南京工业大学燃烧与爆炸理论第一章--绪论
燃烧学 第一章 绪论-精选文档
二、燃烧理论的发展
• 世纪二十年代到四十年代
– 俄国化学家谢苗诺夫等人由反应动力学和传热传质相 互作用的观点，首次从定量关系上建立了着火及火焰 传播的经典燃烧理论 – 人们已逐渐认识到，限制燃烧过程的往往不是反应动 力学而是传热传质
• 四十年代到五十年代
– 基于扩散燃烧或扩散 — 动力燃烧的观点开始研究了液 滴和炭粒燃烧
锅炉爆炸2
– 1993年，宁波北仑港电 厂配600MW的2019t/h 锅炉燃烧组织不当，炉 膛严重结渣，大渣落下 砸坏水冷壁， （18.2Mpa,360℃）高 压水冲破炉墙，当场烧 死，烫死，窒息死亡19 人，造成严重损失。
配600MW发电机组2019t/h锅炉
四、燃烧学的研究内容
• 燃烧学的研究主要从两方面进行
– 燃烧理论的研究 • 研究燃烧过程所涉及的各种基本现象的机理 • 如燃料的着火、熄火、火焰传播及火焰稳定、预混火焰、扩散
火焰、层流和湍流燃烧、液滴燃烧、碳粒燃烧、煤的热解和燃 烧、燃烧产物的形成等过程的机理
– 燃烧技术的研究 • 应用燃烧基本理论解决工程技术中的各种实际燃烧问题 • 如对现有燃烧方法进行分析和改进，对新的燃烧方法进行探索
燃 烧 学
第1章
绪论
一、什么是燃烧？
• 燃烧的定义
– 物质剧烈氧化而出现的发光发热的现象。 – 表现现象是 火 – 火是人类最早发现和应用的现象之一： • 火使人类摆脱了茹毛饮血和黑暗寒冷； • 火使人类进入文明社会，促进人类进步； – 现代社会发展的支撑工业离不开火 • 冶金，制造业 • 能源动力行业：火力发电；汽车、轮船和航空航天
和实践，提高燃料利用范围和利用效率，实现对燃烧过程的控 制，控制燃烧过程中污染物质的生成和排放等等。
燃烧理论基础第一章..
（一）化学反应过程能量转换的数量关系
3. 燃烧焓 Δhc0 定义：单位质量的燃料（不包括氧化剂）在定温—定容或定温—定压条件下， 燃烧反应时的反应焓之值（kJ/kg）。 • 燃烧焓是反应焓的一种特例（习惯用负值）。 • 与燃料的热值数值相当。 • 燃料热值有高热值与低热值之分，相差一个燃烧产物中的水的气化潜热。 (QP)L= (QP)L-WLW (kJ/kg) • 工程上，对固体、液体燃料的热值习惯上用kJ/kg，对气体燃料的热值 习惯上用kJ/m3 LW－单位质量水蒸气的蒸发潜热2445.1kJ/kg。 W －冷凝水称重后之质量（kg）。
2. 化学平衡与自由焓 因H、T、s为状态常数，故H -Ts也为状态参数。定义为自由焓，也称 Gibbs函数，记做g。 于是为定温—定压反应时，其有用功可表示为： 即有用功等于或小于反应自由焓的减少。 当定温—定压反应过程为可逆过程时，系统将作出最大有用功。
1. 化学平衡与平衡常数 定义kp为以分压定义的反应平衡常数。 由道尔顿分压定律， 可得：
定义kx为以体积百分比定义的平衡常数。 由平衡常数定义可得，平衡常数越大，反应进行得越彻底。实际kc 或kp 为有限值，即系统中组分的[A][B][C][D]存在。
（二）化学反应过程
1. 化学平衡与平衡常数 • 实际过程中为有限反应，且正向反应速度一般比逆向反应速度快得多。 可用反应度λ表示系统达到平衡时反应物能有效变为产物的程度。
中文名称：焓 英文名称：enthalpy
• 定义1：热力学中表示物质系统能量的一个状态函 数，常用符号H表示。数值上等于系统的内能U加 上压强p和体积V的乘积，即H=U+pV。焓的变化 是系统在等压可逆过程中所吸收的热量的度量。 • 定义2：工质的热力状态参数之一，表示工质所含 的全部热能，等于该工质的内能加上其体积与绝 对压力的乘积。 – 焓是一个热力学系统中的能量参数。规定由字 母H（单位：焦耳，J）表示，H来自于英语 Heat Capacity（热容）一词。
1-燃烧理论(绪论)
燃烧科学的发展
燃素论—18世纪中叶前 世纪中叶前 燃素论 燃烧的氧化论—（ 燃烧的氧化论 （1756-1771） ） 燃烧热力学—（ 世纪 世纪） 燃烧热力学 （19世纪） 燃烧反应动力学—（ 世纪初 世纪初） 燃烧反应动力学 （20世纪初） 燃烧学—（ 世纪 世纪30到 年代 年代） 燃烧学 （20世纪 到50年代） 化学（反应）流体力学—Von Karmen，钱学 化学（反应）流体力学 ， 世纪60年代），Williams 森（20世纪 年代）， 世纪 年代）， • 燃烧的计算流体力学 • 多相湍流反应流体力学 周力行 多相湍流反应流体力学—周力行 • 燃烧的激光诊断学 • • • • • •
