可燃液体的燃烧形式共31页文档
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第5章可燃液体燃烧
第5章 可燃液体的燃烧
王海燕 中国矿业大学（北京）
2011. 3
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
液体的蒸发 闪燃与爆炸温度极限 液体着火 可燃液体的稳定燃烧 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 液滴的蒸发和燃烧
第一节 液体的蒸发
一、蒸发过程
蒸发
凝结
– 液体分子→蒸发分子→液体分子→动态平衡。
四、闪点计算
– （一）根据沸点 tb（℃）计算 —波道查公式 (适 用于烃类 )
tf=0.6946tb－73.7 (℃)
– （二）根据可燃液体分子中碳原子数 nc计算
(tf+277.3)2=10410nc
– （三）根据液面上方环境 (蒸气 +空气 )压力 P求 可燃液体闪点对应的可燃液体饱和蒸气压 Pf， 然后查表 5-6（P234) ，插值计算 —道尔顿公式。
2．蒸气浓度 可燃蒸气浓度升高，反应速度升高，放热速度升高，自燃点降 低。 可燃蒸气浓度 =化学当量浓度自燃点最低，然后，增加可燃蒸 气浓度自燃点会增加。 247 表5-13
– 3．氧含量
氧含量升高，有利于化学反应发生，自燃点降低。 （图5-6 P248）
– 4．催化剂
活性催化剂：铈，铁，钒等氧化物，加速氧化反应， 自燃点下降。
–闭杯式闪点测定仪 :适用测定闪点低于 1000C的 液体。
二、同类液体闪点变化
–同系列 :结构相似 ,组成相差一个或多个系差的 一系列化合物。
–同系列各化合物互称同系物 ,分子量大的分子 间引力大,蒸发困难,蒸气压降低 ,闪点高。
–同系物闪点随分子量、沸点、比重的增大而增 加。
–随蒸气压降低而增加。
钝化催化剂：油品抗震剂 —四乙基铅，减缓氧化反 应，自燃点下降。
王海燕 中国矿业大学（北京）
2011. 3
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
液体的蒸发 闪燃与爆炸温度极限 液体着火 可燃液体的稳定燃烧 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅 液滴的蒸发和燃烧
第一节 液体的蒸发
一、蒸发过程
蒸发
凝结
– 液体分子→蒸发分子→液体分子→动态平衡。
四、闪点计算
– （一）根据沸点 tb（℃）计算 —波道查公式 (适 用于烃类 )
tf=0.6946tb－73.7 (℃)
– （二）根据可燃液体分子中碳原子数 nc计算
(tf+277.3)2=10410nc
– （三）根据液面上方环境 (蒸气 +空气 )压力 P求 可燃液体闪点对应的可燃液体饱和蒸气压 Pf， 然后查表 5-6（P234) ，插值计算 —道尔顿公式。
2．蒸气浓度 可燃蒸气浓度升高，反应速度升高，放热速度升高，自燃点降 低。 可燃蒸气浓度 =化学当量浓度自燃点最低，然后，增加可燃蒸 气浓度自燃点会增加。 247 表5-13
– 3．氧含量
氧含量升高，有利于化学反应发生，自燃点降低。 （图5-6 P248）
– 4．催化剂
活性催化剂：铈，铁，钒等氧化物，加速氧化反应， 自燃点下降。
–闭杯式闪点测定仪 :适用测定闪点低于 1000C的 液体。
二、同类液体闪点变化
–同系列 :结构相似 ,组成相差一个或多个系差的 一系列化合物。
–同系列各化合物互称同系物 ,分子量大的分子 间引力大,蒸发困难,蒸气压降低 ,闪点高。
–同系物闪点随分子量、沸点、比重的增大而增 加。
–随蒸气压降低而增加。
钝化催化剂：油品抗震剂 —四乙基铅，减缓氧化反 应，自燃点下降。
安全可燃液体的燃烧
安全可燃液体燃烧的火灾特点与防治策略
火灾特点
• 火灾扩散速度快，火势猛烈 • 火灾过程中可能产生大量有毒烟雾和气体 • 火灾扑救难度大，需要专业救援队伍
防治策略
• 加强可燃液体的储存和管理，防止泄漏和火灾事故发生 • 建立火灾应急预案，提高火灾应急处理能力 • 加强消防安全培训和宣传，提高人们的消防安全意识和 自防自救能力
• 案例 • 石油化工企业：采用安全可燃液体燃烧技术，降低火灾事故风 险 • 涂料生产企业：采用安全可燃液体燃烧技术，提高生产过程中 的安全性能 • 交通运输领域：采用安全可燃液体燃烧技术，降低运输过程中 的火灾事故风险
安全可燃液体燃烧技术的发展趋势与展望
发展趋势
• 提高安全可燃液体的燃烧性能和安全性 • 加强安全可燃液体燃烧技术的研发和应用 • 提高安全可燃液体燃烧技术的智能化和自动化水平
展望
