燃燒學(xué)復(fù)習(xí)資料整理中國(guó)礦業(yè)大學(xué)

1、Word資料燃燒學(xué)復(fù)習(xí)提綱第一章1、燃燒的本質(zhì)及燃燒的條件（充分條件及必要條件）、燃燒三角 形；答：燃燒的本質(zhì)：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)光或發(fā)煙的現(xiàn)象。燃燒的條件：充分條件：可燃物和助燃物要有一定的數(shù)量和 濃度，點(diǎn)火源要有一定的溫度和足夠的能量。必要條件：可燃物、助燃物、點(diǎn)火源。燃燒三角形：可燃物、氧氣、點(diǎn)火源。2、理論空氣量、理論煙氣量、過量空氣系數(shù)；答：理論空氣量：是指單位量的燃料完全燃燒所需要的最少的空 氣量，通常也稱為理論空氣需要量固體:V0, O2=C+H + A.012 4 32 3222.4 10-2V。,airV0, O20.21氣體:V

2、。,。2=權(quán)0+P2+：出$+? i n m CnHm 一 2 10，V0, air 二V0, O20.21理論煙氣量：固體:V0,co222.412100氣體:V0,SO222.4 SX3210022.4 NX281000.79V0,air22.4 W 22.4 HV0,N2 =., 2181002100一一 一一 ._2V0,CO2 =(CO +CO2 + nCnHm y 10V0,SO2 =H2s 10-V0, H2O一 m=H2 H2O H2S 八CnHm 10V。, 2=電 10 0.7%ir過量空氣系數(shù)：實(shí)際空氣需要量通常大于理論空氣需要量V?air - VQ.air%過量空氣系數(shù)

3、%=1時(shí)，燃料與空氣量比稱為化學(xué)當(dāng)（計(jì)）量比%1時(shí)，實(shí)際供給的空氣量少于理論空氣量。燃燒不完全 介1時(shí)，實(shí)際空氣量多于理論空氣量，才能保證完全燃燒 氣態(tài)可燃物 = 1.02 1.2;液態(tài)可燃物 = 1.1 1.3;固態(tài)可燃物 = 1.3 1.7。原因：燃料與空氣的混合不均勻3、燃燒相關(guān)計(jì)算（燃燒空氣量、煙氣量及其組成的計(jì)算）。答：見習(xí)題合集。第三章1、可燃物的著火方式（自燃、點(diǎn)燃）、著火條件的定義答：自燃：可燃物在無(wú)外部火源作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄 熱而發(fā)生的燃燒的現(xiàn)象。點(diǎn)燃：可燃物局部受到火花、熾熱物體等高溫?zé)嵩吹膹?qiáng)加熱 作用而著火，然后依靠燃燒波傳播到真?zhèn)€可燃燒中。著火條件：如果在一定

4、的初始條件下，系統(tǒng)將不能在整個(gè)時(shí) 間區(qū)段保持低溫水平的緩慢反應(yīng)態(tài)，而將出現(xiàn)一個(gè)劇烈的加速的過度 過程，使系統(tǒng)在某個(gè)瞬間達(dá)到高溫反應(yīng)態(tài)，即達(dá)到燃燒態(tài)，那么這個(gè) 初始條件就是著火條件。正確理解著火條件：、達(dá)到著火條件只是具備了著火的可能；、著火條件指的是系統(tǒng)初始應(yīng)具備的條件；、著火條件是多種因素的總和。2、謝苗諾夫著火理論的核心思想及臨界判據(jù)、如何應(yīng)用謝苗諾 夫理論提出的可燃物著滅火的技術(shù)措施；答：核心思想：某一反應(yīng)體系在初始條件下，進(jìn)行緩慢的氧化還 原反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，同時(shí)向環(huán)境散熱，當(dāng)產(chǎn)生的熱量大于散熱 時(shí)，體系的溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度加快，產(chǎn)生更多的熱量，反應(yīng)體系的溫度進(jìn)一步升高，直至著

5、火燃燒。臨界判據(jù)：放熱大于散熱，熱量積聚，溫度上升，反應(yīng)速度 上升，系統(tǒng)最終著火；放熱小于散熱，熱量散失，溫度下降，反應(yīng)速 度下降，系統(tǒng)最終不著火。著滅火措施：著火：降低;增加P;提高To；滅火：減小口 ;降低P;減小To。3、卡門茨基著火理論及其臨界判據(jù)、鏈鎖反應(yīng)理論的核心及其 臨界判據(jù)，氫氧混合物的著火半島現(xiàn)象。答：卡門茨基著火理論及其臨界判據(jù)：理論：自熱體系能否著火，取決于該體系能否得到穩(wěn)態(tài)溫度分布。臨界判據(jù)：若能得到穩(wěn)態(tài)溫度分布，則系統(tǒng)不會(huì)著火；若不能得 到穩(wěn)態(tài)溫度分布，則系統(tǒng)會(huì)著火。鏈鎖反應(yīng)理論的核心及其臨界判據(jù)：核心：鏈鏈鎖反應(yīng)理論認(rèn)為，反應(yīng)的自動(dòng)加速不一定要靠熱量的 積累，也可以

