消防工程学--第2-5章-火灾基础复习过程.ppt

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1、消防工程学-第2-5章-火灾基础 燃烧的条件燃烧的条件氧气氧气链式反应链式反应可燃物可燃物热源热源氧气氧气可燃物可燃物热源热源 可燃物的种类多，根据其存在的形态可分为气体、可燃物的种类多，根据其存在的形态可分为气体、可燃物的种类多，根据其存在的形态可分为气体、可燃物的种类多，根据其存在的形态可分为气体、液体和固体可燃物。液体和固体可燃物。液体和固体可燃物。液体和固体可燃物。三种类型可燃物着火过程不同。三种类型可燃物着火过程不同。三种类型可燃物着火过程不同。三种类型可燃物着火过程不同。可燃混合气体着火方式：自燃着火和强迫着火可燃混合气体着火方式：自燃着火和强迫着火可燃混合气体着火方式：自燃着火和

2、强迫着火可燃混合气体着火方式：自燃着火和强迫着火或点燃。着火过程。或点燃。着火过程。或点燃。着火过程。或点燃。着火过程。自燃：一定体积可燃混合气体预热某一温度，自燃：一定体积可燃混合气体预热某一温度，自燃：一定体积可燃混合气体预热某一温度，自燃：一定体积可燃混合气体预热某一温度，可燃物缓慢氧化还原反应，放热，气体温度增可燃物缓慢氧化还原反应，放热，气体温度增可燃物缓慢氧化还原反应，放热，气体温度增可燃物缓慢氧化还原反应，放热，气体温度增加，反应速度加速，生成更多热量，反应速度加，反应速度加速，生成更多热量，反应速度加，反应速度加速，生成更多热量，反应速度加，反应速度加速，生成更多热量，反应速度

3、急剧增大着火。急剧增大着火。急剧增大着火。急剧增大着火。强迫着火：可燃混合气体内某部分用点火源点强迫着火：可燃混合气体内某部分用点火源点强迫着火：可燃混合气体内某部分用点火源点强迫着火：可燃混合气体内某部分用点火源点着相邻一层混合气着相邻一层混合气着相邻一层混合气着相邻一层混合气燃烧波自动传播到混合气燃烧波自动传播到混合气燃烧波自动传播到混合气燃烧波自动传播到混合气其余部分。点火源：火焰、高温体、电火花等。其余部分。点火源：火焰、高温体、电火花等。其余部分。点火源：火焰、高温体、电火花等。其余部分。点火源：火焰、高温体、电火花等。着火机理：热自燃机理和链式自燃机理。着火机理：热自燃机理和链式自

4、燃机理。着火机理：热自燃机理和链式自燃机理。着火机理：热自燃机理和链式自燃机理。2.1气体可燃物的着火气体可燃物的着火 热自燃机理热自燃机理热自燃机理热自燃机理 谢苗诺夫热自燃理论：外部热源加热下，反应混谢苗诺夫热自燃理论：外部热源加热下，反应混谢苗诺夫热自燃理论：外部热源加热下，反应混谢苗诺夫热自燃理论：外部热源加热下，反应混合气合气合气合气 某温度，可燃混合气化学反应放热某温度，可燃混合气化学反应放热某温度，可燃混合气化学反应放热某温度，可燃混合气化学反应放热 容器器容器器容器器容器器壁散热，混合气温壁散热，混合气温壁散热，混合气温壁散热，混合气温，混合气反应速率和放热速，混合气反应速率和

5、放热速，混合气反应速率和放热速，混合气反应速率和放热速率率率率，极快反应速率而达到着火。极快反应速率而达到着火。极快反应速率而达到着火。极快反应速率而达到着火。优点：解释可燃混合气优点：解释可燃混合气优点：解释可燃混合气优点：解释可燃混合气(烃类预混可燃气烃类预混可燃气烃类预混可燃气烃类预混可燃气)热自燃热自燃热自燃热自燃过程的许多现象，如爆炸浓度界限等。过程的许多现象，如爆炸浓度界限等。过程的许多现象，如爆炸浓度界限等。过程的许多现象，如爆炸浓度界限等。系统的热平衡工况系统的热平衡工况系统的热平衡工况系统的热平衡工况根据根据根据根据q q1 1和和和和q q2 2曲线相交、相切曲线相交、相切

6、曲线相交、相切曲线相交、相切或者既不相交也不相切，将或者既不相交也不相切，将或者既不相交也不相切，将或者既不相交也不相切，将系统分为三种工况。系统分为三种工况。系统分为三种工况。系统分为三种工况。第一种工况：第一种工况：第一种工况：第一种工况：q q1 1和和和和q q2 2 曲线相曲线相曲线相曲线相交于交于交于交于A A、B B两点；两点；两点；两点；第二种工况：第二种工况：第二种工况：第二种工况：q q1 1和和和和q q2 2 曲线曲线曲线曲线不相交也不相切；不相交也不相切；不相交也不相切；不相交也不相切；第三种工况：第三种工况：第三种工况：第三种工况：q q1 1和和和和q q2 2曲