• 安全可燃液体燃烧技术将在更多领域得到应用和推广 • 安全可燃液体燃烧技术将为提高生产和生活安全水平做 出更大贡献
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
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燃烧的基本原理与条件
燃烧基本原理
• 物质与氧气发生化学反应，产生大量的热量和光线 • 燃烧过程中，燃料、氧气和热量之间存在平衡关系
燃烧条件
• 燃料：具有一定的可燃性 • 氧气：燃烧过程中需要氧气参与 • 引燃源：引发燃烧过程的起始条件
燃烧过程中的化学反应与能量转换
燃烧过程中的化学反应
• 燃料与氧气发生氧化反应，产生二氧化碳和水 • 燃烧过程中可能产生其他有毒物质和烟雾
评估方法
• 物质的闪点、燃点、爆炸极限等参数评估 • 物质的燃烧热、燃烧速度、燃烧效率等参数评估
燃烧与爆炸理论第五章 可燃液体的燃烧与爆炸
下限
3.3 1.5 0.8 1.7 1.4
上限
18.0 7.0 62.0 7.2 7.5 酒精 甲苯 松节油 车用汽油 灯用煤油
上限
+11 +5.5 +33.5 -38 +40
下限
+40 +31 +53 -8 +86
1.85
1.5
40
9.5
乙醚
苯
-45
-14
+13
+19
25
举例分析（设室温为0～28℃）：
27
（3）煤油： t下＝＋40℃， t上＝＋86℃，与室温 关系为： t下（+40℃） t上（+86℃）
煤油在 室温范围 内，其蒸气浓度没有达到爆炸 下限，煤油蒸气是不会爆炸的。
0 28 t℃
（4）汽油： t下＝－38℃， t上＝－8℃，与室温关 系为： t下（-38℃） t上（-8℃）
汽油在 室温范围 内，其饱和蒸气浓度已经超 过爆炸上限，它与空气的混和气体遇火源不会 发生爆炸 。
分子间力又称范德华力，分子间力中最重要的就是色散力（色 散力是由于分子运动中，电子云和原子核发生瞬时相对运动，产生 瞬时偶极而出现的分子间的吸引力）。
相对分子质量越大，分子就越易变形，色散力就越大， 蒸发就越困难，蒸气压越低。 温度越高，液体中能量大的分子束就越多，能克服液 体表面引力跑到空间的分子就越多，蒸气压就越高， 反之，蒸气压就越低。
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。
液体蒸发吸热的原因
主要为了增加液体分子的动能以克服分子间引力而逃逸出液面， 因此，分子间力大的液体，其蒸发热也越高； 此外，蒸发热还用于气化时蒸气体积膨胀对外所做的功。
可燃液体的燃烧
（1）苯 的爆炸温 度
下限14oC
上限19oC
28 19
0 -14
有 交 叉
（2）酒精 的爆炸温度 28
下限11oC 0
上限44oC
44
11
有 交 叉
五、爆炸温度极限
（一）爆炸温度极限 2、爆炸温度极限与液体温度（设液体温度
与室温相等为0~28oC）的关系
86
（3）煤油
的爆炸温度
40
下限40oC 28
（2） 利用插值法计算闪点
t f 10.6(oC)
第二节 闪燃与爆炸温度极限
四、闪点计算
（六）根据克-克方程计算 lgP0 ( 0.2185 LV ) C tf
符号 Po Lv tf C’
含义 液体蒸气压
蒸发热 闪点温度
常数
单位 Pa kJ oC
例题6：已知癸烷爆炸下限为0.75％，环境压力为 101325Pa，试求其闪点。
单位 Pa Pa mol
例题3：已知大气压力101325Pa，试用道尔顿公 式求苯的闪点（插值法）。
解： （1）化学反应式：C6H6+7.5O2→ 6CO2+3H2O
（2）N = 7.5×2 = 15
（3）代入公式 （Pa）
Pf
P
1 4.76(N
1)
=1498.0
P
Pf
P
t
T
例题3：已知大气压力101325Pa，试用道尔顿公 式求苯的闪点（插值法）。
2、可燃液体燃点：能发生着火的液体的 最低温度称为液体的燃点或着火点。
第三节 液体着火
一、液体引燃
3、低闪点液体的引燃
闪点
环境温
度 液面上的蒸气浓度已经达到着火浓度，其混合气
燃烧学讲义第五章 可燃液体的燃烧
第5章可燃液体的燃烧5.1液体燃料的燃烧特点目前，液体燃料的主体是石油制品，因此讨论液体燃料的燃烧主要涉及燃油的燃烧。
液体燃料的沸点低于其燃点，因此液体燃料的燃烧是先蒸发，生成燃料蒸气，然后与空气相混合，进而发生燃烧。
与气体燃料不同的是，液体燃料在与空气混合前存在蒸发汽化过程。
对于重质液体燃料，还有一个热分解过程，即燃料由于受热而裂解成轻质碳氢化合物和碳黑。
轻质碳氢化合物以气态形态燃烧，而碳黑则以固相燃烧形式燃烧。
根据液体燃料蒸发与汽化的特点，可将其燃烧形式分为液面燃烧、灯芯燃烧、蒸发燃烧和雾化燃烧四种。
