃烧现象。 如:如:木
24、材木材、纸张、棉、麻、毛、丝以及、纸张、棉、麻、毛、丝以及合合成高分子的热固性塑料、合成橡胶成高分子的热固性塑料、合成橡胶等的燃烧。等的燃烧。4.蒸发燃烧蒸发燃烧 熔点较低的可燃固体受热后熔融,然后与可燃熔点较低的可燃固体受热后熔融,然后与可燃液体一样蒸发生成蒸汽而发生的有焰燃烧现象,液体一样蒸发生成蒸汽而发生的有焰燃烧现象,称为称为蒸发燃烧蒸发燃烧。 如:如:石蜡石蜡、沥青、松香、热塑性高分子材料。、沥青、松香、热塑性高分子材料。(二)液体物质的燃烧特点(二)液体物质的燃烧特点 1 1)蒸发燃烧)蒸发燃烧 液体蒸发与燃烧同时进行液体蒸发与燃烧同时进行, 边蒸发边燃边蒸发边燃烧烧, 蒸发多少就
25、燃烧多少。蒸发多少就燃烧多少。 其燃烧速度取决于液体的蒸发速度,蒸其燃烧速度取决于液体的蒸发速度,蒸发得越快,燃烧得越快。发得越快,燃烧得越快。2 2)动力燃烧)动力燃烧 是指燃烧性液体的蒸气、低闪点液雾预先与空是指燃烧性液体的蒸气、低闪点液雾预先与空气或氧气混合,遇火源产生带有冲击性的燃烧。气或氧气混合,遇火源产生带有冲击性的燃烧。 如;雾化汽油、煤油等发挥性较强的烃如;雾化汽油、煤油等发挥性较强的烃类在气缸中的燃烧就属于这种情况。类在气缸中的燃烧就属于这种情况。3 3)沸溢燃烧)沸溢燃烧 含水的重质油品(如重油、含水的重质油品(如重油、原油原油)发生火灾,)发生火灾,由于液面从火焰接受热量
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