7、线相切于曲线相切于曲线相切于曲线相切于C C点，点，点，点，C C点是不稳定的。物理意点是不稳定的。物理意点是不稳定的。物理意点是不稳定的。物理意义：系统由于热量自行积聚，温度升高，反应自动加速转变为义：系统由于热量自行积聚，温度升高，反应自动加速转变为义：系统由于热量自行积聚，温度升高，反应自动加速转变为义：系统由于热量自行积聚，温度升高，反应自动加速转变为很剧烈的着火过程，这就是热自燃过程。很剧烈的着火过程，这就是热自燃过程。很剧烈的着火过程，这就是热自燃过程。很剧烈的着火过程，这就是热自燃过程。系统温度从系统温度从系统温度从系统温度从T T0 0自发升到自发升到自发升到自发升到T TC

8、C所需的时间称为所需的时间称为所需的时间称为所需的时间称为着火延迟时间着火延迟时间着火延迟时间着火延迟时间。谢苗诺夫公式谢苗诺夫公式谢苗诺夫公式谢苗诺夫公式着火临界压力与自燃温度的关系着火临界压力与自燃温度的关系着火临界压力与自燃温度的关系着火临界压力与自燃温度的关系低压，自燃着火温度高，低压，自燃着火温度高，低压，自燃着火温度高，低压，自燃着火温度高，高压，自燃着火温度低。高压，自燃着火温度低。高压，自燃着火温度低。高压，自燃着火温度低。自燃温度和着火临界压力与燃料和空气的组分有关自燃温度和着火临界压力与燃料和空气的组分有关自燃温度和着火临界压力与燃料和空气的组分有关自燃温度和着火临界压力与

9、燃料和空气的组分有关（图（图（图（图2-32-3，2-42-4，P18P18）自燃温度与混合自燃温度与混合自燃温度与混合自燃温度与混合气成分的关系气成分的关系气成分的关系气成分的关系临界压力与混合临界压力与混合临界压力与混合临界压力与混合气成分的关系气成分的关系气成分的关系气成分的关系 缺点：不少气体燃烧现缺点：不少气体燃烧现缺点：不少气体燃烧现缺点：不少气体燃烧现象不符合热自燃理论。如象不符合热自燃理论。如象不符合热自燃理论。如象不符合热自燃理论。如氢氧体系在低压下其可氢氧体系在低压下其可氢氧体系在低压下其可氢氧体系在低压下其可燃界限呈燃界限呈燃界限呈燃界限呈“半岛半岛半岛半岛”形，且形，且

10、形，且形，且有三个爆炸浓度极限，如有三个爆炸浓度极限，如有三个爆炸浓度极限，如有三个爆炸浓度极限，如图图图图2-52-5所示。所示。所示。所示。说明并非在所有情况下说明并非在所有情况下说明并非在所有情况下说明并非在所有情况下着火都是由于放热的积累着火都是由于放热的积累着火都是由于放热的积累着火都是由于放热的积累而引起的自动加速反应。而引起的自动加速反应。而引起的自动加速反应。而引起的自动加速反应。链式自燃机理链式自燃机理链式自燃机理链式自燃机理 链式自燃机理：混燃气中，自由基反应链分支，使活链式自燃机理：混燃气中，自由基反应链分支，使活链式自燃机理：混燃气中，自由基反应链分支，使活链式自燃机理

11、：混燃气中，自由基反应链分支，使活化中心化中心化中心化中心(自由基自由基自由基自由基)迅速增殖，反应速率急剧升高而导致着迅速增殖，反应速率急剧升高而导致着迅速增殖，反应速率急剧升高而导致着迅速增殖，反应速率急剧升高而导致着火。火。火。火。反应自动加速不一定靠热量积累，通过自由基链式反反应自动加速不一定靠热量积累，通过自由基链式反反应自动加速不一定靠热量积累，通过自由基链式反反应自动加速不一定靠热量积累，通过自由基链式反应应应应(有分支的链式反应有分支的链式反应有分支的链式反应有分支的链式反应)能积累活化中心，使反应自动加能积累活化中心，使反应自动加能积累活化中心，使反应自动加能积累活化中心，使

12、反应自动加速，直至着火。速，直至着火。速，直至着火。速，直至着火。化学反应的分类化学反应的分类 按反应机理的复杂程度不同，通常把反应分成两大类：按反应机理的复杂程度不同，通常把反应分成两大类：按反应机理的复杂程度不同，通常把反应分成两大类：按反应机理的复杂程度不同，通常把反应分成两大类：简单反应：简单反应：简单反应：简单反应：由反应物经一步反应直接生成产物的反应由反应物经一步反应直接生成产物的反应由反应物经一步反应直接生成产物的反应由反应物经一步反应直接生成产物的反应 复杂反应：复杂反应：复杂反应：复杂反应：反应不是经过简单的一步就完成，而是要通过反应不是经过简单的一步就完成，而是要通过反应不

13、是经过简单的一步就完成，而是要通过反应不是经过简单的一步就完成，而是要通过生成中间产物的许多反应步骤来完成，其中每一步反应称为生成中间产物的许多反应步骤来完成，其中每一步反应称为生成中间产物的许多反应步骤来完成，其中每一步反应称为生成中间产物的许多反应步骤来完成，其中每一步反应称为基元反应基元反应基元反应基元反应化学反应是具有不同原子结构的物质重新组合的过程。人们化学反应是具有不同原子结构的物质重新组合的过程。人们化学反应是具有不同原子结构的物质重新组合的过程。人们化学反应是具有不同原子结构的物质重新组合的过程。人们把那种能代表反应机理的、由反应微粒（分子、原子、离子把那种能代表反应机理的、由