液面燃烧是直接在液体燃料表面上发生的燃烧。
若液体燃料容器附近有热源或火源，则在辐射和对流的影响下，液体表面被加热，导致蒸发加快，液面上方的燃料蒸汽增加。
当其与周围的空气形成一定浓度的可燃混合气、并达到着火温度时，便可以发生燃烧。
在液面燃烧过程中，若燃料蒸汽与空气的混合状况不好，将导致燃料严重热分解，其中的重质成分通常并发生燃烧反应，因而冒出大量黑烟，污染严重。
它往往是灾害燃烧的形式，例如油罐火灾、海面浮油火灾等。
在工程燃烧中不宜采用这种燃烧方式。
灯芯燃烧是利用的吸附作用将燃油从容器中吸上来在灯芯表面生成蒸汽然后发生的燃烧。
这种燃烧方式功率小，一般只用于家庭生活或其它小规模的燃烧器，例如煤油炉、煤油灯等。
蒸发燃烧是令液体燃料通过一定的蒸发管道，利用燃烧时所放出的一部分热量（如高温烟气）加热管中的燃料，使其蒸气，然后再像气体燃料那样进行燃烧。
蒸发燃烧适宜于粘度不太大、沸点不太高的轻质液体燃料，在工程燃烧中有一定的应用。
雾化燃烧是利用各种形式的雾化器把液体燃料破碎成许多直径从几微米到几百微米的小液滴，悬浮在空气中边蒸发边燃烧。
由于燃料的蒸发表面积增加了上千倍，因而有利于液体燃料迅速燃烧。
雾化燃烧是液体燃烧工程燃烧的主要方式。
对于不同的液体燃料，应依据其蒸发的难易程度不同的雾化方式。
易蒸发液体燃料的雾化（例如汽油）往往采用“汽化器”来实现。
可燃液体的燃烧
防热措施
避免可燃液体受到高温影响，特别是在夏季高温时段，应 采取有效的降温措施。
防爆措施
在可燃液体储存和运输过程中，应采取有效的防爆措施， 如安装防爆设备、使用防爆电器等；同时应配备相应的消 防器材，以便及时扑灭火灾。
安全防范措施
防火措施
严格控制火源，防止可燃液体接触火源；对储存和运输可 燃液体的设备进行定期检查和维护，确保其完好无损。
02
密度
可燃液体的密度决定了其燃烧时的扩散速度，密度越大 ，扩散速度越慢。
03
粘度
可燃液体的粘度影响其燃烧时的扩散速度和燃烧效率。 粘度越大，扩散速度越慢，燃烧效率越低。
可燃液体的物理特性
01
沸点
可燃液体的沸点决定了其挥发性，沸点越低，越容易挥 发。
02
密度
可燃液体的密度决定了其燃烧时的扩散速度，密度越大 ，扩散速度越慢。
04 可燃液体燃烧的影响因素
04 可燃液体燃烧的影响因素
液体的性质
闪点
01
闪点是可燃液体在特定条件下开始燃烧的温度。闪点越低，液
体越易燃。
燃点
02
燃点是液体在常压下完全燃烧所需的最低温度。燃点越高，燃
烧所需的温度越高。
蒸汽压力
03
蒸汽压力表示液体蒸发成蒸汽的能力，与可燃性相关。蒸汽压
力越高，越容易达到燃烧条件。
混合气体的形成
01
可燃气体
在液体蒸发过程中，可燃液体释放出可燃气体，这些气体与空气中的氧
气混合形成可燃气体混合物。
02 03
爆炸极限
可燃气体混合物的爆炸极限是衡量其燃烧特性的重要参数。爆炸极限是 指可燃气体与空气混合物在一定浓度范围内，遇到火源能够发生爆炸的 最低浓度和最高浓度。
液体燃料的燃烧
第四章 液体燃料的燃烧
4.1 液体燃料燃烧的特点
一、燃烧方式
（1） 预蒸发型燃烧 • 燃料进入燃烧空间之前蒸发为油蒸气，以不同比例与空气混
合后进入燃烧室中燃烧。例如：汽油机装有汽化器，燃气轮 机装有蒸发管。 • 此燃烧方式与气体燃料燃烧原理相同。 （2）喷雾型燃烧 • 把液体燃料通过喷雾器雾化成一股由微小油滴组成的雾化锥 气流，在雾化的油滴周围存在空气，当雾化锥气流在燃烧室 被加热，油滴边蒸发，边混合，边燃烧。 • 动力行业多采用此种燃烧方式。
讨论：
① Cp↓,λ↑→k↑ ，气体导热性能好，燃烧更快。 ② H↓→k↑ ，油的气化潜热少，燃烧更快。 ③ Tr↑→k↑ ，燃烧环境温度高，燃烧更快。 ④ T0↓→k↑ ，油的饱和温度低，燃烧更快。 ⑤ D↑→k↑ ，湍流传质能力强，燃烧更快。 ⑥ C∞↑→k↑ ，环境氧浓度高，燃烧更快。 ⑦ β↓→k↑ ，单位耗氧量低，燃烧更快。
（b）转杯式机械雾化喷嘴
如图5-38所示，油通过空心轴进入一个高速旋 转(3000~6000转/分)的旋转杯的内壁。在离心力的 作用下，油从旋转杯的四周甩出。由于甩出速度 很高，使油雾化。在旋转杯四周还有一股由一次 风机鼓进的高速气流，同时促进雾化。
雾化过程：
液体由喷嘴流出形成液柱或液膜；由于液体射流本身 的初始湍流以及周围气体对射流的作用（脉动、摩擦等）， 使液体表面产生波动、皱褶，并最终分离为液体碎片或细 丝；在表面张力的作用下，液体碎片或细丝缩成球形液滴； 在气动力作用下，大液滴进一步碎裂。
三、液，流出速度高，雾化好 介质压力：介质压力高，冲击力强，脉动大，雾化好 雾化喷嘴：喷嘴小，油膜薄，雾化好 旋转强度：旋转强，油膜薄，雾化好 油性质：粘度小，雾化好（油温高，粘度小）
