江苏自考12406消防燃烧学重点复习

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第一章火灾燃烧基础知识
一、填空
1、燃烧从本质上讲，是一种特殊的氧化还原反应。

2、燃烧三要素：要发生燃烧反应，必须有可燃物、助燃物和点火源。

3、根据火三角形，可以得出控制可燃物、隔绝空气、消除点火源、防止形成新的燃烧条件阻止火灾范围的扩大四种防火方法。

4、根据燃烧四面体，可以得出隔离法、窒息法、冷却法、化学抑制法四种灭火方法。

5、燃烧按照参与燃烧时物质的状态分类，可分为气体燃烧、液体燃烧和固体燃烧；按照可燃物与助燃物相互接触与化学反应的先后顺序分类，燃烧可分为预混燃烧和扩散燃烧；按照化学反应速度大小分类，燃烧可分为热爆炸和一般燃烧；按照参加化学反应的物质种类分类，燃烧可分为化合反应燃烧和分解反应燃烧两类；按照反应物参加化学反应时的状态分类，燃烧可分为气相燃烧和表面燃烧；按照着火的方式分类，燃烧可分为自燃和点燃等形式。

6、热量传递有三种基本方式：即热传导、热对流和热辐射。

7、释放热量和产生高温燃烧产物是燃烧反应的主要特征。

8、物质的传递主要通过物质的分子扩散、燃料相分界面上的斯蒂芬流、浮力引起的物质流动、由外力引起的强迫流动、紊流运动引起的物质混合等方式来实现。

9、物质A在物质B中扩散时，A扩散造成的物质流与B中A物质的浓度梯度成正比，这个梯度可有三种表示方法，分别是浓度梯度、分压梯度和质量分数梯度。

10、管道高度越高，管道内外温差越大，烟囱效应越显著。

11、烟气是火灾使人致命的主要原因。

烟气具有的危害性包括：缺氧、窒息作用；毒性、刺激性及腐蚀性作用；烟气的减光性；烟气
的爆炸性；烟气的恐怖性；热损伤作用。

12、烟气的主要成分：CO、CO2、HCI、SO2、NO2、NH3等气态产物。

二、简答
1、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：蜡烛燃烧时可以观察到花苞型火焰，实际火灾中的火焰呈踹流状态；停电时蜡烛发出的光可以照亮周围，实际火灾中物质燃烧的火光能够照亮夜空；蜡烛棉芯较长时很容易观察到火焰上方有黑烟冒出，在蜡烛上方放置冷瓷器时，可以观察到烟炱，实际火灾中更可以观察到浓烟滚滚的现象。

2、正确理解燃烧的条件：燃烧的条件分为必要条件和充要条件。

必要条件包括三个，可燃物、助燃物和点火源。

充要条件有六个，除了可燃物、助燃物和点火源之外，还要满足一定的可燃物浓度，一定的助燃物浓度或含氧量，一定的着火能量相互作用，燃烧才可能方式和持续进行。

3、根据燃烧的条件，可以提出的防火和灭火方法：
火灾是在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。

正确地应用燃烧条件是进行火灾预防和扑救的基础。

根据着火三角形，可以从下述四个方面进行火灾的预防：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，阻止火焰蔓延；或在建筑物之间预留防火间距。

根据燃烧四面体，可以得出以下灭火方法：一是隔离法，二是窒息法，三是冷却法，四是化学抑制法。

4、燃烧产物（包指烟）的危害性：火灾中的燃烧产物（火灾烟气）是火灾致命的主要原因。

火灾烟气是一种混合物，具有的危害性如下：一是烟气具有缺氧、窒息作用，如氧气浓度过低或二氧化碳浓度过量。

二是烟气具有毒性、刺激性及腐蚀性的作用，如一氧化碳与血红蛋白结合，二氧化硫、盐酸等酸性产生的刺激性和腐蚀性。

三是烟气具有热损伤作用，发生轰然时室内烟气的温度在600度以上，将会对人体产生不可挽回的损伤。

四是烟气的减光性，火灾烟气中的烟粒子对可
见光是不透明的，在火场上弥漫的烟气会严重影响人们的视线。

五是烟气的爆炸性，烟气中的不完全燃烧产物，如CO、H2S、苯等易燃物，使火场有发生爆炸的危险。

六是烟气的恐怖性，火灾发生后，烟气的恐怖性会使人们的逃生速度大为降低，辨别方向的能力进一步减弱。

5、烟囱效应的形成：如教材图1-3烟囱效应示意所示，界面2处的压
力P1=P+Hr,P2=PHr0，当T=T0时，P1=P2；当燃烧发生时，烟囱内的温度T>T0，导致烟囱内部的密度反而小于外界密度，γ<γ0，所以P1<p2,外部空气不断地烟囱内，烟囱内的热空气向上运动，从而形成烟囱效应。