14、反应微粒（分子、原子、离子把那种能代表反应机理的、由反应微粒（分子、原子、离子把那种能代表反应机理的、由反应微粒（分子、原子、离子或自由基等）一步直接实现的变化称为或自由基等）一步直接实现的变化称为或自由基等）一步直接实现的变化称为或自由基等）一步直接实现的变化称为“基元步骤基元步骤基元步骤基元步骤”。化学反应速率化学反应速率 简单反应或复杂反应的基元反应，其反应速率与各反应物浓简单反应或复杂反应的基元反应，其反应速率与各反应物浓简单反应或复杂反应的基元反应，其反应速率与各反应物浓简单反应或复杂反应的基元反应，其反应速率与各反应物浓度以其化学计量系数为指数幂的乘积成正比。度以其化学计量系数为指

15、数幂的乘积成正比。度以其化学计量系数为指数幂的乘积成正比。度以其化学计量系数为指数幂的乘积成正比。k k：反应速率常数或比反应速度：反应速率常数或比反应速度：反应速率常数或比反应速度：反应速率常数或比反应速度，不同的反应有不同的，不同的反应有不同的，不同的反应有不同的，不同的反应有不同的k k，其，其，其，其大小直接反映了速度的快慢和反应的难易，并取决于反应温大小直接反映了速度的快慢和反应的难易，并取决于反应温大小直接反映了速度的快慢和反应的难易，并取决于反应温大小直接反映了速度的快慢和反应的难易，并取决于反应温度及反应物的物理化学性质。度及反应物的物理化学性质。度及反应物的物理化学性质。度及

16、反应物的物理化学性质。反应速度方程式反应速度方程式反应速度方程式反应速度方程式化学反应机理化学反应机理 活化分子碰撞理论：活化分子碰撞理论：活化分子碰撞理论：活化分子碰撞理论：可对简单反应作出合理解释，对于燃可对简单反应作出合理解释，对于燃可对简单反应作出合理解释，对于燃可对简单反应作出合理解释，对于燃烧速度随反应温度升高而急剧增高的反应。烧速度随反应温度升高而急剧增高的反应。烧速度随反应温度升高而急剧增高的反应。烧速度随反应温度升高而急剧增高的反应。链锁反应：链锁反应：链锁反应：链锁反应：对于复杂反应，化学反应在低温度下能很激烈对于复杂反应，化学反应在低温度下能很激烈对于复杂反应，化学反应在

17、低温度下能很激烈对于复杂反应，化学反应在低温度下能很激烈地进行的反应作出解释。地进行的反应作出解释。地进行的反应作出解释。地进行的反应作出解释。活化分子碰撞理论观点活化分子碰撞理论观点 在简单反应中，由于反应物中存在着大量作不规则热运动在简单反应中，由于反应物中存在着大量作不规则热运动在简单反应中，由于反应物中存在着大量作不规则热运动在简单反应中，由于反应物中存在着大量作不规则热运动的分子，它们之间有可能发生碰撞。当碰撞能破坏反应物原的分子，它们之间有可能发生碰撞。当碰撞能破坏反应物原的分子，它们之间有可能发生碰撞。当碰撞能破坏反应物原的分子，它们之间有可能发生碰撞。当碰撞能破坏反应物原有分子

18、键结构，生成新键时化学反应发生。有分子键结构，生成新键时化学反应发生。有分子键结构，生成新键时化学反应发生。有分子键结构，生成新键时化学反应发生。只有相互碰撞的分子所具有的能量超过一定反应能级水平只有相互碰撞的分子所具有的能量超过一定反应能级水平只有相互碰撞的分子所具有的能量超过一定反应能级水平只有相互碰撞的分子所具有的能量超过一定反应能级水平时才能进行化学反应，这一能级称为活化能。时才能进行化学反应，这一能级称为活化能。时才能进行化学反应，这一能级称为活化能。时才能进行化学反应，这一能级称为活化能。链锁反应理论观点链锁反应理论观点 很多化学反应并不是一步就能完成，而是需要经过中间若很多化学反

19、应并不是一步就能完成，而是需要经过中间若很多化学反应并不是一步就能完成，而是需要经过中间若很多化学反应并不是一步就能完成，而是需要经过中间若干基元反应才能完成。在中间反应过程中会产生一些活性物干基元反应才能完成。在中间反应过程中会产生一些活性物干基元反应才能完成。在中间反应过程中会产生一些活性物干基元反应才能完成。在中间反应过程中会产生一些活性物（活化中心），再由这些活化中心与原始反应物进行化学反（活化中心），再由这些活化中心与原始反应物进行化学反（活化中心），再由这些活化中心与原始反应物进行化学反（活化中心），再由这些活化中心与原始反应物进行化学反应，这时除产生最终生成物外，同时也再生出若干

20、活化中心，应，这时除产生最终生成物外，同时也再生出若干活化中心，应，这时除产生最终生成物外，同时也再生出若干活化中心，应，这时除产生最终生成物外，同时也再生出若干活化中心，因此可以使化学反应得以继续进行下去。因此可以使化学反应得以继续进行下去。因此可以使化学反应得以继续进行下去。因此可以使化学反应得以继续进行下去。链锁过程链锁过程链引发：链引发：链引发：链引发：以以以以光光光光照照照照、加加加加热热热热、引引引引发发发发剂剂剂剂等等等等方方方方法法法法使使使使反反反反应应应应物物物物分分分分子子子子断断断断裂裂裂裂生生生生成链载体的过程。成链载体的过程。成链载体的过程。成链载体的过程。MM为惰