4.1 液体燃料燃烧的特点
一、燃烧方式
（1） 预蒸发型燃烧 • 燃料进入燃烧空间之前蒸发为油蒸气，以不同比例与空气混
合后进入燃烧室中燃烧。例如：汽油机装有汽化器，燃气轮 机装有蒸发管。 • 此燃烧方式与气体燃料燃烧原理相同。 （2）喷雾型燃烧 • 把液体燃料通过喷雾器雾化成一股由微小油滴组成的雾化锥 气流，在雾化的油滴周围存在空气，当雾化锥气流在燃烧室 被加热，油滴边蒸发，边混合，边燃烧。 • 动力行业多采用此种燃烧方式。
讨论：
① Cp↓,λ↑→k↑ ，气体导热性能好，燃烧更快。 ② H↓→k↑ ，油的气化潜热少，燃烧更快。 ③ Tr↑→k↑ ，燃烧环境温度高，燃烧更快。 ④ T0↓→k↑ ，油的饱和温度低，燃烧更快。 ⑤ D↑→k↑ ，湍流传质能力强，燃烧更快。 ⑥ C∞↑→k↑ ，环境氧浓度高，燃烧更快。 ⑦ β↓→k↑ ，单位耗氧量低，燃烧更快。
（b）转杯式机械雾化喷嘴
如图5-38所示，油通过空心轴进入一个高速旋 转(3000~6000转/分)的旋转杯的内壁。在离心力的 作用下，油从旋转杯的四周甩出。由于甩出速度 很高，使油雾化。在旋转杯四周还有一股由一次 风机鼓进的高速气流，同时促进雾化。
雾化过程：
液体由喷嘴流出形成液柱或液膜；由于液体射流本身 的初始湍流以及周围气体对射流的作用（脉动、摩擦等）， 使液体表面产生波动、皱褶，并最终分离为液体碎片或细 丝；在表面张力的作用下，液体碎片或细丝缩成球形液滴； 在气动力作用下，大液滴进一步碎裂。
三、液，流出速度高，雾化好 介质压力：介质压力高，冲击力强，脉动大，雾化好 雾化喷嘴：喷嘴小，油膜薄，雾化好 旋转强度：旋转强，油膜薄，雾化好 油性质：粘度小，雾化好（油温高，粘度小）
【安全课件】第5章可燃液体的燃烧
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【安全课件】第5章可燃液体的燃烧
•
•第一节 液体的蒸发
第
•第二节 闪燃与爆炸温度极限
五 章
•第三节 液体的着火
可
•第四节 可燃液体稳定燃烧
燃 液
•第五节 沸溢和喷溅
体
的
•第六节 液滴的蒸发和燃烧
燃
烧
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【安全课件】第5章可燃液体的燃烧
第五节 沸溢和喷溅
一、原油的性质 二、单组分液体燃烧时热量的传递规律 三、原油燃烧时热量的传递规律 四、原油燃烧时沸溢和喷溅
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【安全课件】第5章可燃液体的燃烧
•（三）影响燃烧速度的因素
• 1.液体的初温t1 • 2.容器直径 • 3.液体•高度： 距液 离面距离容器上口边缘的 • 4.液体含水量 • 5.有机同系物液体密度（挥发性大小） • 6.风的影响
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【安全课件】第5章可燃液体的燃烧
•二、液体稳定燃烧的火焰特征
• 2.蒸气浓度升高，自燃点如何变化？（）
• • A 升高 B 降低 C 先降低后升高 D 先升高后降低 • • 3.含氧量越高，自然点（） A 越高 B 越低
• 4.催化剂如何影响液体的自然点？
• • 5.容器的K越大，自然点（） A 升高 B 降低
• 6.容器的直径增大，自然点将（）
• •A 升高 B 降低 C 先降低后升高 D 先升高后降低
9.液体着火的方式有几种？ 10.液体引燃成功的条件是什么？ 11.什么叫液体的自燃？ 12.液层厚度如何影响火焰的传播速度？
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【安全课件】第5章可燃液体的燃烧
二、可燃的液体自燃
•自燃着火：没有火源作用，仅靠外界加热而引起着火的现 •（一象）自燃点的影响因素
可燃液体的燃烧形式共31页
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
可燃液体的燃烧形式
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
Hale Waihona Puke
液体可燃物
图4-6 油面火中初温对传热过程的影响
相对风速对油面火蔓延影响的实验结果表明：在逆风 条件下，液体的初温对火蔓延速度有显著影响；顺风条件 下，液体的初温几乎对火蔓延速度没有影响，火蔓延速度 主要受风速的影响。这主要是因为火焰在风的作用下，倾 斜角增大，强化了火焰对液面的辐射传热和对流传热。顺 风时，火焰向未燃烧的油面方向倾斜，所以作用显著；甚 至具有主导作用；逆风时，火焰向已燃烧的区域倾斜，起 不到强化作用，效果当然不明显。这个结果提示我们：在 灭油面火时，最好采用逆向灭火方式。 在有相对风速环境中，液面一般也有波动，所以应当 进一步研究液面波动对火蔓延速度的影响，以便更真实地 描述液面火的蔓延规律。