6、通過鏈鎖反應(yīng)逐漸積累自由基的方法使得反應(yīng)自動(dòng)加 速，直至著火；系統(tǒng)中自由基數(shù)目能否發(fā)生積累是鏈鎖反應(yīng)的關(guān)鍵， 是反應(yīng)過程中自由基增長(zhǎng)因素與消毀因素相互作用的結(jié)果。臨界判據(jù)：在中=f-g0的情況下，自由基數(shù)目不能積累，反應(yīng)速率不會(huì) 自動(dòng)加速，反應(yīng)速率隨著時(shí)間的增加只能趨勢(shì)某一微小的定值， 因此, f 0的情況下，自由基數(shù)目積累，隨著時(shí)間的增加，反應(yīng)速率呈指數(shù)級(jí)加速，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生著火；在中=f -g=0的情況下，反應(yīng)速率隨時(shí)間增加呈線性加速，系 統(tǒng)處于臨界狀態(tài)。氫氧混合物的著火半島現(xiàn)象：假設(shè)在第一、二極限之間的爆炸區(qū)內(nèi)取一點(diǎn) P保持系統(tǒng)溫度不變而降低壓力，P點(diǎn)則向下垂直移動(dòng)，由于壓 力較低、自由基擴(kuò)

7、散速度加快，自由基器壁消毀速度加快，當(dāng)壓力下 降到某一數(shù)值后，f gW0。第一極限保持系統(tǒng)溫度不變而升高壓力，P點(diǎn)則向上垂直移動(dòng)，由于壓 力較高，增大了自由基擴(kuò)散過程中與氣相穩(wěn)定分子的碰撞， 自由基氣 相消毀速度加快，當(dāng)壓力增加到某一數(shù)值后， f g出 H2O OHg導(dǎo)致自由基增長(zhǎng)速度增大，于是又能發(fā)生爆炸。第三極限4、三種自燃理論的適用對(duì)象、條件及范圍，相互的異同點(diǎn)。答：適用于氣體混合物，可以認(rèn)為體系內(nèi)部溫度均一；對(duì)于比 渥數(shù)Bi較小的堆積固體物質(zhì)，也可認(rèn)為物體內(nèi)部溫度大致相等；不 適用于比渥數(shù)Bi大的固體。適用于比渥數(shù)Bi大的固體（物質(zhì)內(nèi)部溫度分布的不均勻 性）。反應(yīng)中存在自由基。5、點(diǎn)燃

8、與自燃的異同，常用的點(diǎn)燃方式的臨界判據(jù)。答：點(diǎn)燃與自燃的異同：自燃：可燃物在無(wú)外部火源作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱而 發(fā)生的燃燒的現(xiàn)象。點(diǎn)燃：可燃物局部受到火花、熾熱物體等高溫?zé)嵩吹膹?qiáng)加熱作用 而著火，然后依靠燃燒波傳播到真?zhèn)€可燃燒中。常用的點(diǎn)燃方式的臨界判據(jù)：熾熱物點(diǎn)燃：1質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)迫著火條件:h:混合物能燃高溫質(zhì)點(diǎn)表面附近 可燃介質(zhì)的溫度分布 曲線的斜率等于零 時(shí)，可燃介質(zhì)反應(yīng)層 便開始向未燃介質(zhì)中 傳播，這種傳播的開 始即認(rèn)為是強(qiáng)迫著火 的條件電火花點(diǎn)燃：存在最小點(diǎn)火能。6、可燃系統(tǒng)滅火過程的S型特點(diǎn)答:熄火的過程形特點(diǎn)拐點(diǎn)I-著火的臨界狀兄拐點(diǎn)E-熄火臨界狀況著火與熄火過程并不可逆熄火過

9、程帶有滯后性-熄火要在比著火更惡劣的條件下才能爰生初溫變化對(duì)著火影響大對(duì)滅火影響小，濃度變化對(duì)滅火影響大對(duì)著火影響小第四章1、氣體燃燒狀態(tài)圖及各區(qū)域的燃燒特點(diǎn);答：（P卬1/%）是初態(tài)通過（P 1/pa點(diǎn)，將平面分成四個(gè)區(qū)域。過程的終態(tài)只能發(fā) 生在I、田區(qū)，不可能發(fā)生在n、iv區(qū)交點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G、H等是可能的終態(tài)。區(qū)域（I ）是爆震區(qū)，而區(qū)域（田）是緩燃區(qū)。區(qū)域（I）, 1/PpPo,即經(jīng)過燃燒后氣體壓力增加、燃 燒后氣體密度增加、燃燒以超音速傳播（M1）。區(qū)域（田），1/Pp1/Ps, PpJ,即經(jīng)過燃燒后氣體壓力減小或接近不變、氣體密度減小、燃燒以亞音速進(jìn)行（M1）o2、火焰