21、性分子。为惰性分子。为惰性分子。为惰性分子。链传递：链传递：链传递：链传递：链链链链载载载载体体体体与与与与反反反反应应应应物物物物分分分分子子子子交交交交替替替替反反反反应应应应的的的的过过过过程程程程，链链链链载载载载体体体体起起起起着着着着传递的作用。传递的作用。传递的作用。传递的作用。链终止：链终止：链终止：链终止：链载体与器壁碰撞形成稳定分子，或两个链载体与链载体与器壁碰撞形成稳定分子，或两个链载体与链载体与器壁碰撞形成稳定分子，或两个链载体与链载体与器壁碰撞形成稳定分子，或两个链载体与第三个惰性分子相撞失去能量而成为稳定分子，则第三个惰性分子相撞失去能量而成为稳定分子，则第三个惰性

22、分子相撞失去能量而成为稳定分子，则第三个惰性分子相撞失去能量而成为稳定分子，则链中断而终止。链中断而终止。链中断而终止。链中断而终止。总反应：总反应：总反应：总反应：链引发：链引发：链引发：链引发：链传递：链传递：链传递：链传递：链终止：链终止：链终止：链终止：直链反应：直链反应：直链反应：直链反应：反应中载体数目始终未增加。反应中载体数目始终未增加。反应中载体数目始终未增加。反应中载体数目始终未增加。上述反应是直链反应。上述反应是直链反应。上述反应是直链反应。上述反应是直链反应。支链反应：支链反应：支链反应：支链反应：在等温条件下，基元反应产生的链载体数目比消失在等温条件下，基元反应产生的链

23、载体数目比消失在等温条件下，基元反应产生的链载体数目比消失在等温条件下，基元反应产生的链载体数目比消失的多，链传递过程呈技叉发射状。支链及反应速率的多，链传递过程呈技叉发射状。支链及反应速率的多，链传递过程呈技叉发射状。支链及反应速率的多，链传递过程呈技叉发射状。支链及反应速率是加速的是加速的是加速的是加速的。链锁反应分类链锁反应分类 链锁反应解释氢氧反应着火极限（略）链锁反应解释氢氧反应着火极限（略）链锁反应解释氢氧反应着火极限（略）链锁反应解释氢氧反应着火极限（略）氢氧反应体系中，存在链的分支，氢氧反应体系中，存在链的分支，氢氧反应体系中，存在链的分支，氢氧反应体系中，存在链的分支，HH与

24、其他基团反应可与其他基团反应可与其他基团反应可与其他基团反应可生成三个生成三个生成三个生成三个HH，使得，使得，使得，使得HH浓度迅速增加，同时也存在自由基的销浓度迅速增加，同时也存在自由基的销浓度迅速增加，同时也存在自由基的销浓度迅速增加，同时也存在自由基的销毁过程。包括气相销毁毁过程。包括气相销毁毁过程。包括气相销毁毁过程。包括气相销毁(自由基在气相中与稳定分子碰撞失去自由基在气相中与稳定分子碰撞失去自由基在气相中与稳定分子碰撞失去自由基在气相中与稳定分子碰撞失去活性活性活性活性)和器壁销毁和器壁销毁和器壁销毁和器壁销毁(自由基与器壁碰撞失去活性自由基与器壁碰撞失去活性自由基与器壁碰撞失去

25、活性自由基与器壁碰撞失去活性)。设第一、第。设第一、第。设第一、第。设第一、第二极限之间的爆炸区内有一点二极限之间的爆炸区内有一点二极限之间的爆炸区内有一点二极限之间的爆炸区内有一点P(P(见图见图见图见图2-5)2-5)，保持系统温度不，保持系统温度不，保持系统温度不，保持系统温度不变而降低系统压力，变而降低系统压力，变而降低系统压力，变而降低系统压力，P P点则向下垂直移动。此时因氢氧混合点则向下垂直移动。此时因氢氧混合点则向下垂直移动。此时因氢氧混合点则向下垂直移动。此时因氢氧混合气体压力较低，自由基扩散较快，氢自由基与容器器壁碰撞气体压力较低，自由基扩散较快，氢自由基与容器器壁碰撞气体

26、压力较低，自由基扩散较快，氢自由基与容器器壁碰撞气体压力较低，自由基扩散较快，氢自由基与容器器壁碰撞的机会较多，因此易发生器壁销毁，压力越低销毁速度越快。的机会较多，因此易发生器壁销毁，压力越低销毁速度越快。的机会较多，因此易发生器壁销毁，压力越低销毁速度越快。的机会较多，因此易发生器壁销毁，压力越低销毁速度越快。当压力下降到某一值后，自由基销毁速度可能大于自由基生当压力下降到某一值后，自由基销毁速度可能大于自由基生当压力下降到某一值后，自由基销毁速度可能大于自由基生当压力下降到某一值后，自由基销毁速度可能大于自由基生成速度，于是系统由爆炸转变为不爆炸，爆炸区与非爆炸区成速度，于是系统由爆炸转