(4-15)
火灾蔓延* 二、液面火灾蔓延 三、液雾中火灾蔓延
这里，Cpl、ρl和To分别为液体热容、密度和初温。 使液体蒸发的热流量为： d 2 q cd q cv q ra q l Vl l Lv 4
(4-16)
式中，Vl为液面下降速度；Lv为室温条件下液体蒸发潜热。 将式（4-12）~（4-15）代入（4-16）中，可得：
(4-14)
式中，ΦF为火焰及高温气体对液面形态系数；εF为火焰及 第二节 液体可燃 小节名 高温气体辐射率；ελ为液体辐射率。 物中的火灾蔓延 传入液体的热量起到两中作用，一是使液体的温度升 高；二是使液体蒸发。使液体升温的热流量为： 一、油池（油罐）
ql
d 2
4
C pl l Tl To
对于甲醇液面火来讲因甲醇的闪点为11oc当温度达到20oc之后一油池油罐火灾蔓延液二液面火灾蔓延三液雾中火灾蔓延三液雾中火灾蔓延小节名第二节液体可燃物中的火灾蔓延第二节液体可燃物中的火灾蔓延液面火来讲因甲醇的闪点为11oc当温度达到20oc之后在甲醇液面上方便形成了一定浓度的甲醇蒸气该蒸气与空气混合后形成具有一定混合比的预混可燃气
可燃液体和可燃固体的燃烧
• 闪点这个概念一般只用于可燃性液体,但有些固体,如樟脑和萘等,也能 在室温下挥发或缓慢蒸发,因此也有闪点。
• 闪点可以通过试验测定。目前,常用闪点测定仪有开口式和闭口式两 种,分别如图3-3和图3-4所示。
• 开口式可采用煤气灯、酒精灯或适当的电加热炉加热(测定闪点高于 200℃时,必须使用电炉)。
• 3.连锁反应理论 • 如果根据上述原理,一个活化分子(基)只能与一个普通分子反应,那么
为什么在氯化氢的生成反应中,引入一个光子能生成十万个氯化氢分 子.这就是连锁反应的结果。
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３.１ 液体的燃烧
• 根据连锁反应理论,气态分子间的作用,不是两分子直接作用得出最后 产物,而是活化分子自由基与另一个分子起作用,作用结果产生新基,新 基又迅速参与反应,如此延续下去而形成一系列的连锁反应。氯气与 氢气的反应就是这样:
• 闪点是液体易燃性分级的依据。液体的闪点越低,火灾危险性越大。 典型易燃和可燃液体的易燃性等级见表3-1,各种液体的闪点见表2-4 。
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３.１ 液体的燃烧
• 在石油储运的一切作业中,必须按易燃液体和可燃液体的易燃等级确 定运输、使用及管理的制度和安全措施。
• 在室温超过某种液体闪点时,要严格控制该液体的敞口操作。例如使 用汽油(闪点小于-20℃)洗手、洗工作服或擦地板等都是造成火灾爆炸 事故的常见原因,必须严格禁止。
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３.１ 液体的燃烧
• 闭口式采用电炉加热,也可选用煤气加热。 • 由于试验仪器不同,对同一物质,所测得的数据也是有区别的,开口闪点
数值总是稍高于闭口闪点数值,因此,有必要指明是用哪一类方法测量 的,通常闪点数据标有“OC”(OpenCup)是指开口式闪点,标有 “CC”(CloseCup)是指闭口式闪点。对于具有较高闪点的物质,选用 开口闪点式试验较为准确。 • 此外,碳氢化合物的闪点可用下述经验公式进行推测: • 式中,tf———化合物的闪点(℃); • tb———化合物的沸点(℃)。
• 闪点可以通过试验测定。目前,常用闪点测定仪有开口式和闭口式两 种,分别如图3-3和图3-4所示。
• 开口式可采用煤气灯、酒精灯或适当的电加热炉加热(测定闪点高于 200℃时,必须使用电炉)。
• 3.连锁反应理论 • 如果根据上述原理,一个活化分子(基)只能与一个普通分子反应,那么
为什么在氯化氢的生成反应中,引入一个光子能生成十万个氯化氢分 子.这就是连锁反应的结果。
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３.１ 液体的燃烧
• 根据连锁反应理论,气态分子间的作用,不是两分子直接作用得出最后 产物,而是活化分子自由基与另一个分子起作用,作用结果产生新基,新 基又迅速参与反应,如此延续下去而形成一系列的连锁反应。氯气与 氢气的反应就是这样:
• 闪点是液体易燃性分级的依据。液体的闪点越低,火灾危险性越大。 典型易燃和可燃液体的易燃性等级见表3-1,各种液体的闪点见表2-4 。
