燃烧——燃烧知识点汇总 (1)(word文档物超所值)

第二节燃烧的条件及类型

一、燃烧

燃烧是一种同时伴有放热、发光的激烈的氧化反应。

例如，2H2十O2—→2H2O十Q 最初，氧化被认为仅是氧气与物质的化合，但现在则被理解为：凡是可使被氧化物质失去电子的反应都属于氧化反应．以氯和氢的化合为例，其反应式如下：H2十Cl2 —→2HCl十Q 氯从氢中取得一个

电子，因此，氯在这种情况下即为氧化剂。这就是说，氢被氯所氧化并放出热量和呈现出火焰，此时虽然没有氧气参与反应，但发生了燃烧。又如铁能在硫中燃烧，铜能在氯中燃烧等等；然而，物质和空气中的氧所起的反应毕竟是最普遍的，是火灾和爆炸事故最主要的原因。所以我们将主要讨论这一形式的燃烧。

氧化与燃烧的关系

物质的氧化反应现象是普遍存在着的，由于反应的速度不同，可以体现为一般的氧化现象和燃烧现象。当氧化反应速

度比较慢时，例如油脂或煤堆在空气中缓慢与氧的化合，铁的氧化生锈等，虽然在氧化反应时也是放热的，但同时又很快

散失掉，因而没有发光现象。如果是剧烈的氧化反应放出光和热，即是燃烧；例如由于散热不良、热量积聚、不断加快煤堆

的氧化速度而导致煤堆的燃烧，赤热的铁块在纯氧中剧烈氧化燃烧等等。这就是说，氧化和燃烧都是同一种化学反应，只

是反应的速度和发生的物理现象(热和光)不同。在生产和日常生活中发生的燃烧现象，大都是可燃物质与空气(氧)的化合

反应，也有的是分解反应。简单的可燃物质燃烧时，只是该元素与氧的化合。例如碳和硫的燃烧反应．其反应式为：

C+O2 —→CO2+Q

S + O2 —→SO2+Q

复杂物质的燃烧，先是物质受热分解，然后发生化合反应，例如丙烷和乙炔的燃烧反应：

C3 H8 +5O2 —→3CO2 +4H2 O+Q

2C2 H2 +5O2 —→4CO2 +2H2 O+Q’

而含氧的炸药燃烧时，则是一个复杂的分解反应，例如硝化甘油的燃烧反应，

4C3 H5 (ONO2 )3 —→12CO2 +10H2 O+O2 +6N2

燃烧形式

由于可燃物质存在的状态不同，所以它们的燃烧形式是多种多样的。

按产生燃烧反应相的不同，可分为均一系燃烧和非均一系燃烧。均一系燃烧系指燃烧反应在同一相中进行，如氢气在氧气中燃烧，煤气在空气中燃烧等均属于均一系燃烧。与此相反，即为非均一系燃烧，如石油、木材和塑料等液体和固体的燃烧属于非均一系燃烧。与均一系燃烧比较，非均一系燃烧较为复杂，必须考虑到可燃液体及固体物质的加热，以及由此而

产生的相变化。

根据可燃性气体的燃烧过程，又有混合燃烧和扩散燃烧两种形式。将可燃性气体预先同空气(或氧气)混合，在这种状况下发生的燃烧称为混合燃烧。可燃性气体由管中喷出，同周围空气(或氧气)接触，可燃性气体分子同氧分子由于相互扩散，一边混合、一边燃烧，这种形式的燃烧叫做扩散燃烧。混合燃烧反应迅速，温度高、火焰传播速度也快，通常的爆炸反应即属于这一类。在扩散燃烧中，由于氧进入反应带只是部分参加反应，所以经常产生不完全燃烧的炭黑。

在可燃液体燃烧中，通常液体本身并不燃烧，而只是由液体产生的蒸气进行燃烧；因此，这种形式的燃烧叫做蒸发燃烧。很多固体或不挥发性液体，由于热分解而产生可燃性气体，把这种气体的燃烧称为分解燃烧。如木材和煤大多是由分解产生可燃气体再行燃烧，因此是分解燃烧的一种。象硫磺和荼这类可燃固体的燃烧，是先熔融、蒸发，而后进行燃烧，因此可看作蒸发燃烧。