27、变为不爆炸，爆炸区与非爆炸区成速度，于是系统由爆炸转变为不爆炸，爆炸区与非爆炸区成速度，于是系统由爆炸转变为不爆炸，爆炸区与非爆炸区之间出现了第一极限。之间出现了第一极限。之间出现了第一极限。之间出现了第一极限。如果保持系统温度不变，而升高压力，如果保持系统温度不变，而升高压力，如果保持系统温度不变，而升高压力，如果保持系统温度不变，而升高压力，P P点则向上垂直移点则向上垂直移点则向上垂直移点则向上垂直移动。这时因气体压力较高，密度较大，自由基与稳定分子碰动。这时因气体压力较高，密度较大，自由基与稳定分子碰动。这时因气体压力较高，密度较大，自由基与稳定分子碰动。这时因气体压力较高，密度较大，

28、自由基与稳定分子碰撞的机会增多，气相销毁的速度加快。当压力增加到一定值撞的机会增多，气相销毁的速度加快。当压力增加到一定值撞的机会增多，气相销毁的速度加快。当压力增加到一定值撞的机会增多，气相销毁的速度加快。当压力增加到一定值时，自由基销毁速度可能会大于自由基增长速度，于是系统时，自由基销毁速度可能会大于自由基增长速度，于是系统时，自由基销毁速度可能会大于自由基增长速度，于是系统时，自由基销毁速度可能会大于自由基增长速度，于是系统由爆炸转为不能爆炸，爆炸区与非爆炸区之间出现了第二极由爆炸转为不能爆炸，爆炸区与非爆炸区之间出现了第二极由爆炸转为不能爆炸，爆炸区与非爆炸区之间出现了第二极由爆炸转为

29、不能爆炸，爆炸区与非爆炸区之间出现了第二极限。限。限。限。压力再升高，又会出现新的自由基连锁反应，导致自由基压力再升高，又会出现新的自由基连锁反应，导致自由基压力再升高，又会出现新的自由基连锁反应，导致自由基压力再升高，又会出现新的自由基连锁反应，导致自由基增长速度增加，系统又发生爆炸，这就是爆炸的第三极限增长速度增加，系统又发生爆炸，这就是爆炸的第三极限增长速度增加，系统又发生爆炸，这就是爆炸的第三极限增长速度增加，系统又发生爆炸，这就是爆炸的第三极限 实际燃烧无纯粹热自燃或链式自燃实际燃烧无纯粹热自燃或链式自燃实际燃烧无纯粹热自燃或链式自燃实际燃烧无纯粹热自燃或链式自燃同时存在、相互同时存

30、在、相互同时存在、相互同时存在、相互促进。促进。促进。促进。可燃混合气自行加热加强热活化和链反应基元反应。低可燃混合气自行加热加强热活化和链反应基元反应。低可燃混合气自行加热加强热活化和链反应基元反应。低可燃混合气自行加热加强热活化和链反应基元反应。低温时链反应使系统加热，加强分子热活化温时链反应使系统加热，加强分子热活化温时链反应使系统加热，加强分子热活化温时链反应使系统加热，加强分子热活化不能单一自不能单一自不能单一自不能单一自燃理论解释。燃理论解释。燃理论解释。燃理论解释。高温时，热自燃是着火主要原因，低温时高温时，热自燃是着火主要原因，低温时高温时，热自燃是着火主要原因，低温时高温时，

31、热自燃是着火主要原因，低温时支链反应是主要原因。支链反应是主要原因。支链反应是主要原因。支链反应是主要原因。着火反应两特征：着火反应两特征：着火反应两特征：着火反应两特征：具有一定着火温度具有一定着火温度具有一定着火温度具有一定着火温度T Ti i。反应系统。反应系统。反应系统。反应系统T Ti i，反应速率急剧，反应速率急剧，反应速率急剧，反应速率急剧增大，气压增大，气压增大，气压增大，气压，伴放热、发光等现象。，伴放热、发光等现象。，伴放热、发光等现象。，伴放热、发光等现象。着火温度前有感应期（着火延迟时间）。着火延迟着火温度前有感应期（着火延迟时间）。着火延迟着火温度前有感应期（着火延迟

32、时间）。着火延迟着火温度前有感应期（着火延迟时间）。着火延迟时间内，反应速率极慢，可燃混气浓度变化小。时间内，反应速率极慢，可燃混气浓度变化小。时间内，反应速率极慢，可燃混气浓度变化小。时间内，反应速率极慢，可燃混气浓度变化小。强迫着火强迫着火强迫着火强迫着火 强迫着火或点燃强迫着火或点燃强迫着火或点燃强迫着火或点燃(引燃引燃引燃引燃)：冷反应混合物被炽热高温物体：冷反应混合物被炽热高温物体：冷反应混合物被炽热高温物体：冷反应混合物被炽热高温物体(如电火花、高温固体质点、点火火焰等如电火花、高温固体质点、点火火焰等如电火花、高温固体质点、点火火焰等如电火花、高温固体质点、点火火焰等)在局部迅速