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３.１ 液体的燃烧
• 在石油储运的一切作业中,必须按易燃液体和可燃液体的易燃等级确 定运输、使用及管理的制度和安全措施。
• 在室温超过某种液体闪点时,要严格控制该液体的敞口操作。例如使 用汽油(闪点小于-20℃)洗手、洗工作服或擦地板等都是造成火灾爆炸 事故的常见原因,必须严格禁止。
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３.１ 液体的燃烧
• 闭口式采用电炉加热,也可选用煤气加热。 • 由于试验仪器不同,对同一物质,所测得的数据也是有区别的,开口闪点
数值总是稍高于闭口闪点数值,因此,有必要指明是用哪一类方法测量 的,通常闪点数据标有“OC”(OpenCup)是指开口式闪点,标有 “CC”(CloseCup)是指闭口式闪点。对于具有较高闪点的物质,选用 开口闪点式试验较为准确。 • 此外,碳氢化合物的闪点可用下述经验公式进行推测: • 式中,tf———化合物的闪点(℃); • tb———化合物的沸点(℃)。
液体的燃烧过程及燃烧形式资料
燃烧学
——液体的燃烧过程 及燃烧形式
燃烧学
1
液体的特性 液体的燃烧过程 液体的燃烧形式
燃烧学
燃烧学
【Q】为什么能闻到香味？液体放在容器里，为什么会变少？
液体都具有挥发性，在一定温度下，液体都会 由液态转变为气态。液体蒸发的速度取决于液体的 性质和温度。
燃烧学
将液体置于密闭容器中，液体表面能量大的分子克服邻近分子 的吸引力，脱离液面进入空间成为蒸气分子。蒸气分子由于运动撞 到液体表面或器壁被凝结。
初始状态，由于空间中无蒸气分子，蒸发速度最大，凝结速度 为零。随着蒸发过程的继续，蒸气分子增加，凝结速度增加。
燃烧学
【Q】蒸发和凝结过程会停止吗？
不会。最终，液体和气体会达到气液平衡状态。 这种平衡是一种动态平衡，液面分子仍在蒸发，蒸 气分子仍在凝结，只是蒸发速度和凝结速度相等。
燃烧学
➢ 蒸发热
因此，不同分子因分子间引力不同，其蒸发热也不同。一 般地说，液体分子间引力越大，其蒸发热越大。
燃烧学
➢ 饱和蒸气压
在一定温度下，液体和它的蒸气处于平衡状态时，蒸气 所具有的压力即为饱和蒸气压。
液体的饱和蒸气压与液体的性质和温度有关。相同温度 下，液体分子间引力越强，蒸气压越低；同一液体，温度不 同时，温度升高，饱和蒸气压增大。
燃烧学
【例】已知某油罐储存原油10000t，油温30℃，发生了 火灾，罐内有40根立柱，每根立柱横截面积0.25m2，罐长 48m宽48m，原油密度0.9t/m3，含水量1%，原油燃烧线速 度0.1m/h，热波传播速度0.78m/h。试预计该油罐着火着火 后可能发生喷溅的时间。
燃烧学
解：油面高度为
燃烧学
➢ 液体的沸点
是指液体的饱和蒸气压与外界压力相等时的温度。在此 温度时，汽化在整个液体中进行，即为沸腾；而在低于此温 度时的汽化，仅在液面上进行。
——液体的燃烧过程 及燃烧形式
燃烧学
1
液体的特性 液体的燃烧过程 液体的燃烧形式
燃烧学
燃烧学
【Q】为什么能闻到香味？液体放在容器里，为什么会变少？
液体都具有挥发性，在一定温度下，液体都会 由液态转变为气态。液体蒸发的速度取决于液体的 性质和温度。
燃烧学
将液体置于密闭容器中，液体表面能量大的分子克服邻近分子 的吸引力，脱离液面进入空间成为蒸气分子。蒸气分子由于运动撞 到液体表面或器壁被凝结。
初始状态，由于空间中无蒸气分子，蒸发速度最大，凝结速度 为零。随着蒸发过程的继续，蒸气分子增加，凝结速度增加。
燃烧学
【Q】蒸发和凝结过程会停止吗？
不会。最终，液体和气体会达到气液平衡状态。 这种平衡是一种动态平衡，液面分子仍在蒸发，蒸 气分子仍在凝结，只是蒸发速度和凝结速度相等。
燃烧学
➢ 蒸发热
因此，不同分子因分子间引力不同，其蒸发热也不同。一 般地说，液体分子间引力越大，其蒸发热越大。
燃烧学
➢ 饱和蒸气压
在一定温度下，液体和它的蒸气处于平衡状态时，蒸气 所具有的压力即为饱和蒸气压。
液体的饱和蒸气压与液体的性质和温度有关。相同温度 下，液体分子间引力越强，蒸气压越低；同一液体，温度不 同时，温度升高，饱和蒸气压增大。
燃烧学
【例】已知某油罐储存原油10000t，油温30℃，发生了 火灾，罐内有40根立柱，每根立柱横截面积0.25m2，罐长 48m宽48m，原油密度0.9t/m3，含水量1%，原油燃烧线速 度0.1m/h，热波传播速度0.78m/h。试预计该油罐着火着火 后可能发生喷溅的时间。
燃烧学
解：油面高度为
燃烧学
➢ 液体的沸点