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烟囱效应受到两个因素的影响：高度和内外温差。

从原理公式可以看出高度越大，P1和P2的差值越大，烟囱效应越显著。

这是高层建筑火灾通过楼梯间和电梯并迅速向上发展的原因；内外温差越大，P1和P2差值越大，烟囱效应越显著。

烟囱效应对高层建筑发生火灾时的危害特别大。

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。

6、物质浓度、体系温度和反应活化对反应速度速率的影响。

根据质量作用定律，物质浓度对反应速度的影响：当温度不变时，某化学反应的反应速度与该瞬间各反应物浓度的乘积成正比例，如果该反应按照某化学反应方程式一步完成（简单，基元反应），则每种反应物浓度的方次即等于化学反应方程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，燃烧速度越慢。

根据燃烧反应的速率方程的表达式，燃烧反应速度与温度；氧气浓度；活化能有关。

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第二章着火与灭火基本理论
一、填空
1、可燃物的着火方式可分为：化学自燃；热自然和点燃三种。

2、可燃物的着火方式可分为自燃和引燃两类。

其中不需要外界加
热，
而是在常温下依据自身的化学反应而发生着火的现象称为化学自燃；需将可燃物和氧化剂的混合物加热到某一温度时能发生自动着火称为热自燃。

3、从加热角度来看热自燃和点燃的区别，热自燃是整体加热，点燃是
局部加热。

4、热自燃理论认为，着火是反应放热因素与散热因素相互作用的结果。

5、热生成速率qg的表达式为△HcVKnCAkexp-E/RT，热损失速率ql的表达式为ql=hs(T－T0)；qg温度的指数函数；ql为温度的线性函数；斜率为hs。

6、放热曲线和散热曲线的位置关系由三个因素决定，它们是压力、对流换热系数、环境初始温度。

7、发热量越大，体系越容易自燃；发热量相同，表面积与体积比值越大，散热能力越强，越不易自燃；较低自燃点物质的加入可使高自燃点的物质自燃点降低。

8、导热系数越小，散热速度越小，越易自燃。

9、着火条件是化学动力学参数和流体力学参数的综合体现。

10、弗兰克-卡门涅茨基自燃理论的自燃判断准则是：δ大于某一临界值δer.
11、链式反应三步骤为：链引发、链传递和链终止。

12、反应物分子断裂产生自由基的过程可借助于光照和加热等方法。

13、链式反应根据链传递前后自由基数目之比，可分为直链反应和支链反应。

14、链式反应着火理论认为，反应自动加速并不一定要依靠热量的积累，也可以通过链式反应逐渐积累自由基的方法使反应自动加速，直至着火。

15、链式反应系统中自由基数目能否发生积累是链式反应工程中自由基增长因素与自由基销毁因素相互作用的结果。

16、对于支链反应，分支链生成自由基的反应速度常数用?表示，它受温度的影响很大；温度升高，其值增大，即活化分子的质量分数增大。

17、对于支链反应，链终止反应速度常数用g来表示，其受温度的影响不大。

18、￠＝0时，链锁反应的反应速度随时间线性增加；￠>0时，链锁反应的反应速度加速增加；当￠<0时，反应速度时间趋于定值。

19、根据链锁反应理论，要使已着火系统灭火，必须增大自由基的销毁速度。

20、电火花点火的机理有两种理论，分别是热理论和电理论；低温时电理论起主要作用，当电压升高后，热理论起主要作用。

21、电火花放电可以通过电容放电和感应放电来实现。

22、电火花引燃可燃混气时，火花能量必须大于引燃最小能量；电极距离必须大于电极熄火距离。

23、高温质点强迫着火的判据是高温质点表面附近可燃介质的温度分布曲线的斜率等于零。

24、关于引燃能的说法错误的是导热系数越大，所需的最小引燃能越小（正确的是越大），混合气体越（正确的是不容易）容易被点燃。

关于引燃能的说法正确的是：一是热容越大，所需的最小引燃能越大，混合气体越不容易被点燃；二是燃烧热越大，所需的最小引燃能越小，混合气体越容易被点燃。

25、关于引燃能的说法正确的是：一混合气体压力越大，所需的最小引燃能越小，混合气体越容易被点燃；二混合气体初始温度越高，所需的最小引燃能越小，混合气体越容易被点燃；三混合气体活化能越大，所需的最小引燃能越大，混合气体越不容易被点燃。

