課件--消防燃燒學(xué)

1、燃燒學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史燃燒學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史一、燃燒學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史一、燃燒學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史（一）燃燒的燃素說（一）燃燒的燃素說（二）燃燒的氧學(xué)說（二）燃燒的氧學(xué)說現(xiàn)代化學(xué)表明，燃燒是可燃物與氧化現(xiàn)代化學(xué)表明，燃燒是可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙現(xiàn)象?？梢姡妗l(fā)光和（或）發(fā)煙現(xiàn)象?？梢?，燃燒的氧學(xué)說距離現(xiàn)代燃燒學(xué)說只有燃燒的氧學(xué)說距離現(xiàn)代燃燒學(xué)說只有一步之遙。一步之遙。燃燒學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史燃燒學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史燃燒學(xué)的應(yīng)用燃燒學(xué)的應(yīng)用二、燃燒學(xué)的應(yīng)用二、燃燒學(xué)的應(yīng)用（一）提高能效方面（一）提高能效方面（二）減少損失方面（二）減少損失方面燃燒的本質(zhì)燃燒的本質(zhì)

2、三、燃燒的本質(zhì)三、燃燒的本質(zhì)（一）本質(zhì)（一）本質(zhì) 所謂燃燒，是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放所謂燃燒，是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙現(xiàn)象。熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和（或）發(fā)煙現(xiàn)象。 從本質(zhì)上講，燃燒是一種氧化還原反應(yīng)，但其從本質(zhì)上講，燃燒是一種氧化還原反應(yīng)，但其放熱、發(fā)光、發(fā)煙、伴有火焰等基本特征表明它不放熱、發(fā)光、發(fā)煙、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化還原反應(yīng)。同于一般的氧化還原反應(yīng)。燃燒的本質(zhì)燃燒的本質(zhì)（二）基本條件（二）基本條件 1、可燃物（還原劑）、可燃物（還原劑） 2、助燃物（氧化劑）、助燃物（氧化劑） 3、點(diǎn)火源、點(diǎn)火源 燃燒的本質(zhì)燃燒

3、的本質(zhì)（三）燃燒條件的應(yīng)用（三）燃燒條件的應(yīng)用 1、防火措施、防火措施 （1）控制可燃物控制可燃物 （2）隔絕空氣）隔絕空氣 （3）消除點(diǎn)火源）消除點(diǎn)火源燃燒的本質(zhì)燃燒的本質(zhì)（三）燃燒條件的應(yīng)用（三）燃燒條件的應(yīng)用 2、滅火方法、滅火方法 （1）隔離法）隔離法 （2）窒息法）窒息法 （3）冷卻法）冷卻法 （4）抑制法）抑制法燃燒的本質(zhì)燃燒的本質(zhì)（四）燃燒產(chǎn)物（四）燃燒產(chǎn)物 定義：由于燃燒而生成的氣體、液體和固體物定義：由于燃燒而生成的氣體、液體和固體物質(zhì)。質(zhì)。分類：分類：（1 1）完全燃燒產(chǎn)物）完全燃燒產(chǎn)物 （2 2）不完全燃燒產(chǎn)物）不完全燃燒產(chǎn)物 （3 3）離解產(chǎn)物）離解產(chǎn)物 （4 4）煙）

4、煙燃燒的本質(zhì)燃燒的本質(zhì)（四）燃燒產(chǎn)物（四）燃燒產(chǎn)物毒害作用：毒害作用：1.缺氧、窒息作用缺氧、窒息作用2.毒性、刺激性、腐蝕性毒性、刺激性、腐蝕性 CO、SO2、HCl、氰化物、氰化物、NOx3.高溫氣體的熱損傷高溫氣體的熱損傷燃燒的本質(zhì)燃燒的本質(zhì)（四）燃燒產(chǎn)物（四）燃燒產(chǎn)物 1952年年12月月 5日，英國(guó)首都倫敦上空突然濃霧籠罩，天昏地暗，經(jīng)久不散，日，英國(guó)首都倫敦上空突然濃霧籠罩，天昏地暗，經(jīng)久不散，就像就像 一個(gè)巨大的蓋子罩在了城市上空，農(nóng)村和工廠的許多煙囪排出的濃煙積聚一個(gè)巨大的蓋子罩在了城市上空，農(nóng)村和工廠的許多煙囪排出的濃煙積聚在低空，使在低空，使 污染物濃度不斷增加，最高時(shí)每立