33、加在局部迅速加在局部迅速加在局部迅速加热，并在高温物体附近引发火焰，局部火焰点燃邻近混热，并在高温物体附近引发火焰，局部火焰点燃邻近混热，并在高温物体附近引发火焰，局部火焰点燃邻近混热，并在高温物体附近引发火焰，局部火焰点燃邻近混合气并传播，整个混合气燃烧。合气并传播，整个混合气燃烧。合气并传播，整个混合气燃烧。合气并传播，整个混合气燃烧。强迫点火和自燃着火：原理一致，化学反应急速加剧。强迫点火和自燃着火：原理一致，化学反应急速加剧。强迫点火和自燃着火：原理一致，化学反应急速加剧。强迫点火和自燃着火：原理一致，化学反应急速加剧。具体进行时不同：具体进行时不同：具体进行时不同：具体进行时不同：强

34、迫着火仅在混合气局部强迫着火仅在混合气局部强迫着火仅在混合气局部强迫着火仅在混合气局部(点火源点火源点火源点火源)附近进行，自燃附近进行，自燃附近进行，自燃附近进行，自燃在整个可燃混合气中进行。在整个可燃混合气中进行。在整个可燃混合气中进行。在整个可燃混合气中进行。自燃：全部可燃气在一定环境温度下。强迫着火自燃：全部可燃气在一定环境温度下。强迫着火自燃：全部可燃气在一定环境温度下。强迫着火自燃：全部可燃气在一定环境温度下。强迫着火:全全全全部混合气较冷状态。保证点燃和传播，强迫着火温度部混合气较冷状态。保证点燃和传播，强迫着火温度部混合气较冷状态。保证点燃和传播，强迫着火温度部混合气较冷状态。

35、保证点燃和传播，强迫着火温度(点火温度点火温度点火温度点火温度)比自燃温度高得多。比自燃温度高得多。比自燃温度高得多。比自燃温度高得多。强迫着火：可燃气形成局部火焰、火焰在混合气体强迫着火：可燃气形成局部火焰、火焰在混合气体强迫着火：可燃气形成局部火焰、火焰在混合气体强迫着火：可燃气形成局部火焰、火焰在混合气体中传播两阶段。中传播两阶段。中传播两阶段。中传播两阶段。2.2液体可燃物着火液体可燃物着火图图2-6液体可燃物的着火过程示意图液体可燃物的着火过程示意图2.3固体可燃物的着火过程示意图固体可燃物的着火过程示意图 可简化为等容绝热过程可简化为等容绝热过程可简化为等容绝热过程可简化为等容绝热

36、过程 温度温度温度温度20002000 气压气压气压气压6 68 8个个个个atmatm2.4爆炸引起火灾爆炸引起火灾在一空间范围内，当可燃气体、可燃蒸汽或粉尘在一空间范围内，当可燃气体、可燃蒸汽或粉尘在一空间范围内，当可燃气体、可燃蒸汽或粉尘在一空间范围内，当可燃气体、可燃蒸汽或粉尘浓度处于可燃界限之内，并且有足够大能量的点浓度处于可燃界限之内，并且有足够大能量的点浓度处于可燃界限之内，并且有足够大能量的点浓度处于可燃界限之内，并且有足够大能量的点火源和温度足够高时，就会发生气相爆炸，并引火源和温度足够高时，就会发生气相爆炸，并引火源和温度足够高时，就会发生气相爆炸，并引火源和温度足够高时，

37、就会发生气相爆炸，并引发火灾。发火灾。发火灾。发火灾。第第3章章火灾蔓延火灾蔓延 可可可可燃燃燃燃气气气气与与与与空空空空气气气气混混混混合合合合-预预预预混混混混可可可可燃燃燃燃混混混混合合合合气气气气，着着着着火火火火燃燃燃燃烧烧烧烧，火灾蔓延。火灾蔓延。火灾蔓延。火灾蔓延。预预预预混混混混气气气气体体体体流流流流动动动动状状状状态态态态影影影影响响响响燃燃燃燃烧烧烧烧过过过过程程程程。流流流流动动动动状状状状态态态态不不不不同同同同，燃烧形态不同。燃烧形态不同。燃烧形态不同。燃烧形态不同。3.1气体可燃物中火灾蔓延气体可燃物中火灾蔓延 层流状态火焰因层流状态火焰因层流状态火焰因层流状态火

38、焰因可燃混合气流速不高，无扰动，可燃混合气流速不高，无扰动，可燃混合气流速不高，无扰动，可燃混合气流速不高，无扰动，火焰表面光滑，燃烧状态平稳。火焰表面光滑，燃烧状态平稳。火焰表面光滑，燃烧状态平稳。火焰表面光滑，燃烧状态平稳。层层层层流流流流火火火火焰焰焰焰：热热热热传传传传导导导导和和和和分分分分子子子子扩扩扩扩散散散散热热热热量量量量和和和和活活活活化化化化中中中中心供给邻近未燃可燃混合气薄层，使火焰传播。心供给邻近未燃可燃混合气薄层，使火焰传播。心供给邻近未燃可燃混合气薄层，使火焰传播。心供给邻近未燃可燃混合气薄层，使火焰传播。层流状态及层流火焰层流状态及层流火焰湍湍湍湍流流流流火火火