26、电极距离必须大于电极熄火距离，电极能量大于最小引燃能，电火花才能引燃混合气体成功。

27、对于已着火体系，可以采取稀释氧浓度的方法进行灭火，当氧浓度低于12％，或水蒸气浓度高于35％，或二氧化碳浓度高于30％-35％时，绝对多数燃烧都会熄灭。

28、降低环境温度使系统灭火时，必须使温度降到比着火时的环境温度低，这种现象称为灭火滞后。

29、对灭火来讲，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。

30、与水反应发生自燃的物质的共同特点是：放出可燃气体和大量的热，可燃气体在局部高温环境中与氧结合发生自燃。

二、简答
1、可燃物的着火方式的种类和各自特点：一般分为以下几类：⑴化学自燃：例如火柴受摩擦而着火；炸药受撞击而爆炸；金属钠在空气中的自燃；烟煤因堆积过高而自燃。

这类着火现象通常不需要外界加热，而是在常温下依据自身的化学反应发生的，因此习惯上称为化学自燃。

⑵热自燃：如果将可燃物与氧化剂的混合物均匀加热，随着温度的升高，当混合物加热到某一温度时就会自动着火（这时着火发生在混合物的整个容器中），这种着火方式习惯上称为热自燃；⑶点燃（或称强迫着火）：是指由于从外部能源，诸如电热线圈、电火花、炽热质点、点火火焰等得到能量，使混合气体的局部范围受到强烈的加热而着火。

这时火焰就会在靠近点火源处被引发，然后依靠燃烧波传播到整个可燃混合物中，这种着火方式习惯上称为热引燃。

大部分火灾都是因引燃所致。

2、体系具备着火条件是否就一定着火：着火条件是：如果在一定的初始条件下，系统不可能在整个时间区段保持低温水平的缓慢反应态(即非燃烧态)，那么这个初始条件便称为着火条件。

要正确理解着火条件需注意以下几点：⑴系统达到着火条件并不意味着已经着火，而只是系统已具备了着火的条件；⑵着火条件是就系统的初态而言的，它的临界性质不能错误地解释为化学反应速度随温度的变化有突跃的性质。

⑶着火条件不是一个简单的初温条件，而是化学动力学参数和流体力学参数的综合体现。

3、利用放热曲线和散热曲线的位置关系，分析说明改变环境温度时，谢苗诺夫热自燃理论中着火的临界条件：
4、Bi数的物理意义是：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Bì小于0.1时，可认为物体内部各处温度相等。

5、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的时间，用Υ表示。

6、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T∞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△Hc和高的混合气体反应速度都会使着火感应期变短。

7、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。

8、链式反应理论中的灭火分析：根据链式反应着火理论，要使系统不发生着火，或使已着火的系统灭火，必须使系统中的自由基增长速度小于自由基的销毁速度。

为此，可以采取以下措施：⑴降低系统温度，以减慢自由基增长速度；⑵增加自由基在固相器壁的销毁速度；
⑶增加自由基在气相中的销毁速度。

9、根据热理论及链式反应理论对着火系统的灭火分析，可以得到以下灭火措施：⑴降低着火系统的温度；⑵断绝可燃物；⑶稀释空气中的氧浓度；⑷抑制着火区内的链式反应。

10、强迫着火的特征：⑴强迫着火仅在反应物的局部；⑵燃点远高于自燃点；⑶点燃过程比自然过程复杂。

11、煤、植物、涂油物自燃的共同特点：⑴在一定的条件下，它们都能与氧发生缓慢氧化反应，同时放热。

⑵自燃是一个缓慢过程。

⑶在储存过程中散热条件不好。

12、煤自燃的原因：⑴吸附作用。

⑵黄铁矿的氧化作用。

⑶泥煤中含有大量的有机质及微生物，微生物的繁殖会产生热量。

⑷煤堆过高过大，时间过久、通风不好，缓慢氧化放出的热量散发不出去，煤堆就会产生热量积聚，使煤堆温度升高，直到发生自燃。

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第三章可燃气体的燃烧
一、填空
1、大部分分解反应是吸热反应，初始压力越高，分解反应越容易进行，分解爆炸的上限是100％。

