可燃液体的燃烧

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
（4）插值法 查表：苯在-200C，蒸气压为990.58Pa； 苯在-100C，蒸气压为1950.5Pa。
内插法（interpolation）
第三节 液体着火
5、高闪点液体的引燃方式 （1）整体加热 （2）灯芯点火
灯芯
表面张力逐渐增加 向外流
涡流
液面
涡流
回流
离开灯芯距离 ( mm)
-2 0 2 4
离开灯芯速度 ( mm/s)
火焰传播方向
充分发展火焰
过渡火 焰
预混 火焰 火焰 脉冲
液面
第三节 液体着火
一、液体引燃 6、影响火焰向前传播的因素 （1）液体性质——蒸发热 （2）液体温度 （3）液层厚度
混合液体的闪点，介于两者之间。
飞机飞行期间燃油可燃区域示意图
上限
40
煤油 可燃区
20
燃油温度（℃）
0
下限
-20
高度
(km)
压力
(mmHg )
-40
10 上升
0
01
2
航行 下降 210 100
34 5 6
(a)
飞机飞行期间燃油可燃区域示意图
燃油温度（℃）
40
20
0
上限
-20
-40
JP4 可燃区
下限
第二节 闪燃与爆炸温度极限
五、爆炸温度极限
（三）爆炸温度极限的影响因素 1、可燃液体的性质 2、压力 3、水分或其他物质含量 4、火源强度与点火时间
第二节 闪燃与爆炸温度极限
五、爆炸温度极限
（三）爆炸温度极限的影响因素
1、可燃液体的性质
可燃液体蒸气爆炸浓度极限低，爆炸温度 极限低；液体越易蒸发，爆炸温度极限越低。
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
遇火源就会被引燃，火焰迅速通过混合气体传到整个
液面。之后边蒸发边混合边燃烧。
闪点
4、高闪点液体的引燃
度
环境温
液面上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。
蒸气 爆炸浓度上限
爆炸浓度下限
液体 爆炸温度上限
爆炸温度下限
第二节 闪燃与爆炸温度极限
五、爆炸温度极限
（三）爆炸温度极限的影响因素 2、压力 压力升高，闪点升高，爆炸温度下限升高， 压力降低，闪点降低，爆炸温度下限降低。 3、水分或其他物质含量 可燃液体中含水分会使其爆炸温度极限升高。 闪点高的可燃液体中加入闪点低的可燃液体，
（二）根据可燃液体碳原子数计算
(t f 277.3)2 10410nc
符号 tf tb nc
含义 闪点 沸点 分子中的碳原子数
单位 oC oC 个
四、闪点计算
（三）根据道尔顿公式计算（插值法）
Pf
P
1 4.76(N
1)
符号 P Pf N
含义 液面上方总压力 闪点对应蒸气压
1mol可燃液体燃烧需要的氧原子 摩尔数
第二节 闪燃与爆炸温度极限
四、闪点计算
（一）根据波道查的烃类闪点公式计算 （二）根据可燃液体碳原子数计算 （三）根据道尔顿公式计算（插值法） （四）根据布里诺夫公式计算（插值法） （五）利用可燃液体爆炸下限计算 （六）根据克-克方程计算
四、闪点计算
（一）根据波道查的烃类闪点公式计算
t f 0.6946tb 73.7
重锤
直径为62mm 的石英容器
实验
实际
H
燃烧速度随油罐直径变化曲线图
20 10 5 2 1 0. 5
0.4
1 10 100 1000 cm 汽油； 煤油； 轻油；
第四节 可燃液体的稳定燃烧
三、影响液体燃烧速度的因素
能量守恒定律
放热
吸热
火焰
液面
热传导 热对流 热辐射
第四节 可燃液体的稳定燃烧
三、影响液体燃烧速度的因素
甲苯在30oC，蒸气压为4959.58Pa； 甲苯在40oC，蒸气压为7905.99Pa。
例题7：已知甲苯的爆炸浓度极限范围1.27~6.75 ％，求在101325Pa下，甲苯的爆炸温度极限范 围。
t
f
下
限
0
1287 1693
889 889
(10
0)
4.95(C
)
6839 4960 t f 上ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 30 7906 4960 (40 30) 36.38(C)
上限86oC 0
无
交
叉
（4）汽油 28 的爆炸温度
0
下限-38oC
上限-8oC
-8
-38 无 交 叉
五、爆炸温度极限
（一）爆炸温度极限
28
3、几条重要结论
（1）凡爆炸温度下限小于最高室温的可燃液体（如酒精）0，