10、鋒面的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)、層流火焰鋒面的簡(jiǎn)化計(jì)算；答：火焰鋒面的結(jié)構(gòu)：一層一層的混合氣依次著火，薄薄的化學(xué)反應(yīng)區(qū)開始由點(diǎn)燃的地方向未燃混合氣傳播， 它使已燃區(qū)與未燃區(qū)之間形成了明顯的分界線，稱這層薄薄的化學(xué)反應(yīng)發(fā)光區(qū)為火焰前沿（鋒面）；火焰前沿的厚度是很薄的，只有十分之幾毫米甚至百分之幾毫米，分析問題中可將其看作 “幾何面（鋒面）?；鹧驿h面的特點(diǎn)：火焰前沿可分為兩部分：預(yù)熱區(qū)和化學(xué)反應(yīng)區(qū)；火焰前沿存在強(qiáng)烈的導(dǎo)熱和物質(zhì)擴(kuò)散。2 1F新鮮混合氣-3 （火焰熔峰寬度）預(yù)熱區(qū)-一-反拽區(qū)/a火焰前鋒的寬度極 小，但出現(xiàn)極大的 溫度梯度di心和 濃度梯度dC八, 因而火焰中有強(qiáng)烈 的熱流和擴(kuò)散流熱流的方向從高

11、溫 火焰向低溫新鮮混 合氣，而擴(kuò)散流的C=f2 (x)一活化中心4-3卷定的平面火焰鋒面結(jié)構(gòu)方向則從高濃度向 低濃度，新鮮混合 氣的分子，燃燒產(chǎn) 物分子.游離基均如散3、可燃?xì)怏w爆炸極限確定的幾個(gè)方法、 混合氣體爆炸極限計(jì)算；答：方法：通過1摩爾可燃?xì)庠谌紵磻?yīng)中所需氧原子的摩爾數(shù)（N）計(jì) 算有機(jī)可燃?xì)獗O限（體積百分?jǐn)?shù)）100 J x下=%4.76( N -1 )+1400 x =%4.76N 4利用可燃?xì)怏w在空氣中完全燃燒時(shí)的化學(xué)計(jì)量濃度小計(jì)算有 機(jī)物爆炸極限x下=0.55x0 x上=4.8 Xo注：該式適用于以飽和炫為主的有機(jī)可燃?xì)怏w， 但不適用于無(wú)機(jī) 可燃?xì)怏w。通過燃燒熱計(jì)算有機(jī)可燃

12、氣的爆炸下限XX1Q1 =x2Q2 :工多種可燃?xì)怏w組成的混合物爆炸極限的計(jì)算（萊一夏特爾公 式）100旦旦隆+旦N1N2N3NiP1、P2、P3混合氣中各組分的體積百分?jǐn)?shù)，%N1、N2、N3混合氣中各組分的爆炸極限， %注意：應(yīng)用萊一夏特爾公式時(shí)，組成混合氣體的各組分之間不得 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。含有惰性氣體的可燃混氣爆炸極限的計(jì)算方法如果可燃混氣中含有惰性氣體，如 N2、CO2等，計(jì)算其爆炸極 限時(shí)，仍然利用萊一夏特爾公式但需將每種惰性氣體與一種可燃?xì)饩帪橐唤M，將該組氣體看成一種可燃?xì)怏w成分該組在混合氣體中的體積百分含量為該組中惰性氣體和可燃?xì)怏w體積百分含量之和。而該組氣體的爆炸極限可先列出該組

13、惰性氣體與可燃?xì)獾慕M合比值，再?gòu)膱D中查出該組氣體的爆炸極限， 然后代入萊一夏特爾公式 進(jìn)行計(jì)算。括性氣體/可蜷，體圖4 25氫，一氧化喋，甲烷與氯、二氧化碳混合氣體在空氣中的爆炸極限圖4-26乙烷、丙烷、丁烷和氯、二氧化碳混合物氣體在空氣中的爆炸極限%BS)垃4、可燃?xì)怏w爆炸濃度極限三角坐標(biāo)圖的應(yīng)用;答：三角坐標(biāo)表示方法：三角形的每條邊作為一種組分的坐標(biāo)；三個(gè)頂點(diǎn)表示一種純組分；每邊上的任一點(diǎn)表示由該 邊連接的兩種組分組成；三角形內(nèi)任一點(diǎn)表示三元 系統(tǒng)的任一組成；Q點(diǎn)的每一組分在系統(tǒng)中 的濃度可通過該點(diǎn)作頂點(diǎn)；對(duì)邊的平行線，與該組分坐標(biāo)線的交點(diǎn)表示三角坐標(biāo)性質(zhì)性質(zhì)1 :直線MN上的任一點(diǎn)所表示