2、影响爆炸极限的因素：⑴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；⑵混合气体初始压力增加，爆炸范围增大，爆炸危险性增加；⑶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；⑷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。

3、可燃气体的点火能量与其爆炸期限范围的关系是点火能量越大，爆炸极限范围越宽。

4、可燃气体、蒸气和粉尘与空气的混合物，必须在一定的浓度范围内，遇到足以起爆的火源才能发生爆炸。

这个可爆炸的浓度范围，叫做该爆炸物的爆炸极限。

5、爆炸极限范围越宽，则发生爆炸的危险性越大。

6、扩散火焰的完整考虑应该包括液体火焰、固体火焰和气体火焰。

7、扩散燃烧的最大优点是不产生回火。

8、火焰前沿是存在于已燃区和未燃区之间的明显分界线。

9、在火焰前沿内存在强烈的导热和物质扩散，这是由于已燃气和未燃气之间的温度梯度和浓度梯度比较大。

10、对于二级反应，层流预混火焰传播速度与压力无关。

11、关于火焰传播速度说法正确的有①理论上，当可燃气与空气按照化学计量比反应时，火焰传播速度最快；②对于饱和烃，火焰传播速度与分子中的碳原子数无关；③当反应级数小于2时，压力增加，
火焰传播速度下降。

④混合气导热系数越大，火焰传播速度越快。

12、爆轰的形成要保证管子有足够的长度，内表面光滑的管子和内表面粗糙的管子相比，内表面光滑的管子的爆轰前期间距更长。

13、对于氢-氧混合气体系统，最大的爆轰波传播速度在接近爆炸上限处出现。

14、混合气体的初始密度下降，爆轰波的波速增加，混合气体的初始密度增加，爆轰波的波速下降。

15、为防止火焰窜入设备、容器与管道内，或阻止火焰在设备和管道内扩展，可采用安全水封和阻火器，以切断爆炸传播途径。

16、常用的安全水封有两种，即敞开式和封闭式。

17、防泄压装置主要有两种。

主要用于防止物理爆炸的是安全阀，主要用于防止化学爆炸的是爆破片。

二、简答
1.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。

2、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。

⑴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。

⑵初始压力的影响：混合气体初始压力增加，爆炸范围增大，爆炸危险性增加。

⑶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。

⑷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。

3、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：⑴燃烧后气体压力减小或者接近不变。

⑵燃烧后气体密度要减小。

⑶燃烧波以亚音速进行传播。

爆轰的特点：⑴燃烧后气体压力要增加。

⑵燃烧后气体密度要增加。

⑶燃烧波以超音速传播。

4、爆轰对设备破坏的特点：⑴爆轰波传速很快，会使设备中的常
用泄压装置失去作用。

⑵压力很大，特别是碰到器壁时，会起到反射增压作用。

⑶体现为动压冲击作用。

5、预防可燃气体爆炸、爆轰、液体蒸气爆炸及粉尘爆炸的原则：
⑴严格控制火源。

⑵防止可燃气体和空气形成爆炸性混合气体。

⑶切断爆炸传播途径，⑷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。

6、火焰前沿的特点：⑴火焰前沿可以分成两部分：预热区和化学反应区；⑵火焰前沿存在强烈的导热和物质扩散。

7、爆轰形成的条件：⑴初始正常火焰传播能形成压缩扰动；⑵管子足够长或自由空间的预混合气体体积足够大；⑶可燃气体浓度处于爆轰极限范围内；⑷管子直径大于保护临界直径。

8、预防可燃气体爆炸的方法：⑴严格控制火源；⑵防止预混可燃气的产生；⑶用惰性气体预防气体爆炸；⑷切断爆炸传播途径（安全水封和阻火器）。

⑸按装泄压装置（安全阀和爆破片）。

9、紊流燃烧的特点：⑴火焰长度短。

⑵厚度较厚。

⑶发光区模糊。

⑷有明显的噪声等。

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第四章可燃液体的燃烧
一、填空
1、液体的蒸气压是液体的重要性质，它仅与液体的本质和温度有关，而与液体的数量和液面上方空间的大小无关。

