消防燃烧学笔记

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1、消防燃烧学一火灾燃烧的基本知识燃烧的本质：是一种特殊的氧化还原反应。 燃烧的特征：燃烧时可以观察到火焰、发光、发烟这些特征。 例如：蜡烛燃烧可以看到火焰，停电时蜡烛发出的光可以照 亮周围，蜡烛棉芯较长时容易观察到火焰上有黑烟冒出。 燃烧的条件：可燃物，助燃物，点火源。根据燃烧的条件，可以提出的防火和灭火的方法。 防火的方法：一是控制可燃物，二是隔绝空气，三是消除点 火源，四是设置阻火装置。灭火的方法：隔离法，冷却法，窒息法，化学抑制法。 物质浓度、体系温度和反应活化对反应速度速率的影响。 物质浓度对反应速度速率的影响：当温度不变时，反应速度 与反应物的浓度体积成正比，如果该反应按照某化学反应方

2、 程式一步完成，则反应物浓度的方次即等于化学反应式中的 反应比例常数。根据燃烧反应的速率方程，可燃物燃烧时，活化能越大，燃 烧速度越慢，火场温度越低，燃烧速度也慢。烟囱效应是指在建筑物的竖直通道中，由于温度差的存在使 自然对流循环加强，促使烟气上升的效应。烟囱效应如何形成的：当燃烧发生时，烟囱内温度较高，密 度小于外界密度，所以，外界空气不断地往烟囱内，烟囱内 热空气向上运动，从而形成了烟囱效应。烟囱效应受两个因素影响：高度和内外温差。高度越高，内 外温差越大，烟囱效应越明显。烟囱效应对高层建筑发生火灾是的危害特别大。在发生火灾 时，楼梯通道、电梯井如不采取防火措施，就会起到烟囱的 作用。举例

3、说明燃烧产物的危害性：一是烟气缺氧、窒息作用，如 氧气浓度过低或二氧化碳浓度过量。二是具有毒性、刺激性、 腐蚀性作用，如一氧化碳与血红蛋白结合，二氧化硫、盐酸 等酸性的刺激性和腐蚀性。三是具有热损伤作用，发生轰燃 室内烟气温度在 600度以上，将会对人体产生不可挽回的损 伤。四是烟气减光性。在火场弥漫的烟气严重影响人们的疏 散。五是烟气爆炸性，烟气中的不完全产物，使火场有爆炸 的危险。六是烟气的恐怖性，火灾发生后，烟气的恐怖性是 人们的逃生速度大为降低。已知木材的组成，求 1kg 木材燃烧所放出的热量(高低值)高值=4.18x81c+300h-26x (o-s) 低值二高值一6x (9h -w

4、) x4.18c：碳 h：氢w：水s：硫o氧+氮可燃物的着火方式可分为几类？各有什么特点：一是化学自 燃，不需要外界加热。二是热自燃，可燃物与氧化物均匀加 热。三是点燃，局部加热。体系具备着火条件是否一定着火：体系具备着火条件并不一 定着火，只是具备已经着火的条件。bi数的的物理意义是什么：用来表征对流传热能力和固体导 热能力相对大小的参数，当Bi小于0.1时，可认为物体内部 各处温度相等。着火感应期：又称火延迟或诱导期，它的直观意义是指混合 气体由开始发生反应到燃烧出现的一段时间。在热着火理论 中，着火感应期的定义是：当混合气体系统已达到着火条件 的情况下，由初态达到温度开始骤升的瞬间所需要

5、的时间， 用Y表示。影响着火感应期的因素：当混合气体着火温度 TC 高，环境温度低，以及活化能E高时，都会使着火感应期变长； 而大的混合气体发热量厶He和高的混合气体反应速度都会 使着火感应期变短。灭火滞后：当系统着火以后，要使系统灭火，必须使温度降 到比着火更不利的条件下才能实现，这种现象称为灭火滞后 在热理论中，要使已着火的系统灭火，必须采取下列措施： 1）降低系统氧或可燃气体浓度。 2）降低系统环境温度。3）改善系统的散热条件，使系统的热量更容易散发出去。4） 降低系统环境温度和改善系统的散热条件，都必须使系统处 于比着火更不利的状态，系统才能灭火。 5）降低氧浓度或 可燃气体浓度，对灭

