消防燃燒學(xué)(2)課件

1、消防燃燒學(xué)(2)1 火災(zāi)危險(xiǎn)性通常理解為火災(zāi)在不同物質(zhì)中和不同狀態(tài)下或處理過(guò)程中發(fā)生發(fā) 展的可能性。它在很大程度上取決于所使用物質(zhì)和材料的燃燒性。 燃燒性主要是指物質(zhì)、材料、混合物和構(gòu)件的獨(dú)立燃燒能力。而火災(zāi)危險(xiǎn)性 是個(gè)廣義的概念，它蘊(yùn)含著燃燒性，并考慮到可燃混合物存在的條件和著火 過(guò)程的發(fā)展等因素。 正確地評(píng)價(jià)材料、工藝過(guò)程或生產(chǎn)單位整體的火災(zāi)危險(xiǎn)性，對(duì)采取預(yù)防措施 和制定撲救火災(zāi)的預(yù)案有十分重要的意義。但是，確定火災(zāi)危險(xiǎn)指標(biāo)的是個(gè) 特別復(fù)雜的問(wèn)題，現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)確定指標(biāo)的統(tǒng)一方式方法。這也從側(cè)面說(shuō) 明對(duì)火災(zāi)危險(xiǎn)性和材料燃燒性等概念理解的復(fù)雜性和多義性，也說(shuō)明進(jìn)行火 災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)定和火災(zāi)危險(xiǎn)指

2、標(biāo)的比較在技術(shù)上有很大難度。 一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法 消防燃燒學(xué)(2)2 一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo) (一) 物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及意義 火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念不僅包括物質(zhì)自身傾向燃燒的能力，而且還同物質(zhì)所處的 狀態(tài)有關(guān)。火災(zāi)危險(xiǎn)性不僅與物質(zhì)著火的能力有關(guān)，而且與燃燒過(guò)程和燃燒 伴生現(xiàn)象(生成煙霧、毒性)的強(qiáng)度有關(guān)，還與終止燃燒過(guò)程的難易程度有關(guān)。 評(píng)定火災(zāi)危險(xiǎn)性程度，必須依據(jù)與這些過(guò)程有關(guān)定量參數(shù)。但是，這些定量 并非常數(shù)，它們與可燃物性質(zhì)、存在狀態(tài)、環(huán)境溫度、可燃物和氧化劑的濃 度、存放條件以

3、及體系的散熱能力等因素密切相關(guān)，確定這些參數(shù)有相當(dāng)?shù)?難度。 大多數(shù)情況下，火災(zāi)過(guò)程中的決定因素并不是材料性質(zhì)本身，而是外部環(huán)境 因素。比如燃燒過(guò)程中質(zhì)量和熱量傳遞特性、材料的幾何形狀、可燃物的空 間分布、空氣動(dòng)力條件（風(fēng)等）、點(diǎn)火源的能量、點(diǎn)火源持續(xù)作用的時(shí)間等 等。正是基于以上原因，存在許多評(píng)定火災(zāi)危險(xiǎn)性方法。 由于物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性與所處環(huán)境密切相關(guān)，所以在評(píng)價(jià)物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性不能 用單一的指標(biāo)來(lái)評(píng)定物質(zhì)的，而只能選用能反映物質(zhì)在燃燒過(guò)程不同階段的 爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)性的確定指標(biāo)， 一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)* *二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法二、確定物質(zhì)燃燒性

4、類(lèi)別的方法 消防燃燒學(xué)(2)3 且所選用的指標(biāo)數(shù)還與物質(zhì)的聚集態(tài)有關(guān)。由于物質(zhì)所處條件前差萬(wàn)別，物質(zhì)種 類(lèi)組合各種各樣，不可能把所有影響因素都考慮在內(nèi)，所以目前統(tǒng)一采用可燃物 質(zhì)、氧化介質(zhì)和滅火劑等物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的指標(biāo)來(lái)評(píng)定火災(zāi)危險(xiǎn)性。而高溫、 高壓等他狀況下的火災(zāi)危險(xiǎn)性參數(shù)的評(píng)定則在實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的基礎(chǔ)上添加補(bǔ)充參數(shù)。 實(shí)際上，現(xiàn)有的火災(zāi)危險(xiǎn)性指標(biāo)方法，只是能考慮到對(duì)火災(zāi)危險(xiǎn)性程度有影響的 某些因素，所用確定指標(biāo)的方法并不多。例如，可燃?xì)怏w著火濃度極限的測(cè)定、 用閉杯式和開(kāi)杯式閃點(diǎn)儀測(cè)定可燃液體閃點(diǎn)、固體和液體自燃點(diǎn)測(cè)定等等。盡管 可燃物實(shí)際大規(guī)模的試驗(yàn)可給予火災(zāi)危險(xiǎn)性更為完全的概念，但同樣都