14、的混合物中的 F組分含量相 同。性質(zhì)2:直線FP上的任一點(diǎn)所表示的混合物中 S、I組分的 比值（S%/I%）相同。I% _ PSS% 一 PI推論：在Q點(diǎn)所表示的混合物中加入 F組分，則Q點(diǎn)沿PF 直線向F點(diǎn)移動(dòng)F-S-I體系爆炸濃度極限圖，以可燃?xì)?一氧氣一氮?dú)怏w系為例21% QC-爆炸臨界點(diǎn)ALUC-爆炸三角形可燃?xì)庠诳諝庵械谋?濃度極限Q-失爆氧濃度ALUC-爆炸三角形UTPC-潛在危險(xiǎn)區(qū)SLCQ-相對(duì)安全區(qū)PCQ1-絕對(duì)安全區(qū)F （燃料）L,U-可燃?xì)庠谘鯕庵械谋舛葮O限5、爆轟的形成機(jī)理、形成過程及條件。答：形成過程和機(jī)理：現(xiàn)有一根裝有可燃預(yù)混合氣的長(zhǎng)管，管子 一端封閉，在封閉端

15、點(diǎn)燃混合氣，形成一燃燒波。開始的燃燒波是正 ?；鹧?zhèn)鞑ィ烧；鹧鎮(zhèn)鞑ギa(chǎn)生的已燃?xì)怏w，由于溫度升高，體積 會(huì)膨脹。體積膨脹的已燃?xì)怏w就相當(dāng)于一個(gè)活塞 一燃?xì)饣钊瑝嚎s未 燃混合氣，產(chǎn)生一系列的壓縮波，這些壓縮波向未燃混合氣傳播，各 自使波前未燃混合氣的P、P、T發(fā)生一個(gè)微小增量，并使未燃混合氣 獲得一個(gè)微小的向前的運(yùn)動(dòng)速度，因此，后面的壓縮波波速比前面的 大。當(dāng)管子足夠長(zhǎng)時(shí)，后面的壓縮波就有可能一個(gè)趕上一個(gè)，最后重 疊在一起，形成激波。激波一旦形成，激波后面的壓力非常高，使未 燃混合氣著火，經(jīng)過一段時(shí)間后，正?；鹧?zhèn)鞑ゾ团c激波引起的燃燒 合二為一，爆轟發(fā)生。激波后的已燃?xì)怏w又連續(xù)向前傳遞一系列

16、壓縮 波，并不斷提供能量以阻止激波強(qiáng)度的衰減， 從而得到一穩(wěn)定的爆轟 波。形成條件：1、初始正?；鹧?zhèn)鞑ツ苄纬蓧嚎s擾動(dòng)2、管子要足夠長(zhǎng)或自由空間的預(yù)混氣體積要足夠大：爆轟前期間距：正常火焰峰與爆轟形成位置之間的距離稱 爆轟前期間距。對(duì)于光滑的管子，該爆轟前期間距為管徑的數(shù)十倍。對(duì)于表面粗糙的管子，爆轟前期間距為管徑的 24倍。3.可燃?xì)鉂舛纫幱诒Z極限范圍內(nèi)： 爆轟極限范圍一般比爆炸極限范圍要窄 4.管子直徑大于爆轟臨界直徑：管子能形成爆轟的最小直徑稱爆轟臨界直徑，約為1215mm。dr dU圖4-32爆轟形成過程示意圖(a)正?；鹧?zhèn)鞑O前面形成一系列壓縮波d-也drdr. d一d(b)

17、正?；鹧?zhèn)鞑O前方爆塞波U-LT已形成.并使未燃混合氣著火; (c)正?；鹧?zhèn)鞑ヅc爆表波引起的燃燒合二為一6、常用氣體爆炸預(yù)防的技術(shù)措施。答：嚴(yán)格控制火源；防止預(yù)混可燃?xì)獾漠a(chǎn)生；用惰性氣體預(yù)防氣體爆炸；切斷爆炸傳播的途徑。第五章1、什么是閃燃？同系物閃點(diǎn)的變化規(guī)律？閃點(diǎn)的計(jì)算。答：閃燃：這種在可燃液體上方，蒸氣與空氣的混合氣體遇火源 發(fā)生的一閃即滅的燃燒現(xiàn)象即稱之為閃燃。同系物閃點(diǎn)變化規(guī)律：(1)同系物閃點(diǎn)隨分子量增加而升高；(2)同系物閃點(diǎn)隨沸點(diǎn)的升高而升高；(3)同系物閃點(diǎn)隨比重的增大而升高；(4)同系物閃點(diǎn)隨 蒸氣壓 的降低而升高;(5)同系物中正構(gòu)體比異構(gòu)體閃點(diǎn)高。閃點(diǎn)的計(jì)算：根據(jù)波