5、方米煙塵濃度竟達(dá)到污染物濃度不斷增加，最高時(shí)每立方米煙塵濃度竟達(dá)到4.5毫克，毫克，SO2也達(dá)也達(dá)3.8毫克。毫克。 在倫敦準(zhǔn)備展出的一群獲獎(jiǎng)的牛，首先對(duì)煙霧毒害有了反應(yīng)。它們伸長(zhǎng)舌頭在倫敦準(zhǔn)備展出的一群獲獎(jiǎng)的牛，首先對(duì)煙霧毒害有了反應(yīng)。它們伸長(zhǎng)舌頭，呼，呼 吸困難，有一頭當(dāng)即死亡，吸困難，有一頭當(dāng)即死亡，12頭因病重只好送到屠宰場(chǎng)，另有頭因病重只好送到屠宰場(chǎng)，另有 160頭牛需頭牛需要治療。與要治療。與 此同時(shí)，過路的行人也聞到了一股股強(qiáng)烈刺鼻的氣味，成千上萬的此同時(shí)，過路的行人也聞到了一股股強(qiáng)烈刺鼻的氣味，成千上萬的市民感到胸悶氣急、市民感到胸悶氣急、 喉痛咳嗽、嘔吐不止，其他疾病也隨之不

6、斷出現(xiàn)。喉痛咳嗽、嘔吐不止，其他疾病也隨之不斷出現(xiàn)。4天內(nèi)，天內(nèi)，倫敦有近倫敦有近 4000人死亡，患人死亡，患 有呼吸器官疾病者是平時(shí)的有呼吸器官疾病者是平時(shí)的4倍，患心臟病者是平時(shí)倍，患心臟病者是平時(shí)的的3倍，緊接著，英國(guó)全境出現(xiàn)大倍，緊接著，英國(guó)全境出現(xiàn)大 霧，氣溫逆轉(zhuǎn)，甚至在之后的霧，氣溫逆轉(zhuǎn)，甚至在之后的2個(gè)月內(nèi)，還有個(gè)月內(nèi)，還有 8000多人因各種疾病死亡。這就是舉世多人因各種疾病死亡。這就是舉世 聞名的聞名的“倫敦?zé)熿F事件倫敦?zé)熿F事件”。燃燒的本質(zhì)燃燒的本質(zhì)（四）燃燒產(chǎn)物（四）燃燒產(chǎn)物危害性：危害性：1.煙氣的毒害性煙氣的毒害性2.煙氣的減光性煙氣的減光性3.不完全燃燒產(chǎn)物的爆炸

7、性不完全燃燒產(chǎn)物的爆炸性燃燒的熱量傳遞燃燒的熱量傳遞五、燃燒的熱量傳遞五、燃燒的熱量傳遞（一）傳遞方式（一）傳遞方式 1、熱傳導(dǎo)、熱傳導(dǎo) 相互接觸而溫度不同的物體或物體中溫度不同的各個(gè)部相互接觸而溫度不同的物體或物體中溫度不同的各個(gè)部分之間，當(dāng)不存在宏觀的相對(duì)位移時(shí)，由微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)分之間，當(dāng)不存在宏觀的相對(duì)位移時(shí)，由微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)引起的熱傳遞現(xiàn)象。引起的熱傳遞現(xiàn)象。FdTQ（1）溫度差）溫度差（2）導(dǎo)熱系數(shù)）導(dǎo)熱系數(shù)（3）導(dǎo)熱物體的厚度和截面積）導(dǎo)熱物體的厚度和截面積（4）時(shí)間）時(shí)間燃燒的熱量傳遞燃燒的熱量傳遞（一）傳遞方式（一）傳遞方式 2、熱對(duì)流、熱對(duì)流 流體中溫度不同的各個(gè)部分之間

8、，由于相對(duì)的宏觀運(yùn)動(dòng)流體中溫度不同的各個(gè)部分之間，由于相對(duì)的宏觀運(yùn)動(dòng)而把熱量從一處帶到另一處的現(xiàn)象，或者說具有相對(duì)位移的而把熱量從一處帶到另一處的現(xiàn)象，或者說具有相對(duì)位移的流體與所接觸的固體壁面之間的熱量傳遞過程。流體與所接觸的固體壁面之間的熱量傳遞過程。分類：分類：（1）自然對(duì)流）自然對(duì)流（2）強(qiáng)制對(duì)流）強(qiáng)制對(duì)流燃燒的熱量傳遞燃燒的熱量傳遞（一）傳遞方式（一）傳遞方式 2、熱對(duì)流、熱對(duì)流 （1）自然對(duì)流）自然對(duì)流 指流體的運(yùn)動(dòng)是由自然力所引起的。指流體的運(yùn)動(dòng)是由自然力所引起的。 （2）強(qiáng)制對(duì)流）強(qiáng)制對(duì)流 指流體微團(tuán)的空間移動(dòng)是由機(jī)械力引起。指流體微團(tuán)的空間移動(dòng)是由機(jī)械力引起。燃燒的熱量傳遞燃