5、不能反映 材料著火和燃燒情況的所有多樣性。 火災(zāi)危險(xiǎn)性最普遍的指標(biāo)是材料或物質(zhì)的燃燒性能。一般分為可燃燒的、難燃燒 的非燃燒的三類(lèi)。定性分類(lèi)的根據(jù)是物質(zhì)在引火源作用下和撤離引火源之后的燃 燒能力。 可燃物質(zhì)是指在火源作用下能夠著火燃燒，且撤掉點(diǎn)火源之后仍能自行燃燒的物 質(zhì)。此類(lèi)物質(zhì)又分為易著火的和難著火的兩類(lèi)。難燃燒物質(zhì)是指在點(diǎn)火源作用下 受熱能夠著火，但撤掉點(diǎn)火源之后，不能自行燃燒的物質(zhì)。需要指出的是難燃和 燃燒物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)與其聚集態(tài)有很大關(guān)系。 一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)* *二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法 消防

6、燃燒學(xué)(2)4 持續(xù)加熱至900時(shí)仍不能燃燒的物質(zhì)被認(rèn)為是非燃燒物質(zhì)。 但有些非燃燒物質(zhì)在一定條 件下是有火災(zāi)危險(xiǎn)的。常見(jiàn)的有以下幾類(lèi)： 1、氧化劑，如高錳酸鉀KMn04，硝酸HN03，氧氣，過(guò)氧化物等； 2、遇水反應(yīng)析出可燃?xì)怏w的物質(zhì)，如碳化鈣（俗稱電石），金屬磷化物，金屬氫化物； 3、受熱易產(chǎn)生高壓的壓縮氣體和液化氣體，以及受熱分解產(chǎn)生氣體的不穩(wěn)定性物質(zhì)； 4、遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出大量熱的物質(zhì)，如生石灰CaO。 (二) 物評(píng)價(jià)物質(zhì)火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)性的指標(biāo) 評(píng)價(jià)各類(lèi)物質(zhì)的火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)性的指標(biāo)見(jiàn)表1-13。評(píng)定液體和固體物質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性指 標(biāo)比氣體多。這與其燃燒過(guò)程有密切的關(guān)系，因?yàn)橐后w和固體

7、物質(zhì)的燃燒首先是液體的受 熱蒸發(fā)過(guò)程和固體物質(zhì)受熱分解產(chǎn)生熱解可燃?xì)獾倪^(guò)程，而這些過(guò)程速度的快慢與液體和 固體物質(zhì)的受熱溫度有莫大的關(guān)系。例如，為使液體著火必須使液面上方氣態(tài)混合物中蒸 氣濃度至少到達(dá)其爆炸下限，而要使液體產(chǎn)生穩(wěn)定燃燒，必須使液體的蒸發(fā)速度大于其燃 燒速度，否則會(huì)因可燃蒸氣來(lái)不及而發(fā)生自熄。所以在評(píng)價(jià)固體和液體可燃物的火災(zāi)危險(xiǎn) 性時(shí)引入閃點(diǎn)和燃點(diǎn)的概念。另外，對(duì)于固體和液體物質(zhì)來(lái)說(shuō)，一些評(píng)價(jià)氣體的指標(biāo)沒(méi)有 實(shí)際意義，因?yàn)檫@些指標(biāo)無(wú)法施用。例如，著火濃度上限的概念對(duì)盛裝于敞開(kāi)貯罐中的液 體和置于露天中的固體可燃物就不適用。 一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念