6、火来讲降低氧气或可燃气气体浓度比降 低环境温度的作用更大；相反，对防止着火来说，降低环境 温度的作用大于降低氧气或可燃气气体浓度的作用。可燃气体的燃烧爆炸下限：是指可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度； 爆炸上限：是指可燃性混合物能够发生爆炸的最高浓度。 爆炸极限主要影响因素：不同的可燃气体，因其性质不同， 它们的爆炸极限不同。同种可燃气体，也因外界条件的变化 而具有不同的爆炸极限。爆炸极限主要受火源能量、初始压 力、初始温度、惰性气体的影响。火源能量的影响：引燃 混合气体的火源能量越大，可燃混合气体的爆炸极限越宽， 爆炸危险性越大。初始压力的影响：混合气体初始压力增 加，爆炸范围增大，爆炸危险

7、性增加。初温对爆炸极限的 影响：混合气体初温越高，混合气体爆炸范围越宽，爆炸危 险性越大。惰性气体的影响：当加入的惰性气体超过一定 量以后，如何办理的混合气体均不能发生爆炸。预混可燃气体燃烧波的传播两种方式：正常火焰传播和爆轰 正常火焰传播的特点：（1）燃烧后气体压力减小或者接近不变。 燃烧后气体密度要减小。燃烧波以亚音速进行传播。爆 轰的特点：（1）燃烧后气体压力要增加。燃烧后气体密度要 增加。燃烧波以超音速传播。爆轰对设备破坏的特点：（1）爆轰波传速很快，会使设备中的 常用泄压装路失去作用。压力很大，特别是碰到器壁时， 会起到反射增压作用。体现为动压冲击作用。、 预防可燃气体爆炸、爆轰、液

8、体蒸气爆炸及粉尘爆炸的原则：严格控制火源。防止可燃气体和空气形成爆炸性混合气 体。切断爆炸传播途径，在爆炸开始时及时泄出压力， 防止爆炸范围扩大和爆炸压力增高。可燃液体的燃烧液体的饱和蒸汽压和蒸发热分别是如何规定的：饱和蒸汽压 在一定的温度下，液体和它的蒸气处于平衡状态时，蒸气所 具有的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压。蒸发热：在一定 的温度和压力下，单位质量的液体完全。闪燃：在可燃液体的上方，蒸气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称为闪燃。出现闪燃现象的原因：液体发生闪燃，是因为其表面温度不 高，蒸发速度小于燃烧速度，蒸气来不及补充被烧掉的蒸气， 而仅能维持一瞬间的燃烧。研究

9、闪燃在消防工作中的重要意义 ：，闪燃现象往往是爆燃 的前兆。由于爆燃能够形成很高的燃烧速度和温度，因此会 直接造成火灾，所以与闪燃现象相比，具有很大的火灾危险 性。这样积极控制和预防闪燃现象的出现，就具有及其重要 的现实意义 爆炸极限与爆炸温度极限的区别： 爆炸极限：可燃物质与空气必须在一定的浓度范围内均匀混 合，形成预混合气，遇到火源才会发生爆炸，这个浓度范围 称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。爆炸温度极限：是可燃液体受热蒸发出的蒸气浓度等于爆炸 浓度极限时温度范围。爆炸极限是可燃物质与空气均匀。简述高闪点液体的引燃方式以及灯芯点火的引燃原理：高闪 点液体的引燃：当液体闪点大于环境温度时，液面上

10、的蒸气 浓度小于爆炸浓度下限，这时不可能用点火源对液体表面进 行快速的引燃。常见的点燃方式有两种：一种方法是对液体 进行整体加热，使其温度大于燃点，然后进行点燃；另一种 方法是利用灯芯点火。灯芯点火的原理为：由于毛细现象， 灯芯将可燃液体吸附到灯芯中，又由于灯芯比热容小，灯芯 上的液体的热对流运动被限制，因此很容易用小火焰加热， 使灯芯上的可燃液体被加热到燃点以上温度而被点燃。灯芯 周围的液体被加热，表面张力的平衡被破坏，从而使液体产 生回流，即在液体表面上产生一个净作用力，驱使热流体离 开受热区，而液面以下邻近的冷流体则流向加热区。回流加 热的结果会使液体的整体温度提高，当灯芯附近的液体温度