9、燒的熱量傳遞（一）傳遞方式（一）傳遞方式 3、熱輻射、熱輻射 以電磁波形式傳播熱量的現(xiàn)象，叫做熱輻射。以電磁波形式傳播熱量的現(xiàn)象，叫做熱輻射。燃燒的熱量傳遞燃燒的熱量傳遞（二）煙囪效應(yīng)（二）煙囪效應(yīng)在垂直的圍護(hù)物中，由于氣體對(duì)流，促使煙塵和熱氣向在垂直的圍護(hù)物中，由于氣體對(duì)流，促使煙塵和熱氣向上流動(dòng)的效應(yīng)。上流動(dòng)的效應(yīng)。煙囪效應(yīng)形成原因煙囪效應(yīng)形成原因戶內(nèi)空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空戶內(nèi)空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空氣加強(qiáng)對(duì)流的現(xiàn)象。煙囪效應(yīng)的產(chǎn)生。在有共享中庭、氣加強(qiáng)對(duì)流的現(xiàn)象。煙囪效應(yīng)的產(chǎn)生。在有共享中庭、豎向通風(fēng)（排煙）風(fēng)道、樓梯間等具有類似煙囪特征豎向通風(fēng)

10、（排煙）風(fēng)道、樓梯間等具有類似煙囪特征即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建筑物、構(gòu)筑即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建筑物、構(gòu)筑物（如水塔）中，空氣（包括煙氣）靠密度差的作用，物（如水塔）中，空氣（包括煙氣）靠密度差的作用，沿著通道很快進(jìn)行擴(kuò)散或排出建筑物的現(xiàn)象，即為煙囪沿著通道很快進(jìn)行擴(kuò)散或排出建筑物的現(xiàn)象，即為煙囪效應(yīng)。效應(yīng)。燃燒的熱量傳遞燃燒的熱量傳遞（二）煙囪效應(yīng)（二）煙囪效應(yīng)煙囪效應(yīng)的特點(diǎn)煙囪效應(yīng)的特點(diǎn) （1）管道）管道H越高，管道平面下的壓力差（越高，管道平面下的壓力差（PP1）越）越大，煙囪效應(yīng)越顯著。大，煙囪效應(yīng)越顯著。（2）管道內(nèi)外溫差越大，熱空氣與冷空氣的比重差越）管道內(nèi)

11、外溫差越大，熱空氣與冷空氣的比重差越大，管道下端平面上的壓力差也就越大，煙囪效應(yīng)越大，管道下端平面上的壓力差也就越大，煙囪效應(yīng)越顯著。顯著。火災(zāi)是高樓最大的安全隱患。鋼筋鐵骨火災(zāi)是高樓最大的安全隱患。鋼筋鐵骨般的紐約世貿(mào)中心其實(shí)不是被飛機(jī)撞塌般的紐約世貿(mào)中心其實(shí)不是被飛機(jī)撞塌的，而是被大火燒塌的。的，而是被大火燒塌的。原來，紐約世貿(mào)中心整體都是鋼結(jié)構(gòu)。原來，紐約世貿(mào)中心整體都是鋼結(jié)構(gòu)。鋼材在鋼材在500500攝氏度的溫度下，承載能力攝氏度的溫度下，承載能力會(huì)降低一半；超過會(huì)降低一半；超過800800攝氏度，其承載攝氏度，其承載能力將微乎其微。飛機(jī)撞擊世貿(mào)中心后，能力將微乎其微。飛機(jī)撞擊世貿(mào)中心