18、道查的凝類閃點(diǎn)公式計(jì)算對(duì)于炫類可燃液體，具閃點(diǎn)服從波道查公式：tf =0.69tb -73.7其中：tf為閃點(diǎn)，tb為沸點(diǎn)。根據(jù)可燃液體碳原子數(shù)計(jì)算對(duì)于可燃液體，可按下式計(jì)算其閃點(diǎn)：2tf 277.3 =10410nc其中：nc為可燃液體分子中碳原子數(shù)。根據(jù)道爾頓公式計(jì)算根據(jù)爆炸極限的經(jīng)驗(yàn)公式，當(dāng)液面上方的總壓為P時(shí)，可燃液體的閃點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的可燃液體的蒸氣壓Pf為：Pf :P 一1 4.76 N -1其中：N為燃燒1摩爾可燃液體所需的氧原子數(shù)。根據(jù)布里諾夫公式計(jì)算Pf 二AP其中：Pf為閃點(diǎn)溫度下可燃液體飽和蒸氣壓，Pa;P為可燃液體蒸氣和空氣混合氣體的總壓， 通常等于1個(gè)大氣壓;A為儀器常數(shù)，

19、D0為可燃液體蒸氣在空氣中于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的擴(kuò)散系數(shù)；B為燃燒1mol可燃液體所需的氧分子摩爾數(shù)。利用可燃液體的爆炸下限計(jì)算 TOC o 1-5 h z 閃點(diǎn)（溫度）時(shí)液體的蒸氣濃度就是該液體蒸氣的爆炸下限L液體的飽和蒸氣濃度和蒸氣壓的關(guān)系為Pfc,LPPf= xl00%； Pf =P100若已知爆炸下限L,即可求出Pf,根據(jù)克勞修斯一克拉佩龍方程， 求出該液體的閃點(diǎn)：lg P0 ）-Lv C2.303RT例：5-1已知癸烷的爆炸下限為0.75%,環(huán)境壓力為1.01325M05Pa ,試求其閃點(diǎn)。解:閃點(diǎn)對(duì)應(yīng)的蒸氣壓為：Pf=0.75% M.01325 M05 = 760 (Pa)查表 5-5,癸

20、烷的 Lv = 45612J/mol , C =10.3730將已知值代入式(5-17b),得閃點(diǎn)為：TL2.03 R C -lgPf=456122.303 8.314 10.3730 - lg 760318K則：tf= 318-273 = 45 (C)2、爆炸溫度極限及其應(yīng)用（判斷環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)可燃液體的危險(xiǎn)狀態(tài)）；答：爆炸溫度極限：液面上方液體蒸氣濃度達(dá)到爆炸濃度極限， 混合氣體遇火源就會(huì)發(fā)生爆炸；蒸氣濃度與溫度成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系； 蒸氣爆炸濃度上、下限所對(duì)應(yīng)的液體溫度稱為可燃液體的爆炸溫度 上、下限，分別用t上、t下表示；液體溫度處于爆炸溫度極限范圍 內(nèi)時(shí)，液面上方的蒸氣與空氣的混合氣體

21、遇火源會(huì)發(fā)生爆炸。爆炸溫度極限的應(yīng)用：（1）凡爆炸溫度下限（t下）小于最高室溫的可燃液體，具蒸氣 與空氣混合物遇火源均能發(fā)生爆炸；（2）凡爆炸溫度下限（t下）大于最高室溫的可燃液體，具蒸氣 與空氣混合物遇火源均不能發(fā)生爆炸；（3）凡爆炸溫度上限（t上）小于最低室溫的可燃液體，其飽和 蒸氣與空氣的混合物遇火源不發(fā)生爆炸，其非飽和蒸氣與空氣的混合 物遇火源有可能發(fā)生爆炸。3、液體引燃的條件，高閃點(diǎn)液體燈芯點(diǎn)火的機(jī)理？答：引燃條件：ggS= f He Gi Qe - Qi Gi Lv -0Gi 一蒸發(fā)速度或燃燒速度；f 一燃燒熱AHe中傳回到液面的百分?jǐn)?shù)；gQe一單位面積的液面上，外界熱源的加熱速率

22、；gQi 一單位面積的液面上的熱損失的速率;Lv 液體的蒸發(fā)熱。高閃點(diǎn)液體燈芯點(diǎn)火的機(jī)理:由于毛細(xì)現(xiàn)象，燈芯將可燃液體吸附到燈芯中，由于燈芯比熱小, 燈芯上液體的熱對(duì)流運(yùn)動(dòng)被限制，因此容易用小火焰加熱，使得燈芯上的可燃液體被加熱到燃點(diǎn)以上溫度而被點(diǎn)燃，同時(shí)燈芯周圍的液體 被加熱，表面張力平衡被破壞，從而使得液體產(chǎn)生回流，即在液體表 面上產(chǎn)生一個(gè)凈的作用力，驅(qū)使熱流體離開受熱區(qū)，而液面以下臨近 的冷流體則流向加熱區(qū)。燈芯點(diǎn)火引起的液體流動(dòng)示意圖說明了以上這種回流的產(chǎn)生過 程。回流加熱的結(jié)果會(huì)使液體的整體溫度提高， 當(dāng)燈芯附近的液體溫 度達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)，火焰就開始從燈芯向整個(gè)液面?zhèn)鞑?。燈芯點(diǎn)火引起的液