11、 达到燃点时，火焰就开始向整个液面传播。沸溢火灾的发生特点 ：1）沸溢通常发生在接近燃烧过程的 结束。2）沸溢发生前表现出明显的征兆。例如液滴微爆的 噪声、火焰大尺度的脉动，含水层激烈沸腾引起的罐体震动 等。沸溢时，燃烧速率和热辐射急剧增加。4）沸溢发生时， 大量的油品外溢。5）火焰结构发生急剧变化。例如，火焰 高度大幅度增高，火焰形状与初始稳态燃烧时大不相同，发 烟量也大为增加。喷溅现象形成的条件：1）油品具有形成热波的条件。2）原 油底部存在水垫层。3）油品的黏度较大。4）高温热波与水 垫层接触 喷溅现象如何预防：首先，要及时掌握储存原油的种类、含 水量、油位的高度，然后以热波传播速度与燃

12、烧直线速度估 算出从起火到发生喷溅的时间，做到心中有数，有备无患。 热波传播速度与原油性质、储罐的罐径、油面高度等因素有 关。其次，在原油火灾中，应集中兵力，抢在喷溅前扑灭火 灾，最后在发生火灾0.5-1h以内，及时用蛋白泡沫或氟蛋白 泡沫迅速扑灭。同时应一面灭火，一面放水、放油。这时防 止喷溅和迅速扑灭原油火灾的有效措施。最后，在扑救原油 火灾中，要注意观察是否出现喷溅的前兆，若出现喷溅特有 的前兆，火场指挥员要立即下达撤退命令，避免和减少不必 要的伤亡可燃固体的燃烧分别举例说明可燃固体的燃烧有哪几种形式：蒸发燃烧, 蜡烛、松香等可燃固体，在受到热源加热时，先熔融蒸发， 随后蒸气与氧气发生燃

13、烧反应，这种形式的燃烧称为蒸发燃 烧。表面燃烧，木炭、焦炭以及高熔点的金属（如铁、铜）, 其燃烧反应是在表面与氧直接作用，称为表面燃烧。分解 燃烧，木材、煤等阴燃，直冒烟而无火焰的燃烧，如烟头 等。自燃，煤堆、麦秸堆的自燃。动力燃烧（爆炸）， 可燃粉尘爆炸，炸药爆炸、轰然。阴燃发生的条件：阴燃能否发生，完全取决于固体可燃物自 身的理化性质及其所处的外部环境。可燃物的理化性质是受 热后能产生刚性结构的多孔炭可燃物，外部环境是热源有合 适的供热强度。粉尘爆炸的条件是：应具备三个基本条件即可燃粉尘本身具 有爆炸性、粉尘必须悬浮在空气中并于空气混合到爆炸浓度 有足够引起粉尘爆炸的火源；除此之外，要产生

14、具有一定危 害的粉尘爆炸，还应具备两个条件即粉尘的悬浮扩散与有限 空间。高聚物的燃烧特点：（1）发热量高，燃烧速度快，容易引起火 灾扩散蔓延；发烟量大，降低能见度；燃烧或分解毒性 大.室内火灾简介 室内火灾发生经过几个阶段？其特征是什么 ？室内火灾可 分成三个阶段：火灾的初级增长阶段、全面发展阶段和衰减 阶段。特征：初级增长阶段：这一阶段从出现明火算起。开始火 焰体积较小，燃烧状况与敞开环境中的燃烧条件差不多；（2） 随后火焰体积逐渐增大，壁面便可对燃烧状况产生明显影响 此时，室内的通风状况对火灾的后续发展具有重要作用。 全面发展阶段：从轰然算起。室内的燃烧强度仍在增加； 热释放速率逐渐达到最大值，室内温度可达到1000C； 可以严重地损坏室内设备以及建筑物本身，甚至造成建筑 物部分或全部倒塌；高温火焰还会卷吸很多的可燃气体从 起火室窜出，使火焰蔓延到邻近的区域；是火灾中最危险 的阶段。衰减阶段：是从室内平均气温降到其峰值的 80时 算起。什么叫轰然？轰然发生的条件是什么？ 在一限定空间内可燃物的表面全部卷入燃烧的瞬变状态，称 为轰燃。发生的条件：（1）地板平面处至少要接收到20kw/m2 的热通量；可燃物的燃烧速率要达到40g/s;顶棚烟气温 度接近 600C。