12、后，大火熊熊燃燒，溫度高達(dá)大火熊熊燃燒，溫度高達(dá)10001000攝氏度。攝氏度。于是，鋼材在高溫下軟化，難以支撐成于是，鋼材在高溫下軟化，難以支撐成千上萬噸的樓重。因此，整幢大樓像熔千上萬噸的樓重。因此，整幢大樓像熔化了的巧克力一樣轟然坍塌了。化了的巧克力一樣轟然坍塌了。 紐約世貿(mào)大廈原貌紐約世貿(mào)大廈原貌燃燒的熱量傳遞燃燒的熱量傳遞燃燒類型燃燒類型六、燃燒類型六、燃燒類型（一）閃燃（一）閃燃 閃燃和閃點(diǎn)：閃燃和閃點(diǎn)： 閃燃：可燃液體蒸氣與空氣混合氣體遇火源發(fā)生一閃閃燃：可燃液體蒸氣與空氣混合氣體遇火源發(fā)生一閃 即滅的現(xiàn)象。即滅的現(xiàn)象。 閃點(diǎn)：在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，液體表面發(fā)生閃燃的最低閃點(diǎn)：在規(guī)

13、定的實(shí)驗(yàn)條件下，液體表面發(fā)生閃燃的最低溫度。溫度。燃燒類型燃燒類型六、燃燒類型六、燃燒類型（一）閃燃（一）閃燃 閃點(diǎn)在消防中的意義閃點(diǎn)在消防中的意義是衡量可燃液體火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要參數(shù)。是衡量可燃液體火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要參數(shù)。是可燃液體生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類的依據(jù)。是可燃液體生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類的依據(jù)。是配置滅火劑供給強(qiáng)度的依據(jù)。是配置滅火劑供給強(qiáng)度的依據(jù)。燃燒類型燃燒類型六、燃燒類型六、燃燒類型（二）著火（二）著火 可燃物質(zhì)在空氣中與火源接觸，達(dá)到某一溫度時(shí)，開始可燃物質(zhì)在空氣中與火源接觸，達(dá)到某一溫度時(shí)，開始產(chǎn)生有火焰的燃燒，并在火源移去后仍然持續(xù)燃燒的現(xiàn)象。產(chǎn)生有火焰的燃燒，并在火源

14、移去后仍然持續(xù)燃燒的現(xiàn)象。著火就是燃燒的開始，并且以出現(xiàn)火焰為特征，這是日常生著火就是燃燒的開始，并且以出現(xiàn)火焰為特征，這是日常生產(chǎn)、生活中最常見的燃燒現(xiàn)象。產(chǎn)、生活中最常見的燃燒現(xiàn)象。 可燃物開始持續(xù)燃燒所需要的最低溫度，叫做該物質(zhì)的可燃物開始持續(xù)燃燒所需要的最低溫度，叫做該物質(zhì)的著火點(diǎn)（又稱燃點(diǎn)）。著火點(diǎn)（又稱燃點(diǎn)）。燃燒類型燃燒類型六、燃燒類型六、燃燒類型（三）自燃（三）自燃 可燃物質(zhì)在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受可燃物質(zhì)在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱所產(chǎn)生的自行著火現(xiàn)象，叫做自燃。熱或自身發(fā)熱所產(chǎn)生的自行著火現(xiàn)象，叫做自燃。483.6kJO2H2OH37

15、1.5kJH2NaOHO2H2Na22222 與水作用發(fā)生自燃的物質(zhì)與水作用發(fā)生自燃的物質(zhì)1、活潑金屬、活潑金屬133.2kJHNaOHOHNaH22 2、金屬氫化物、金屬氫化物燃燒類型燃燒類型3、金屬磷化物、金屬磷化物 33223332232PH3Zn(OH)O6HPZn2PH3Ca(OH)O6HPCa燃燒類型燃燒類型 4323422222222223CH4Al(OH)O12HCAlHCCa(OH)O2HCaCHC2KOHO2HCK4、炭化物、炭化物5、金屬粉末、金屬粉末O4H)Mg(AlO2Al(OH)Mg(OH)3H2Al(OH)O6H2AlHMg(OH)O2HMgHZnOOHZn222

16、3223222222 燃燒類型燃燒類型7、CaO、無水、無水AlCl3、NaO、NaOH、發(fā)煙發(fā)煙H2SO4、氯磺酸、氯磺酸、PCl3保險(xiǎn)粉是典型的危險(xiǎn)化學(xué)品，遇少量水或在潮濕空氣中保險(xiǎn)粉是典型的危險(xiǎn)化學(xué)品，遇少量水或在潮濕空氣中分解發(fā)熱，會(huì)自燃或爆炸。所以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定必須用分解發(fā)熱，會(huì)自燃或爆炸。所以產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定必須用鐵桶密閉包裝。鐵桶密閉包裝。上述與水接觸時(shí)，雖不產(chǎn)生可燃?xì)怏w，但放出大量的熱，上述與水接觸時(shí)，雖不產(chǎn)生可燃?xì)怏w，但放出大量的熱，能將附近的可燃物引燃。能將附近的可燃物引燃。6、保險(xiǎn)粉、保險(xiǎn)粉燃燒類型燃燒類型空氣中能自燃的物質(zhì)空氣中能自燃的物質(zhì)1、黃磷、黃磷522O2