23、體流動(dòng)示意圖離開燈芯速度(mm/s)離開燈芯距寓(點(diǎn)火源處引起的表面張力驅(qū)動(dòng)流和流體內(nèi)的速度剖面4、可燃液體穩(wěn)定燃燒火焰的特征?答：1、火焰的燃燒狀態(tài)當(dāng)液池直徑D0.03時(shí)，火焰呈層流狀態(tài)。這時(shí)空氣向火焰面擴(kuò) 散，可燃液體蒸氣也向火焰面擴(kuò)散，所以燃燒的主要方式是擴(kuò)散燃燒；當(dāng)直徑0.03D1.0m時(shí)，火焰發(fā)展為湍流狀態(tài)，火焰的形狀由層流狀 態(tài)的圓錐形變?yōu)樾螤畈灰?guī)則的湍流火焰。大多數(shù)實(shí)際液體火災(zāi)為湍流火焰。 在這種情況下，油面蒸發(fā)速度 較大，火焰燃燒劇烈。由于火焰的浮力運(yùn)動(dòng)，在火焰底部與液面之間 形成負(fù)壓區(qū)，結(jié)果大量的空氣被吸入形成激烈翻卷的上下氣流團(tuán)，并使火焰產(chǎn)生脈動(dòng)，煙柱產(chǎn)生蘑菇狀的卷吸運(yùn)動(dòng)，

24、使大量的空氣被卷入。2、火焰的傾斜度液池內(nèi)油品的火焰大體上呈錐形，錐形底就等于燃燒的液池面積。錐形火焰受到風(fēng)的作用而產(chǎn)生一定的傾斜角度， 這個(gè)角度的大小 與風(fēng)速有直接的關(guān)系。當(dāng)風(fēng)速大于或等于 4m/s時(shí)，火焰會(huì)向下風(fēng) 方向傾斜約6070 。止匕外，試驗(yàn)還表明；在無(wú)風(fēng)的條件下，火焰會(huì)在不定的方向傾斜05 這也許是因?yàn)榭諝庠谝撼剡吘壉晃氲牟黄胶饣蚧鹧婢砣肟諝?不對(duì)稱所造成的。3、火焰的高度：通常指由可見光的碳微粒所組成的柱狀體 的頂部高度，它取決于液池直徑和液體種類。4、火焰的溫度特征火焰溫度主要取決于可燃液體種類，一般石油產(chǎn)品的火焰溫度在9001200 c之間。5、火焰內(nèi)的氣流流速由于熱對(duì)流，

25、火焰內(nèi)的氣體向上作加速運(yùn)動(dòng)，因此，隨高度增加, 氣體的流動(dòng)速度加大。在火焰上方，由于卷入的冷空氣，使得溫度下降，氣流向上的流 動(dòng)速度逐漸減慢。6、火焰的輻射火焰通過輻射對(duì)液池周圍的物體傳熱計(jì)算火焰的輻射對(duì)確定油罐間的防火安全距離， 設(shè)計(jì)消防灑水系 統(tǒng)是十分必要的。計(jì)算方法：點(diǎn)源法、長(zhǎng)方形面源法。點(diǎn)源法圖5-44油罐火災(zāi)輻射示意圖火焰高度： H =0.23QF -1.02D液池的熱釋放速率：Qc =G Af HAf 一液面面積，G一單位面積的液面上的蒸發(fā)速率假定總熱量的30%以輻射能的方式向外傳遞，則輻射熱速率為:Qr =0.3G Af：H點(diǎn)源法是假定Qr是從火焰中心軸上離液面高度為H/2處的點(diǎn)

26、源發(fā)射出。離點(diǎn)源R距離處的輻射熱通量為：2qr =0.3G Af H / 4二 R2222R = H /2 d2假定被輻射體與視線 PT的夾角為0 ,則投射到輻射接受體表面 的輻射熱通量為：qrT =0.3G Af H sin / 4二 R2例1 :油罐直徑為10m ,重量燃燒速度為 0.058kg / ( m2 s), 汽油的燃燒熱為 Hc=45kJ/g ,求輻射通量與距離的關(guān)系。解：發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火焰熱釋放速率為：Qc = G Af H =204989kW2/5H =0.23QC -1.02D -20.45m=104.55 d2si生R火焰的總輻射速率為:_10.23_104.55 d2_

27、_500386qrT 3/2104.55 d25、點(diǎn)源法計(jì)算火焰的輻射規(guī)律?答：上題例題。6、什么是原油或重油的沸溢和噴濺？答：沸溢：乳化水與水墊在熱波向液體深層運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于熱波溫度遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，因而 熱波會(huì)使油品中的乳化水氣化，形成油包氣的氣泡，即油的一部分形 成了含有大量蒸氣氣泡的泡沫，使液體體積膨脹，向外溢出，使液面 猛烈沸騰起來，就象“跑鍋” 一樣。這種現(xiàn)象叫沸溢。沸溢形成必須具備三個(gè)條件：(1)原油具有形成熱波的特性，即沸程寬，比重相差較大；(2)原油中含有乳化水，水遇熱波變成蒸氣；(3)原油粘度較大，使水蒸氣不容易從下向上穿過油層。如果 原油粘度較低，水蒸氣很容易通過油層，就不容