是指液体的饱和蒸气压与外界压力相等时的温度。在此 温度时，汽化在整个液体中进行，即为沸腾；而在低于此温 度时的汽化，仅在液面上进行。
第六节 可燃液体的燃烧
我们一定要注意，这 是因为空汽油桶往往由于不可能完全倒净 而残留一些汽油，这时空油桶也会存在处 于爆炸极限范围之内的可燃性混合气体， 所以空汽油桶亦应特别注意防火，动火焊 接也必须进行严格的清洗置换，并分析合 格。
4、沸溢或喷溅式燃烧
原油及某些石油产品等沸程较宽的混合液体，在 连续燃烧的过程中，其中沸点较低的轻质部分首 先被蒸发离开液面进入燃烧区，而沸点较高的重 质部分则携带接受来的热量向液体深层沉降，或 者形成一个热的锋面向液体深层传播，逐渐深入 加热冷的液层，这一现象称为液体的热波特性， 热的锋面称为热波。这种现象往往导致致沸溢喷 溅式燃烧。原油，重油，沥青油等含有水分的黏 度加拿大的重质石油产品发生燃烧时，都有可能 产生沸溢现象和喷溅现象。
第六节 可燃液体的燃烧
一、什么是可燃液体
可燃液体是指在标准状态下的空气中遇着 火源可发生燃烧的液体。(例如汽油、乙醇 等)可燃液体的火灾危险性是按液体闪点的 高低进行分类的。（闪点越低液体的危险 性越大，反之则越小。）
二、液体的燃烧过程
液体在燃烧过程中，不是液体本身在燃烧，而是 液体受热是蒸发出来的蒸气被分解、氧化达到自 燃点而燃烧。如汽油在燃烧时，首先受热蒸发出 蒸气，然后再进行分解、氧化，再进行燃烧。所 以液体燃烧的快慢程度，取决于液体挥发的难易 程度。挥发性好的液体燃烧速度快，反之则慢。 对烃类液体而言，相对密度大的液体，由于其分 子间的引力大，不易挥发，因而相对密度大的液 体比相对密度小的液体难于燃烧。
2、闪点对消防工作的意义
（1）根据液体的闪点区别可燃液体火灾危险性 的大小； （2）闪点是可燃液体火灾危险分类的依据。我 国《建筑设计防火规范》按液体的高低将可燃液 体分为甲、乙、丙三类。其中，闪点<28℃的液 体为甲类；闪点≥28℃至<60℃的液体为乙类； 闪点≥60℃的液体为丙类。 （3）闪点是选择灭火剂供给强度的依据。一般 是闪点越低，灭火剂供给强度越大。
4、沸溢或喷溅式燃烧
原油及某些石油产品等沸程较宽的混合液体，在 连续燃烧的过程中，其中沸点较低的轻质部分首 先被蒸发离开液面进入燃烧区，而沸点较高的重 质部分则携带接受来的热量向液体深层沉降，或 者形成一个热的锋面向液体深层传播，逐渐深入 加热冷的液层，这一现象称为液体的热波特性， 热的锋面称为热波。这种现象往往导致致沸溢喷 溅式燃烧。原油，重油，沥青油等含有水分的黏 度加拿大的重质石油产品发生燃烧时，都有可能 产生沸溢现象和喷溅现象。
第六节 可燃液体的燃烧
一、什么是可燃液体
可燃液体是指在标准状态下的空气中遇着 火源可发生燃烧的液体。(例如汽油、乙醇 等)可燃液体的火灾危险性是按液体闪点的 高低进行分类的。（闪点越低液体的危险 性越大，反之则越小。）
二、液体的燃烧过程
液体在燃烧过程中，不是液体本身在燃烧，而是 液体受热是蒸发出来的蒸气被分解、氧化达到自 燃点而燃烧。如汽油在燃烧时，首先受热蒸发出 蒸气，然后再进行分解、氧化，再进行燃烧。所 以液体燃烧的快慢程度，取决于液体挥发的难易 程度。挥发性好的液体燃烧速度快，反之则慢。 对烃类液体而言，相对密度大的液体，由于其分 子间的引力大，不易挥发，因而相对密度大的液 体比相对密度小的液体难于燃烧。
2、闪点对消防工作的意义
（1）根据液体的闪点区别可燃液体火灾危险性 的大小； （2）闪点是可燃液体火灾危险分类的依据。我 国《建筑设计防火规范》按液体的高低将可燃液 体分为甲、乙、丙三类。其中，闪点<28℃的液 体为甲类；闪点≥28℃至<60℃的液体为乙类； 闪点≥60℃的液体为丙类。 （3）闪点是选择灭火剂供给强度的依据。一般 是闪点越低，灭火剂供给强度越大。
6液体燃料的燃烧
– （1）雾化；（2）蒸发；（3）热解和裂化；（4）混 合；（5）着火，形成火焰 – 五个阶段间并没有严格的分界
空气 重油 燃烧产物
(1)
(2) (3) (4) (5)
液体燃料的蒸发过程
• （1）单个油滴的蒸发
– 分子扩散 – 对流扩散
油滴蒸发ห้องสมุดไป่ตู้间与油滴初始直径的平方成正比
直径越大，蒸发时间越长；因此需要有良好的 雾化质量（粒径尽可能小），来提高蒸发速度 以增强燃烧过程
• 三、加强空气与油雾的混合 • 四、合理的稳焰技术
– 旋流器型稳焰器 – 钝体
• 五、安全可靠的油系统
– 设置过滤装置以过滤杂质
油掺水乳化燃烧技术
• 将一部分水加入油中，或者是油中本来含有较多 的水分，经强烈搅拌，使之成为油水乳状液，然 后经过油烧嘴燃烧
• 水在油中分散成细小的颗粒，油为连续相，水为 散相，形成油包水型
配风器的要求
• （1）必须及时供给适量的根部风（一次风）