8、及其指標(biāo)* *二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法 消防燃燒學(xué)(2)5 表1-13 評(píng)價(jià)各類(lèi)物質(zhì)的火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)性的指標(biāo) 注：+表示涉及該項(xiàng)內(nèi)容；-表示不涉及該項(xiàng)內(nèi)容。 物質(zhì)火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)性指標(biāo) 物質(zhì)聚集狀態(tài) 氣體 液體 固體 燃燒類(lèi)別 閃點(diǎn) 燃點(diǎn) 自燃點(diǎn) 著火濃度下限 著火濃度上限 自動(dòng)加熱溫度 熱自燃溫度 最小點(diǎn)火能量 氧指數(shù) 燃盡速度 生煙系數(shù) 生煙比速 燃燒產(chǎn)物毒性 最低氧氣爆炸危險(xiǎn)含量 鈍化溫度 滅火劑最低濃度 與水泡沫滅火劑作用的性能 爆炸危險(xiǎn)混合物等級(jí) 爆炸最大壓力 爆炸升壓速度 + - - + + + - - + - - - - + + + + + + +

9、+ + + + + + + - - - - + - - + + + + + + + + + + + + + - + + +（粉塵） + + + + + +（粉塵） + + + - +（懸浮物） +（懸浮物） 一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)* *二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法 消防燃燒學(xué)(2)6 為便于評(píng)定物質(zhì)的火災(zāi)危險(xiǎn)性質(zhì)，所有指標(biāo)可以分為四組表征燃燒發(fā)展和消 滅的不同階段和方面的。 第一組指標(biāo)基于計(jì)算或?qū)嶒?yàn)以說(shuō)明物質(zhì)燃燒性能。即材料屬于可燃、難燃或 是非燃。 第二組指標(biāo)包括能說(shuō)明物質(zhì)自燃和受外界熱源作用的點(diǎn)燃能力的指標(biāo)：自燃 點(diǎn)、閃

10、點(diǎn)、點(diǎn)火能量、自燃溫度、氧指數(shù)、氧氣最低爆炸危險(xiǎn)含量、著火濃 度極限或著火溫度極限值等。 第三組指標(biāo)包括能表明物質(zhì)火焰蔓延能力的一些指標(biāo)：燃盡速度、火焰蔓延 速度、能間接表征燃燒過(guò)程的指標(biāo)，煙生成系數(shù)，煙生成比速度，燃燒產(chǎn)物 的毒性。 第四組指標(biāo)屬于使用滅火劑方面。包括鈍化濃度，用容量法滅火的滅火劑 (體積)最低濃度，與水一泡沫滅火劑的作用性能等。火災(zāi)危險(xiǎn)性指標(biāo)的這種分 類(lèi)法有助于更加嚴(yán)格、更加科學(xué)地評(píng)定物質(zhì)和材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性。 一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)* *二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法 消防燃燒學(xué)(2)7 二、確定物質(zhì)燃燒性

11、類(lèi)別的方法 確定物質(zhì)燃燒性和求解燃燒極限條件有關(guān)。評(píng)定物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的方法，可分為實(shí)驗(yàn) 方法和計(jì)算方法，前者可分為實(shí)驗(yàn)室方法和實(shí)物試驗(yàn)方法。用實(shí)驗(yàn)室方法確定某一指 標(biāo)時(shí)，需要嚴(yán)格控制空氣交換狀況、溫度、點(diǎn)火源作用強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件， 而實(shí)物試驗(yàn)則要求盡可能符合實(shí)際火災(zāi)的模擬試驗(yàn)條件。 確定氣體燃燒性類(lèi)別是求出著火濃度極限，如果在標(biāo)準(zhǔn)狀況下某種氣體具有著火濃度 極限則該氣體屬于可燃?xì)怏w，否則為難燃?xì)怏w。對(duì)于加熱到900仍不具有自燃特性的 氣體則認(rèn)為是不可燃?xì)怏w。 確定固體物質(zhì)燃燒性能的實(shí)驗(yàn)方法較多。火筒法被認(rèn)為是最常用的快速測(cè)定固體物質(zhì) 燃燒性能的方法，其裝置見(jiàn)圖1-8。如果材料在實(shí)驗(yàn)過(guò)程