28、易形成沸溢。噴濺：原油中的水以水墊形式存在。隨著燃燒的進(jìn)行，熱波的溫度逐漸升高，熱波向下傳遞的距離也 加大。當(dāng)熱波達(dá)到水墊時(shí)，水墊的水大量蒸發(fā)，蒸氣體積迅速膨脹，以 至把水墊上面的液體層拋向空中，向罐外噴射。這種現(xiàn)象叫噴濺。第六章1、可燃固體的燃燒形式？答：(1)蒸發(fā)燃燒蠟燭、硫、磷、鉀、鈉、瀝青、樟腦，蔡；(2)表面燃燒可燃固體(如木炭、焦炭、鐵、銅等)；(3)分解燃燒木材、煤、塑料、橡膠等；(4)熏煙燃燒(陰燃)只冒煙而無(wú)火焰的燃燒現(xiàn)象；(5)動(dòng)力燃燒(爆炸)燃粉塵爆炸/炸藥爆炸/轟燃(回燃、回火)。2、可燃固體的引燃條件及引燃時(shí)間的確定？答：引燃條件：He Gcr Qe - Lv Gcr

29、 QlS = He - LvJ Qe-Q1 -0如果S0,固體表面接受的熱量除了能維持持續(xù)燃燒, 部分。這部分熱量可以使可燃?xì)獾尼尫潘俾蔬M(jìn)一步提高， 燃燒創(chuàng)造更好的條件；S=0固體能否被引燃的臨界條件。對(duì)于一定厚度無(wú)限大固體，可用下式估算:Gcr與中有如下關(guān)系:h為火焰和固體間的對(duì)流換熱系數(shù)，c為空氣熱容量引燃時(shí)間的確定：薄片狀固體(Bi=hL/K數(shù)較小)：如窗簾、幕布之類估算薄物的引燃時(shí)間：假設(shè)一薄物體的厚度、密度、熱容和它與周圍環(huán)境間的對(duì)流換熱系數(shù)分別為p、c、和h; tg薄物體的燃點(diǎn)和環(huán)境溫度(或物體初溫)分別為Ti和To0(1)當(dāng)薄物體兩邊同時(shí)受溫度為 Ts的熱氣流加熱2A h T:-

30、T dt =(kA ： c dTcc dT 2h T:-T積分：t=0 到 ti； T=To 到 Ti in5,2hT )(2)如果物體單面受熱，另一面絕熱，引燃時(shí)間hTJ(3)如果物體單面受熱，另一面不絕熱A h T，-T dt =(kA d c dT A h T -T0 dtA h T-2T T0 dt = A)； : c dTA : c dTdt 二A h T.-2T Toln(4)當(dāng)物體一面受熱通量為Q；的輻射加熱，另一面絕熱時(shí)假設(shè)物體吸收率為,在時(shí)間間隔dt內(nèi)，能量平衡方程可寫成:_ _ _ 一 一 一A ：Qrdt -hAT-T0dt= . A：cdTlx. ：cdTdt Qr -

31、h T -To對(duì)該式從To到Ti積分得引燃時(shí)間為:tPcI豆 Qrti =ln h慳 Qrh(TiTo)(5)如果一面受輻射熱，另一面不絕熱，則有:A ： Qr dt-2h A T -T0 dt = A： cdTti2年/心3、典型固體的燃燒特點(diǎn)(高聚物、木材、 煤)？答：高聚物燃燒的普遍性特點(diǎn)，可以概括為三個(gè)方面(1)發(fā)熱量較高、燃燒速度較快(2)發(fā)煙量較大，影響能見度由于高聚物的分子結(jié)構(gòu)中含碳量普遍較高， 因此在其燃燒（包括 熱分解）過程中發(fā)煙量較大。（3）燃燒（或分解）產(chǎn)物的危害性大高聚物在燃燒（或分解）過程中，會(huì)產(chǎn)生 CO、氮氧化物、HCl、 HF、HCN、SO2及COC12 （光氣）

32、等有害氣體，加上缺氧窒息作用， 對(duì)火場(chǎng)人員的生命安全構(gòu)成極大的威脅。* （4）不同類型高聚物的燃燒有如下特點(diǎn)：只含碳和氫的高聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，易燃 但不猛烈，離開火焰后仍能持續(xù)燃燒，火焰呈藍(lán)色或黃色，燃燒時(shí)有 溶滴，并產(chǎn)生有毒的一氧化碳?xì)怏w。含有氧的高聚物，如有機(jī)玻璃、賽璐珞等，易燃且猛烈，火焰 呈黃色，燃燒時(shí)變軟，無(wú)溶滴，并產(chǎn)生有毒的一氧化碳。含有氮的高聚物，燃燒情況比較復(fù)雜，如月尿甲醛樹脂為難燃自 熄；三聚富胺樹脂為緩燃緩熄；尼龍為易燃以燼。它們?cè)谌紵龝r(shí)都有 溶滴，并產(chǎn)生一氧化碳、一氧化氮有毒氣體和富化氫劇毒氣體。含有氯的高聚物，如聚氯乙烯等，硬的為難燃自熄，軟的為緩 燃