17、P5O4P 存放在水中存放在水中P4具有四面體，以具有四面體，以p軌道成鍵，鍵角軌道成鍵，鍵角60度，張度，張力很大，鍵能變小，力很大，鍵能變小，79kJmol-1,易斷鍵。易斷鍵。對(duì)黃磷等易自燃商品的包裝，宜將其裝入壁厚不少對(duì)黃磷等易自燃商品的包裝，宜將其裝入壁厚不少于于1毫米的鐵桶中，毫米的鐵桶中，桶桶內(nèi)壁須涂耐酸保護(hù)層，桶內(nèi)盛內(nèi)壁須涂耐酸保護(hù)層，桶內(nèi)盛水，并使水面浸沒商品，桶口嚴(yán)密封閉，每桶凈重不水，并使水面浸沒商品，桶口嚴(yán)密封閉，每桶凈重不超過超過50公斤。公斤。燃燒類型燃燒類型2、烷基鋁、烷基鋁存放在苯中存放在苯中3、硝化纖維素、硝化纖維素存放在水中或酒精中，含水量不得少存放在水中或

18、酒精中，含水量不得少32%或放或放在低于在低于20的密閉箱子中。的密閉箱子中。O6H4CO7OH2CH3CAl(OH)O3HAl)H(C222626232352 232222HNOHNOOH2NO2NOO2NO 1993年，年，10月月14日日12時(shí)時(shí)45分，廣州市乒乓球廠發(fā)生火分，廣州市乒乓球廠發(fā)生火災(zāi)，燒毀建筑近災(zāi)，燒毀建筑近4000平方米，死平方米，死 亡亡2人，受傷人，受傷23人，直接人，直接經(jīng)濟(jì)損失經(jīng)濟(jì)損失890萬元?；馂?zāi)系雨水滲入烘房?jī)?nèi)使乒乓球萬元。火災(zāi)系雨水滲入烘房?jī)?nèi)使乒乓球 半成半成品受潮分解自燃所致品受潮分解自燃所致 。 燃燒類型燃燒類型植物自燃植物自燃1、原因：、原因：（1

19、）在一定濕度條件下，微生物繁殖產(chǎn)生熱量，溫度升高。）在一定濕度條件下，微生物繁殖產(chǎn)生熱量，溫度升高。（2）升溫進(jìn)一步促進(jìn)植物中的纖維素發(fā)生緩慢氧化，達(dá)到）升溫進(jìn)一步促進(jìn)植物中的纖維素發(fā)生緩慢氧化，達(dá)到自燃。自燃。2、條件：、條件：（1）有一定濕度；）有一定濕度；（2）堆積在一起，集熱不散。堆積在一起，集熱不散。3、預(yù)防措施：、預(yù)防措施：控制水分，定期測(cè)溫，注意通風(fēng)，嚴(yán)防雨水?？刂扑?，定期測(cè)溫，注意通風(fēng)，嚴(yán)防雨水。燃燒類型燃燒類型涂油物自燃涂油物自燃（1）雙鍵被氧化，放出熱量）雙鍵被氧化，放出熱量1、自燃原因：、自燃原因：植物油中含有不飽和脂肪酸甘油脂，其在低溫下易氧化植物油中含有不飽和脂肪酸甘油脂，其在低溫下易氧化放熱。放熱。 O ORH=CHR+O2 RCHCHR+Q2、自燃過程、自燃過程：燃燒類型燃燒類型（3）不飽和脂肪酸有能與產(chǎn)生的過氧化物發(fā)生聚合，放）不飽和脂肪酸有能與產(chǎn)生的過氧化物發(fā)生聚合，放出大量熱。如此持續(xù)下去，不斷放熱，可能導(dǎo)致自燃。出大量熱。如此持續(xù)下去，不斷放熱，可能導(dǎo)致自燃。（2）生成的有機(jī)過氧化物易于釋放氧化活性很高的原子）生成的有機(jī)過氧