可燃固体和液体的蒸发燃烧和分解燃烧，均有火焰产生，因此属火焰型燃烧。当可燃固体燃烧到最后，分解不出可燃气

体时，就剩下炭和灰，此时没有可见火焰，燃烧转为表面燃烧或叫均热形燃烧。金属的燃烧是一种表面的燃烧，无气化过程，燃烧温度较高。

此外，根据燃烧反应进行的程度（燃烧产物）还可分为完全燃烧与不完全燃烧。

二、燃烧的条件

可燃物

我们可以把所有物质分成可燃物质、难燃物质和不可燃物质三类。可燃物质是指在火源作用下能被点燃，并且当火源移去后能维持继续燃烧，直至燃尽；难燃物质为在火源作用下能被点燃并阴燃，当火源移去后不能维持继续燃烧；不可燃物质在正常情况下不会被点燃。可燃物质是防爆与防火的主要研究对象。

凡是能与空气、氧气和其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质，都称为可燃物质。它的种类繁多，按其状态不同可分为气态、液态和固态三类；按其组成不同，可分为无机可燃物质和有机可燃物质两类；前者如氢气、一氧化碳等，后者如甲烷、乙炔、

丙酮等。

助燃物

凡是具有较强的氧化性能，能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质称为助燃物或氧化剂，例如空气、氧气、氯气、

氟和溴等。

着火源

具有一定温度和热量的能源，或者说能引起可燃物质着火的能源称为着火源；常见的着火源有火焰、电火花、电弧和炽热物体等。在研究燃烧的条件时还应当注意到，上述燃烧三个基本条件在数量上的变化，也会使燃烧速度改变甚至停止燃烧。例如氧在空气中的浓度降低到16％~14％时，木材的燃烧即行停止。如果在可燃气体与与空气的混合物中，减少可燃气体的比例，那么燃烧速度会减慢，甚至会停止燃烧；着火源如果不具备一定的温度和足够的热量，燃烧也不会发生。例如飞溅出的火星可以点燃油棉丝或刨花，但锻件加热炉燃煤炭时的火星如果溅落在大块木材上，我们会发现它很快就熄灭了，不能引起燃烧。这是因为这种着火源虽然有超过木材着火的温度，但却缺乏足够热量的缘故。

三、燃烧的类型

1．物质自燃过程

燃烧可分为自燃、闪燃和着火等类型，每一种类型的燃烧都有其各自的特点。我们研究防火技术，就必须具体地分析每一类型燃烧发生的特殊原因，才能有针对性地采取行之有效的防火与灭火

措施。

（一）自燃

可燃物质受热升温而不需明火作用就能自行燃烧的现象称为自燃。引起自燃的最低温度称为自

燃点，例如黄磷的自燃点为30 ℃,煤的自燃点为320℃。自燃点越低，则火灾危险性越大。

1．物质自燃过程

可燃物质与空气接触，并在热源作用下温度升高，为什么会自行燃烧呢?可燃物质在空气中被加热时，先是开始缓慢氧化并放出热量，该热量可提高可燃物质的温度，促使氧化反应速度加快。但

与此同时也存在着向周围的散热损失，亦即同时，存在着产热量和散热量两种速度。当可燃物质氧

化产生的热量小于散失的热量时，比如物质受热而达到的温度不高，氧化反应速度小，产生的热量

不多，而且周围的散热条件又较好的情况下，可燃物质的温度不能自行上升达到自燃点，便不能自

行燃烧；如果可燃物被加热到较高温度，反应速度较快，或由于散热条件不良，氧化产生的热量不

断聚积，温度升高而加快氧化速度，在此情况下，当热的产生量超过散失量时，反应速度的不断加

快使温度不断升高，直至达到可燃物的自燃点而发生自燃现象。

可燃物质受热升温发生自燃及其燃烧过程的温度变化情况见图l～3。图中的曲线表明可燃物在开始加热时，即温度为T N的一段时间里，由于许多热量消耗于熔化、蒸发或发生分解，因此可燃物

的缓慢氧化析出的热量很少并很快散失，燃烧物质的温度只是略高于周围的介质。当温度上升达到

了T。时,可燃物质氧化反应速度较快，不过由于此时的温度不高，氧化反应析出的热量尚不足以超

过向周围的散热量。如不继续加热，温度不再升高，可燃物的氧化过程是不会转为燃烧的；若继续

加热升高温度时，由于氧化反应速度加快，除热源作用外，反应析出热量亦较多，可燃物的温度即

迅速升高达到自燃点Tc，此时氧化反应产生的热量与散失的热量相等；当温度再稍为升高超过这

种平衡状态时，即使停止加热，温度亦能自行快速升高。但此时火焰暂时还未出现，一直达到较高

的温度Tc，时，才出现火焰并燃烧起来