33、緩熄，火焰呈黃色，燃燒時(shí)無(wú)熔滴，有炭瘤，并產(chǎn)生氯化氫氣體， 有毒且溶于水后有腐蝕性。含有氟的高聚物，實(shí)際不燃，但加強(qiáng)熱時(shí)，能放出腐蝕毒害性 的氟化氫氣體。酚醛樹脂，無(wú)填料的為難燃自熄，有木粉填料的為緩燃緩熄， 火焰呈黃色，冒黑煙，放出有毒的酚蒸氣。木材:在木材被加熱過程中，若遇火源，會(huì)出現(xiàn)閃燃、引燃。若無(wú)火源，只要加熱溫度足夠高，也會(huì)發(fā)生自燃木材燃燒大體分為有焰燃燒和無(wú)焰燃燒兩個(gè)階段。木材有焰燃燒：木材熱分解出的可燃?xì)馊紵奶攸c(diǎn)是燃燒速度快；燃燒量大， 約占整個(gè)木材重量的70%;火焰溫度高，燃燒時(shí)間短，火災(zāi)發(fā)展速 度猛烈。在有焰燃燒階段，木材的絕大部分可燃成分已充分燃燒， 燃燒溫 度達(dá)到最

34、大值，在轉(zhuǎn)為無(wú)焰燃燒后，可燃成分非常少，燃燒的火焰對(duì) 周圍可燃物質(zhì)的影響也逐漸減少，所以有焰燃燒是木材火災(zāi)發(fā)展中有 決定性意義的階段。木材有焰燃燒+無(wú)焰燃燒在木材的有焰燃燒階段，木材表面上生成的碳，雖然處在灼熱的 狀態(tài)，但不燃燒。因?yàn)榇藭r(shí)，分解產(chǎn)物的燃燒阻礙了氧氣擴(kuò)散到碳的 表面上去。當(dāng)析出的氣體產(chǎn)物很少時(shí)，氧擴(kuò)散到碳的表面，即有焰燃 燒接近尾聲時(shí)，碳才開始燃燒。木材無(wú)焰燃燒兩種形式燃燒同時(shí)進(jìn)行若干時(shí)期以后， 完全不析出可燃?xì)鈺r(shí)，才 出現(xiàn)僅有碳的無(wú)火焰燃燒。煤：碳在空氣中燃燒是一多相燃燒過程，分為五個(gè)階段：氧氣擴(kuò)散到固體燃料表面；擴(kuò)散到固體表面的氣體（或氧氣）須被固體表面所吸附；吸附的氣體和固

35、體表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，形成吸附后的生成物；吸附后的生成物從固體表面上解吸；解吸后的氣體生成物擴(kuò)散離開固體表面。4、什么是可燃固體陰燃？其發(fā)生的條件是什么？可燃固體陰燃 傳播的條件及各劃分區(qū)域的特點(diǎn)？答：可燃固體陰燃：固體物質(zhì)無(wú)可見光的緩慢燃燒，通常產(chǎn)生煙 和伴有溫度升高。陰燃條件：陰燃能否發(fā)生，取決于固體材料自身的理化性質(zhì) 及其所處的外部環(huán)境。固體材料的理化性質(zhì)：受熱分解后能產(chǎn)生剛性結(jié)構(gòu)的多孔炭，從而具備多孔蓄熱并使燃 燒持續(xù)下去的條件如：紙張、鋸末、纖維織物、纖維板、膠乳橡膠及其某些多孔熱 固性塑料。外部環(huán)境：空氣不流通：如固體堆垛內(nèi)部的陰燃，處于密封性較好的室內(nèi)的固體陰燃。一個(gè)供熱強(qiáng)度適宜的熱源：供熱強(qiáng)度過小，固體無(wú)法著火；供熱強(qiáng)度過大，固體將發(fā)生有焰 燃燒。引起陰燃的熱源包括：自燃熱源；陰燃本身成為熱源，如香煙的陰燃引起地毯陰燃；有焰燃燒火焰熄滅后的陰燃?？扇脊腆w陰燃傳播的條件及各劃分區(qū)域的特點(diǎn)：熱解區(qū)I溫度急劇上升，并且從原材料中將揮發(fā)出大量的煙， 陰燃產(chǎn)生的 煙與有焰燃燒產(chǎn)生的煙不大相同，其具有較強(qiáng)的可燃性。碳化區(qū)II該區(qū)域內(nèi)碳發(fā)生氧化放熱，溫度上升至最大值，放出的熱量一部 分進(jìn)入原始材料，使其溫度上升并分解。殘余灰