– 避免或减少油蒸气在着火前发生热解，从而减少碳黑 的产生
• （2）强烈的前期油气混合
– 促使油蒸气在着火区与空气均匀强烈地混合，以保证 燃料完全燃烧
• （3）大小和位置适当的回流区
– 保证燃料及时着火、加强混合和火焰稳定
• （4）后期混合尽可能强烈
雾化性能指标
射程 雾化角小、雾滴密集的雾化炬，射程较远；雾化角 大和雾化很细的液滴群，射程较短 调节比 保证雾化质量的前提下，在运行压力范围内油喷嘴 的最大质量流量与最小质量流量之比 气耗率 单位时间内雾化介质的质量与喷液质量之比
雾化方法及装置
机械雾化 介质雾化
用油泵提高燃油压力，以 高速从喷嘴喷入燃烧室， 油流受空气阻力而破碎为 油滴群。不需要使用雾化 剂，又称压力式雾化喷嘴
空气 重油 燃烧产物
(1)
(2) (3) (4) (5)
液体燃料的蒸发过程
• （1）单个油滴的蒸发
– 分子扩散 – 对流扩散
油滴蒸发ห้องสมุดไป่ตู้间与油滴初始直径的平方成正比
直径越大，蒸发时间越长；因此需要有良好的 雾化质量（粒径尽可能小），来提高蒸发速度 以增强燃烧过程
• 三、加强空气与油雾的混合 • 四、合理的稳焰技术
– 旋流器型稳焰器 – 钝体
• 五、安全可靠的油系统
– 设置过滤装置以过滤杂质
油掺水乳化燃烧技术
• 将一部分水加入油中，或者是油中本来含有较多 的水分，经强烈搅拌，使之成为油水乳状液，然 后经过油烧嘴燃烧
• 水在油中分散成细小的颗粒，油为连续相，水为 散相，形成油包水型
配风器的要求
• （1）必须及时供给适量的根部风（一次风）
– 避免或减少油蒸气在着火前发生热解，从而减少碳黑 的产生
• （2）强烈的前期油气混合
– 促使油蒸气在着火区与空气均匀强烈地混合，以保证 燃料完全燃烧
• （3）大小和位置适当的回流区
– 保证燃料及时着火、加强混合和火焰稳定
• （4）后期混合尽可能强烈
雾化性能指标
射程 雾化角小、雾滴密集的雾化炬，射程较远；雾化角 大和雾化很细的液滴群，射程较短 调节比 保证雾化质量的前提下，在运行压力范围内油喷嘴 的最大质量流量与最小质量流量之比 气耗率 单位时间内雾化介质的质量与喷液质量之比
雾化方法及装置
机械雾化 介质雾化
用油泵提高燃油压力，以 高速从喷嘴喷入燃烧室， 油流受空气阻力而破碎为 油滴群。不需要使用雾化 剂，又称压力式雾化喷嘴
液体着火与稳定燃烧
烷烃和烃的含氧衍生物自燃点的比较
烷烃
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
自燃点 (oＣ) 537 472 446 430
醇类
甲醇 乙醇 丙醇 丁醇
自燃点 (oＣ) 470 414 404 345
醛类
甲醛 乙醛 丙醛 丁醛
自燃点 (oＣ) 430 185 221 230
二、液体自燃 （二）同类液体自燃点变化规律
5、环烷类与碳原子数相同的烷烃类
（二）同类液体自燃点变化规律
3、饱和烃和非饱和烃
活泼π键
饱和烃 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 丙醇
自燃点(oＣ) 472 446 430 309 404
不饱和烃 乙烯 丙烯 丁烯 戊烯
丙烯醇
自燃点(oＣ) 425 410 384 275 363
二、液体自燃 （二）同类液体自燃点变化规律
4、烃的含氧衍生物
1、分子量增大
烷烃和醇类自燃点随分子量的变化
烷烃
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
分子量 自燃点 （oＣ）
16
537
30
472
44
446
58
430
醇类
甲醇 乙醇 丙醇 丁醇
分子量 自燃点 （oＣ）
32 470 46 414 60 404 74 345
二、液体自燃 （二）同类液体自燃点变化规律
2、同分异构物质
二、液体自燃
体 质 力 力 取向力
非非
极非 极极
燃 烧 化化
学学 性健
原子间力！
质力
燃点
二、同类液体闪点变化规律
1、随分子量增加，同系物闪点升高；
2、沸点升高，同系物闪点升高；、比重增大，同 系物闪点升高；
4、蒸气压降低， 同系物闪点升高；
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45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
可燃液体的燃烧形式
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
可燃液体的燃烧形式
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
谢谢！