2、在相同温度下，液体分子之间的引力强，则液体分子难以克服引力跑到空间中去，蒸气压就低；反正，蒸气压就高。

3、当液体蒸发达到动态平衡时，液面分子仍在蒸发，蒸气分子仍在凝结，蒸发速度等于凝结速度。

4、分子间最重要的力是色散力，分子量越大，分子越容易变形，色散力越大。

同类物质中，分子量越大，蒸发越难，蒸气压越低。

5、在水分子（H2O）、氟化氢（HF）、氨（NH3）分子中，以及很多有机化合物中，由于存在氢键，分子间力会大大增强，蒸发也不容易，蒸汽压也低。

6、蒸发热主要是为了增加液体分子功能，用以克服分子间引力逸出液面，因此，分子间引力越大的液体，其蒸发热越高。

此外，蒸发热还消耗于汽化体积膨胀时对外所做的功。

7、当液体蒸汽压与外界压力相等时，蒸发在整个液体中进行，称为液体沸腾；而蒸汽压低于环境压力时，蒸发仅限于在液面上进行。

很显然，液体沸点与外界气压条件密切相关
8、液体在蒸发过程中，高能量分子离开液面进入空间，要使液体在恒温恒压下蒸发，必须从周围环境中吸收热量。

9、外界压力升高，液体的沸点升高。

10、对于同一液体，升高温度，蒸汽压升高；反之，温度低，蒸汽压就低。

11、可燃液体发生闪燃的原因是液体蒸发速度小于燃烧速度。

12、在可燃液体中掺入互溶的不燃液体，其闪点随着不然液体含量增加而升高。

13、闪点主要取决于分子间力的大小，而自燃点主要取决于活化能的大小。

14、高闪点的液体的引燃方式有两种，一种是两种完全相溶的可燃液体的混合液体的闪点，另一种是可燃液体与不可燃液体混合液体的闪点。

15、液体的自燃点受压力、氧含量、催化剂、蒸气浓度、容器特性等因素影响。

16、同类液体中正构体比异构体自燃点低，而饱和烃比相应的不饱和烃的自燃点高。

17、火源强度增大，可燃液体的爆炸温度下限降低。

18、汽油的爆炸温度极限范围为－38～-8℃,则在室温（0∽28℃）下，其不饱和蒸气与空气混合物遇火源有可能爆炸。

19、凡爆炸温度下限小于最高室温的可燃液体，其蒸气与空气混合气体遇火源均能发生爆炸。

20、凡爆炸温度下限大于最高室温的可燃液体，其蒸气与空气混合气体遇火源均不能发生爆炸。

21、凡爆炸温度上限小于最低室温的可燃液体，其饱和蒸气与空气混合气体遇火源不发生爆炸，其非饱和蒸气与空气的混合气体遇火源有可能发生爆炸。

22、可燃液体的沸点越高，闪点越高。

23、同系物中正构体比异构体闪点高。

24、同系物闪点随相对分子质量增高而升高。

25、压力升高，爆炸温度上、下限升高，火源强度越高，爆炸温度的下限越低。

26、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。

二、简答
1、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。

是液体的重要性质，它仅与液体的本质和温度有关，而与液体的数量级液面上方空间的大小无关。

在相同温度下，液体分子之间的引力强，则液体分子难以克服引力跑到空间中去，蒸汽压就低。

反之，蒸汽压就高。

同类物质中，相对分子质量越大，蒸发越难，蒸汽压越低。

同一类液体，升高温度，蒸汽压越高；反之，温度低，蒸汽压就低。

蒸发热：在一定的温度和压力下，单位质量的液体完全蒸发所吸收的热量为液体的蒸发热。

分子间引力越大的液体，其蒸发热越高。

2、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。

研究闪燃在消防工作中的重要意义：闪燃现象出现后，受环境温度等因素的影响，液体蒸发速度往往会加快，这时遇火源就会产生持续燃烧，在一定条件下（如爆炸性混合物达到爆炸极限，并遇到较高的点火能量），就会出现燃烧速度比较快的燃烧现象，即爆燃。

因此，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。