其蒸气与空气的混合物遇火源时均能发生爆炸；
（2）凡爆炸温度下限大于最高室温的可燃液体（如煤油）， 其蒸气与空气的混合物遇火源时均不能发生爆炸；
（五）利用可燃液体爆炸下限计算
Pf
LP 100
符号 P Pf L
含义 液面上方总压力 闪点对应蒸气压
蒸气爆炸下限
单位 Pa Pa %
例题5：已知乙醇的爆炸下限为3.3％，大气总压为 101325Pa，求乙醇闪点。
解：（1）利用可燃液体爆炸下限方法计算
LP 3.3%101325
Pf
100
100
3344(Pa)
（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
第三节 液体着火
二、液体自燃
1、可燃液体自燃：可燃液体因外界加 热或自身发热并蓄热引起的自然燃烧现象。
2、可燃液体自燃点：在规定的试验条 件下，可燃液体发生自燃的最低温度。
二、液体自燃
（一）影响自燃点的外部因素 1、压力
压力作用下的自燃点的变化
物质 名称
汽油 苯
煤油
自燃点（oＣ）
1×105 5×105 10×105 15×10 20×105 25×105
例题7：已知甲苯的爆炸浓度极限范围1.27~6.75
％，求在101325Pa下，甲苯的爆炸温度极限范
解：围。（1）求爆炸浓度极限所对应的饱和蒸气压
P饱下 1013251.27% 1287 (Pa)
P饱上 1013256.75% 6839 (Pa)
（2）插值法，查表5~6： 甲苯在 0 oC，蒸气压为889.26Pa； 甲苯在10oC，蒸气压为1693.19Pa；
5
0
710 700 696 695 697 70 707 714 724 1
化学当量比 化学计量比
二、液体自燃 （一）影响自燃点的外部因素
3、氧含量
600
自燃点（oC）
500
400
300
200 0
20 40 60 80 100
氧气（体积%）
第五章 可燃液体的燃 烧
第一节 液体的蒸发
第二节 闪燃与爆炸温度极限
Pa
Pa
Pa
5
Pa
Pa
Pa
480 350 310
290
280
250
680 620 590
520
500
490
460 330 250
220
210
200
二、液体自燃 （一）影响自燃点的外部因素
2、蒸气浓度
甲烷在不同浓度下的自燃点
甲烷的浓 度（%）
自燃点
（oＣ）
2.0 3.0 3.9 5.85 7.0 8.0 8.8 10. 11.75
第三节 液体着火
第四节 可燃液体的稳定燃烧
第五节 原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和 喷溅
第六节 液滴的蒸发和燃烧
第四节 可燃液体的稳定燃烧
一、液体的燃烧速度
（一）燃烧线速度 V
单位时间内烧掉的液层厚度。
表达式 ：V H [mm/h]
H
t
（二）重量燃烧速度 G
单位时间内、单位面积上烧掉的液体重量。
（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。
P
3546.37
1950.5 1498 990.58
Pf
t f (20) 1498 990.58 10 (20) 1950.5 990.58
t f 14.7(oC)
-20 t-10 0 T
P
3546.37
1950.5 1498 990.58
Pf 内插法
外插法
-20t-10 0 T
四、闪点计算
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）。
表达式 ： G g [kg/(m2 h) ] st
第四节 可燃液体的稳定燃烧
一、液体的燃烧速度
（三）液体重量燃烧速度与线速度关系
G g st
t
VH t
kg/(m 2 h)
G g V sH
mm/h
kg/m 3
ρ G V
1000
第四节 可燃液体的稳定燃烧
二、液体的燃烧速度的测定
滑轮
滴定管
读数
K dT dx
hΔT
σT 4
qcond qconv qrad
TF
D
δ
TL
d b 液面接受传导百分数
（四）根据布里诺夫公式计算（插值法）
AP Pf D0 β
符号
含义
P
液面上方总压力
Pf
闪点对应蒸气压
A
仪器常数
D0
扩散系数
β 1mol可燃气燃烧对应氧分子mol数
单位 Pa Pa
mol
例题4：已知甲苯的闪点为5.5oC，大气压为 101325Pa，求苯的闪点。
解：（1）已知甲苯闪点插值法求出甲苯的Pf ；