39、火焰焰焰焰：可可可可燃燃燃燃混混混混合合合合气气气气流流流流速速速速较较较较高高高高或或或或流流流流通通通通截截截截面面面面较较较较大大大大、流流流流量量量量增增增增大大大大时时时时流流流流体体体体中中中中产产产产生生生生流流流流体体体体涡涡涡涡团团团团，无无无无规规规规则则则则旋旋旋旋转转转转和和和和移移移移动。流动过程中扰动。火焰表面变形。动。流动过程中扰动。火焰表面变形。动。流动过程中扰动。火焰表面变形。动。流动过程中扰动。火焰表面变形。与层流火焰不同，湍流火焰面的热量和活性中心未与层流火焰不同，湍流火焰面的热量和活性中心未与层流火焰不同，湍流火焰面的热量和活性中心未与层流火焰不同，湍流

40、火焰面的热量和活性中心未向未燃混合气输送，靠流体涡团运动激发和强化，向未燃混合气输送，靠流体涡团运动激发和强化，向未燃混合气输送，靠流体涡团运动激发和强化，向未燃混合气输送，靠流体涡团运动激发和强化，受流体运动状态支配。湍流燃烧激烈，火焰传播速受流体运动状态支配。湍流燃烧激烈，火焰传播速受流体运动状态支配。湍流燃烧激烈，火焰传播速受流体运动状态支配。湍流燃烧激烈，火焰传播速度大。表度大。表度大。表度大。表3-13-1一些燃料和空气预混合气体的层流火一些燃料和空气预混合气体的层流火一些燃料和空气预混合气体的层流火一些燃料和空气预混合气体的层流火焰传播速度。焰传播速度。焰传播速度。焰传播速度。爆轰

41、爆轰爆轰爆轰湍流状态及湍流火焰湍流状态及湍流火焰液体可燃物的燃烧：喷雾燃烧和液面燃烧。液体可燃物的燃烧：喷雾燃烧和液面燃烧。液体可燃物的燃烧：喷雾燃烧和液面燃烧。液体可燃物的燃烧：喷雾燃烧和液面燃烧。火焰在油雾中、液面上传播，造成火灾蔓延。火焰在油雾中、液面上传播，造成火灾蔓延。火焰在油雾中、液面上传播，造成火灾蔓延。火焰在油雾中、液面上传播，造成火灾蔓延。油雾中火灾的蔓延油雾中火灾的蔓延油雾中火灾的蔓延油雾中火灾的蔓延(粒径小）气体粒径小）气体粒径小）气体粒径小）气体 3.2液体可燃物中火灾的蔓延液体可燃物中火灾的蔓延比气体、液体可燃物的燃烧过程复杂，影响因比气体、液体可燃物的燃烧过程复杂，

42、影响因比气体、液体可燃物的燃烧过程复杂，影响因比气体、液体可燃物的燃烧过程复杂，影响因素多素多素多素多影响因素：材料特性、环境因素有关，其大小影响因素：材料特性、环境因素有关，其大小影响因素：材料特性、环境因素有关，其大小影响因素：材料特性、环境因素有关，其大小决定火势发展的快慢。决定火势发展的快慢。决定火势发展的快慢。决定火势发展的快慢。熔点、热分解温度越低、燃烧速度越快、蔓延熔点、热分解温度越低、燃烧速度越快、蔓延熔点、热分解温度越低、燃烧速度越快、蔓延熔点、热分解温度越低、燃烧速度越快、蔓延快。快。快。快。3.3固体可燃物火灾的蔓延固体可燃物火灾的蔓延环境风速及氧浓度和空气压力环境风速及

43、氧浓度和空气压力环境风速及氧浓度和空气压力环境风速及氧浓度和空气压力对火灾蔓延速度产生对火灾蔓延速度产生对火灾蔓延速度产生对火灾蔓延速度产生影响：环境中氧浓度增大，火焰传播速度加快；风影响：环境中氧浓度增大，火焰传播速度加快；风影响：环境中氧浓度增大，火焰传播速度加快；风影响：环境中氧浓度增大，火焰传播速度加快；风速增加也有利于火焰的传播，但风速过大会吹灭火速增加也有利于火焰的传播，但风速过大会吹灭火速增加也有利于火焰的传播，但风速过大会吹灭火速增加也有利于火焰的传播，但风速过大会吹灭火焰；空气压力增加，提高了化学反应速度，加快火焰；空气压力增加，提高了化学反应速度，加快火焰；空气压力增加，提

44、高了化学反应速度，加快火焰；空气压力增加，提高了化学反应速度，加快火焰传播。焰传播。焰传播。焰传播。相同的材料，在相同的外界条件下，火焰沿材料的相同的材料，在相同的外界条件下，火焰沿材料的相同的材料，在相同的外界条件下，火焰沿材料的相同的材料，在相同的外界条件下，火焰沿材料的水平方向、倾斜方向和垂直方向水平方向、倾斜方向和垂直方向水平方向、倾斜方向和垂直方向水平方向、倾斜方向和垂直方向的蔓延速度也不相的蔓延速度也不相的蔓延速度也不相的蔓延速度也不相同（同（同（同（P30-31P30-31）。）。）。）。火焰蔓延火焰蔓延火焰蔓延火焰蔓延初始燃烧表面的火焰，将可燃材料燃烧，并使初始燃烧表面的火焰，