12、中出現(xiàn)火焰，并且撤去點(diǎn)火源 后材料可自行燃燒60s以上，質(zhì)量損失率大于20%，則該材料即為可燃材料。 液體燃燒性能測(cè)定一般用圖1-9的裝置進(jìn)行測(cè)定。如果液體在900下自行著火少于3分 鐘，則該液體屬于可燃的，否則即為不燃液體。要想進(jìn)一步研究可燃液體的燃燒特性， 可利用閃點(diǎn)測(cè)試儀和燃點(diǎn)測(cè)試儀器來(lái)測(cè)試其閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。該裝置同樣也可用來(lái)測(cè)定固 體物質(zhì)的燃燒性能，如果坩堝爐加熱到900材料仍不著火，則認(rèn)為是不可燃燒的。 一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法* * 消防燃燒學(xué)(2)8 1-坩堝爐 2-玻璃杯 3-陶瓷坩堝

13、4-坩堝手夾 5-視鏡 6-溫度計(jì) 7-高溫毫伏計(jì) 8-支架 1-金屬筒 2-試樣夾 3-試樣 4-氣體噴燈 5-視鏡 6-支架 圖圖1-9 坩堝法測(cè)定固、液體物質(zhì)燃燒性能裝置坩堝法測(cè)定固、液體物質(zhì)燃燒性能裝置 圖圖1-8 火筒法測(cè)定固體物質(zhì)燃燒性能裝置火筒法測(cè)定固體物質(zhì)燃燒性能裝置 二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法* *一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo)一、物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的概念及其指標(biāo) 消防燃燒學(xué)(2)9 確定固體物質(zhì)燃燒性能的實(shí)驗(yàn)方法較多?；鹜卜ū徽J(rèn)為是最常用的快速測(cè)定固體物質(zhì) 燃燒性能的方法，其裝置見(jiàn)圖1-8。如果材料在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)火焰，并且撤去點(diǎn)火源 后材料可自

14、行燃燒60s以上，質(zhì)量損失率大于20%，則該材料即為可燃材料。 液體燃燒性能測(cè)定一般用圖1-9的裝置進(jìn)行測(cè)定。如果液體在900下自行著火少于3分 鐘，則該液體屬于可燃的，否則即為不燃液體。要想進(jìn)一步研究可燃液體的燃燒特性， 可利用閃點(diǎn)測(cè)試儀和燃點(diǎn)測(cè)試儀器來(lái)測(cè)試其閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。該裝置同樣也可用來(lái)測(cè)定固 體物質(zhì)的燃燒性能，如果坩堝爐加熱到900材料仍不著火，則認(rèn)為是不可燃燒的。 當(dāng)利用圖1-10所示裝置來(lái)測(cè)定固體物質(zhì)的燃燒性能時(shí)，要求材料在陶瓷管中被持續(xù)加 熱2min，根據(jù)溫度變化觀察試樣的變化情況。待有焰燃燒停止，冷卻12小時(shí)后稱其重 量，根據(jù)材料的質(zhì)量損失速率和釋熱強(qiáng)度評(píng)價(jià)材料的燃燒性能。如果質(zhì)量損失速率和 釋熱強(qiáng)度超過(guò)某一值則認(rèn)為時(shí)可燃的，如果質(zhì)量損失速率和熱產(chǎn)出強(qiáng)度低于最小極限 值則認(rèn)為是難燃的。 如果想?yún)^(qū)分固體材料的易燃和可燃性，還需要測(cè)定點(diǎn)燃后火焰在材料表面的傳播情況。 當(dāng)點(diǎn)燃臥放的標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣（30040110mm）時(shí)，如果火焰在120s可由一端傳到另 一端，則該材料為易燃材料。 固體可燃物的水平燃燒試驗(yàn)可測(cè)定材料的最大燃燒長(zhǎng)度或燃燒速度，垂直燃燒可將材 料按燃燒性能進(jìn)行分級(jí)。 二、確定物質(zhì)燃燒性類(lèi)別的方法二、確定