（1）用于评定可燃液体火险性的大小； （2）作为可燃液体的分类、分级标准；
甲类危险可燃液体：闪点＜28℃ 乙类危险可燃液体：28 ℃ ≤闪点＜ 60℃ 丙类危险可燃液体：闪点≥60℃ （3）据此确定安全生产措施； （4）成为选择灭火剂供给强度的依据。
第二节 闪燃与爆炸温度极限
一、闪燃与闪点 二、同类液体闪点变化规律 三、混合液体闪点 四、闪点的计算 五、爆炸温度极限
（3）凡爆炸温度上限小于最低室温的可燃液体（如汽油）， 其饱和蒸气与空气的混合物遇火源时不发生爆炸；其非饱 和蒸气与空气的混合物遇火源时有可能发生爆炸。
第二节 闪燃与爆炸温度极限
五、爆炸温度极限
（二）爆炸温度极限的计算 计算步骤： 1、由已知爆炸浓度极限，计算相应饱和蒸气压； 2、用插值法计算爆炸温度极限。
二液体自燃一影响自燃点的外部因素1压力压力作用下的自燃点的变化物质名称自燃点物质名称自燃点oc1105pa5105pa10105pa15105pa20105pa25105pa汽油480350310290280250苯680620590520500490煤油460330250220210200二液体自燃一影响自燃点的外部因素2蒸气浓度甲烷在不同浓度下的自燃点甲烷的浓度甲烷的浓度20303955857080881001175自燃点自燃点oc710700696695697701707714724化学当量比化学计量比化学当量比化学计量比二液体自燃一影响自燃点的外部因素3氧含量020406080100600500400300200氧气体积自燃点ooc第五章可燃液体的燃烧第五章可燃液体的燃烧第一节液体的蒸发第二节闪燃与爆炸温度极限第三节液体着火第四节可燃液体的稳定燃烧第五节原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅第六节液滴的蒸发和燃烧第一节液体的蒸发第二节闪燃与爆炸温度极限第三节液体着火第四节可燃液体的稳定燃烧第五节原油和重质石油产品燃烧时的沸溢和喷溅第六节液滴的蒸发和燃烧预混可燃气体正常火焰传播爆轰爆炸影响因素七个速度火焰前沿特点重要参数速度火焰前沿特点重要参数波速压力形成条件四个发生机理重要参数爆炸极限重要参数爆炸极限实用意义影响因素实用意义影响因素四个计算五种方法预防措施爆炸总能量爆炸威力指数升压速度温度压力爆炸总能量爆炸威力指数升压速度温度压力五液体饱和蒸气浓度1不饱和
10
上升
0
01
2
航行
34
(b)
下降 210
180
5
6
高度
(km)
压力
(mmHg)
第二节 闪燃与爆炸温度极限
五、爆炸温度极限
（三）爆炸温度极限的影响因素 4、火源强度与点火时间 火源强度越大，液体的爆炸温度下限越低； 点火时间越长，液体的爆炸温度下限越低。
第三节 液体着火
一、液体引燃
1、可燃液体引燃：可燃液体的蒸气与空 气混合物在一定的温度条件下，与火源接 触发生连续燃烧现象。
Q G [ LV CP ( t2 t1 )]
kJ/m2·h kg/m2· kJ/kg
h
G
Q
LV CP (t2 t1 )
对液体燃烧速度产生影响的因素有：
Q LV CP ( c ) t1
热量传递方式 数学符号
遵循定律
热传导
热对流 热辐射 液面接受总能
量
qcond qqQcroan'd'v
第二节 闪燃与爆炸温度极限
五、爆炸温度极限
（一）爆炸温度极限
1、爆炸温度极限：在其它条件不变的情况 下，可燃液体形成对应于其表面上蒸气的爆炸 浓度极限时的温度范围。
蒸气 爆炸浓度上限
爆炸浓度下限
液体 爆炸温度上限
爆炸温度下限
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的关系 （设液体温度与室温相等为0~28oC）
（2）已知总压P，根据化学方程式得到甲苯的
β值，查表求得甲苯的Do ；
（3）根据，
Pf
AP D0 β
求出A =0.0084；
（4）已知总压P，根据化学方程式得到苯的β 值，查表得到苯的Do ；求出苯的Pf =1473 Pa ;
（5）插值法，算出苯的闪点-15oC。
第二节 闪燃与爆炸温度极限
四、闪点计算
解：（1）闪点对应的蒸气压为
Pf=0.75％×101325=760（Pa）
（2）查表5-1得，癸烷的Lv=10912，
C’=10.3730
lgP0 ( 0.2185 LV ) C
（3）代入
tf
lg760 ( 0.2185 10912 ) 10.373 tf
解得tf =318K，即45oC。
闪点的实用意义：