45、将可燃材料燃烧，并使初始燃烧表面的火焰，将可燃材料燃烧，并使初始燃烧表面的火焰，将可燃材料燃烧，并使火灾蔓延开来。火焰蔓延速度主要取决于火焰火灾蔓延开来。火焰蔓延速度主要取决于火焰火灾蔓延开来。火焰蔓延速度主要取决于火焰火灾蔓延开来。火焰蔓延速度主要取决于火焰传热的速度。火焰蔓延速度可由下式求得：传热的速度。火焰蔓延速度可由下式求得：传热的速度。火焰蔓延速度可由下式求得：传热的速度。火焰蔓延速度可由下式求得：高层建筑火灾蔓延的方式高层建筑火灾蔓延的方式热传导热传导热传导热传导火灾通过传导的方式进行蔓延扩大，有两个比较火灾通过传导的方式进行蔓延扩大，有两个比较火灾通过传导的方式进行蔓延扩大，有两

46、个比较火灾通过传导的方式进行蔓延扩大，有两个比较明显的特点：明显的特点：明显的特点：明显的特点：其一，必须由导热性好的媒介，如金属构件或金其一，必须由导热性好的媒介，如金属构件或金其一，必须由导热性好的媒介，如金属构件或金其一，必须由导热性好的媒介，如金属构件或金属设备等；属设备等；属设备等；属设备等；其二，蔓延的距离较近，一般只能是相邻的建筑其二，蔓延的距离较近，一般只能是相邻的建筑其二，蔓延的距离较近，一般只能是相邻的建筑其二，蔓延的距离较近，一般只能是相邻的建筑空间。空间。空间。空间。热对流热对流热对流热对流热对流是建筑物内火灾蔓延的一种主要方式。建热对流是建筑物内火灾蔓延的一种主要方式

47、。建热对流是建筑物内火灾蔓延的一种主要方式。建热对流是建筑物内火灾蔓延的一种主要方式。建筑火灾发展到旺盛期后，一般说来窗玻璃在轰燃筑火灾发展到旺盛期后，一般说来窗玻璃在轰燃筑火灾发展到旺盛期后，一般说来窗玻璃在轰燃筑火灾发展到旺盛期后，一般说来窗玻璃在轰燃之际破坏，又经过一段时间的猛烈燃烧，内走廊之际破坏，又经过一段时间的猛烈燃烧，内走廊之际破坏，又经过一段时间的猛烈燃烧，内走廊之际破坏，又经过一段时间的猛烈燃烧，内走廊的木质户门被烧穿，或者门框之上的亮窗玻璃被的木质户门被烧穿，或者门框之上的亮窗玻璃被的木质户门被烧穿，或者门框之上的亮窗玻璃被的木质户门被烧穿，或者门框之上的亮窗玻璃被破坏，导

48、致烟火涌入内走廊。破坏，导致烟火涌入内走廊。破坏，导致烟火涌入内走廊。破坏，导致烟火涌入内走廊。热辐射热辐射热辐射热辐射热辐射是相邻建筑之间火灾蔓延的主要方式之一。热辐射是相邻建筑之间火灾蔓延的主要方式之一。热辐射是相邻建筑之间火灾蔓延的主要方式之一。热辐射是相邻建筑之间火灾蔓延的主要方式之一。建筑防火中的防火间距，主要是考虑防止火焰辐建筑防火中的防火间距，主要是考虑防止火焰辐建筑防火中的防火间距，主要是考虑防止火焰辐建筑防火中的防火间距，主要是考虑防止火焰辐射引起相邻建筑着火而设置的间隔距离。射引起相邻建筑着火而设置的间隔距离。射引起相邻建筑着火而设置的间隔距离。射引起相邻建筑着火而设置的间

49、隔距离。要搞清楚火焰辐射对火灾蔓延的机理，首先必须要搞清楚火焰辐射对火灾蔓延的机理，首先必须要搞清楚火焰辐射对火灾蔓延的机理，首先必须要搞清楚火焰辐射对火灾蔓延的机理，首先必须搞清楚两个问题，即，点燃可燃材料所需的辐射搞清楚两个问题，即，点燃可燃材料所需的辐射搞清楚两个问题，即，点燃可燃材料所需的辐射搞清楚两个问题，即，点燃可燃材料所需的辐射强度是多少？建筑物发生火灾时能够产生多大的强度是多少？建筑物发生火灾时能够产生多大的强度是多少？建筑物发生火灾时能够产生多大的强度是多少？建筑物发生火灾时能够产生多大的辐射强度？辐射强度？辐射强度？辐射强度？第第4章章火灾烟气火灾烟气 燃烧或热解作用所产生

50、的悬浮在气相中的固体燃烧或热解作用所产生的悬浮在气相中的固体燃烧或热解作用所产生的悬浮在气相中的固体燃烧或热解作用所产生的悬浮在气相中的固体和液体微粒和液体微粒和液体微粒和液体微粒.含烟粒子气体称为烟气。由三种类型物质组成：含烟粒子气体称为烟气。由三种类型物质组成：含烟粒子气体称为烟气。由三种类型物质组成：含烟粒子气体称为烟气。由三种类型物质组成：(1)(1)气相燃烧产物；气相燃烧产物；气相燃烧产物；气相燃烧产物；(2)(2)未燃烧的气态可燃物；未燃烧的气态可燃物；未燃烧的气态可燃物；未燃烧的气态可燃物；(3)(3)未完全燃烧的液、固相分解物和冷凝物微小未完全燃烧的液、固相分解物和冷凝物微小未