高等燃烧学
绪论
一、燃烧学科的发展 二、燃烧是一个学科 三、燃烧过程的理论模化 四、课程的教学内容和主要参考书
一、燃烧学、燃烧技术和燃烧科学 燃烧学、 的发展
• 燃烧学是研究着火、熄火和燃烧机理的学科。燃 燃烧学是研究着火、熄火和燃烧机理的学科。 烧是指燃料与氧化剂发生强烈化学反应， 烧是指燃料与氧化剂发生强烈化学反应，并伴有 发光发热的现象。燃烧不单纯是化学反应， 发光发热的现象。燃烧不单纯是化学反应，而是 反应、流动、传热和传质并存、 反应、流动、传热和传质并存、相互作用的综合 现象。 现象。 • 燃烧学的研究内容通常包括燃烧过程的热力 燃烧反应的动力学，着火和熄火理论， 学，燃烧反应的动力学，着火和熄火理论，预混 气体的层流和湍流燃烧，液滴和煤粒燃烧、液雾、 气体的层流和湍流燃烧，液滴和煤粒燃烧、液雾、 煤粉和流化床燃烧，推进剂燃烧，焊震燃烧， 煤粉和流化床燃烧，推进剂燃烧，焊震燃烧，边 界层和射流中的燃烧， 界层和射流中的燃烧，湍流和两相燃烧的数学模 以及燃烧的激光诊断等。 型，以及燃烧的激光诊断等。
反应工程概论 教材 南京工业大学专用(1-2)
硅酸盐反应工程南京工业大学第一章绪论第一节硅酸盐反应工程学的范畴和任务一、反应工程学的研究对象及特点（1）反应工程学的形成及发展简况众所周知，硅酸盐产品的种类繁多，原料多样，故生产工艺各不相同，但是，从工程角度来看，硅酸盐、冶金和化工生产过程具有共同特点。
他们都属于化工类型的生产过程，其中都包含处理物理变化和化学变化的操作。
例如，破碎、除尘、干燥、过滤、分离、筛分、流动、和传热等与物理变化过程有关的操作，称为“单元操作”，而将氧化、还原、燃烧、分解、烧结等与化学变化过程有关的操作，成为“单元反应”或“单元过程”。
在工业生产中，人们把由若干个“单元操作”和“单元反应”组成的生产流程称为生产过程。
早先，人们分别孤立地研究化工生产过程中的“单元操作”和“单元反应”的规律，二者各自向前发展。
后来在工业生产实践中发现，同一个化学反映，即使在完全相同的温度、压力和反应时间的条件下，由于反应器的类型或规模不同，可以产生很不相同的反应结果，这是因为在工业规模的反应器中，化学反应不仅受到化学动力学和化学热力学因素的制约，而且受到流体流动、传热和传质等各种物理过程的影响，各种影响因素错综复杂。
因此，在确定工业反应过程的操作条件。
设计反应设备或控制反应过程时就需要综合考察化学反应和物理传递过程的规律。
由此观点出发，从被世纪三十年代开始的将近二十年内，逐渐形成了化学反应工程学的概念。
三十年代，人们在生产时间中开始认识到“单元操作”和“单元反应”之间并非毫无联系的孤立现象，而是存在着密切的相互作用的关系。
1937年G·Damkohle首先在Derchmie ingenleur第三卷中提出扩散、流动和传热对于化学反应影响的论述，成为化学动力学发到到“工程技术”阶段的标志。
此后，对于反应器内化学因素和物理因素相互作用的研究日益发展。
四十年代，随着生产技术及设备的更新和生产规模的大型化，对于反应过程开发和反应器设计提出了迫切的要求。
第一章燃烧与爆炸理论
核爆炸
剧烈的原子裂变、聚 变反应。
1.1.3 燃烧与爆炸的关系
相同
区别
转化
其他
化学爆炸和燃 烧的反应实质 相同，都是氧 化还原反应。
反应速度不同。 可燃气体与空 气混合系爆炸 速度更快，炸 药等爆炸是自 身氧化还原反 应
过压爆炸 热平衡破坏爆炸
蒸汽爆炸
液化气体、过热液体爆炸 凝聚相燃烧爆炸 分解爆炸 混合危险爆炸 喷雾爆炸 粉尘爆炸
1.2.3 重大火灾、爆炸事故案例
•长庆8.11井喷事故
•8月11日22时许，定边县长庆油田 一钻井作业时突发井喷，导致起火。 经榆林及周边市县消防多辆消防车 协同作战，历经20小时扑灭大火， 事故 未造成人员伤亡。
井喷是钻井过程中石油、天然气、水等 地层流体的压力大于井内压力而大量涌 入井筒，并从井口无控制地喷出的现象。
施工队在发现油气外侵现象后并未采取 有效措施，最终在排污坑处发生油气闪 爆，导致排污坑内原油着火。
• 11·22青岛输油管道爆炸事件
山东省青岛市“11·22”中石化东黄输油管 道泄漏爆炸特别重大事故认定为责任事故， 事故共造成62人遇难，136人受伤，直接 经济损失7.5亿元。
1.2.1 现代 化工生产的
特点
生产工艺过程高 度连续自动化
生产设备类型多样， 结构简繁不一
生产工艺高参数化
洛阳石化总厂140万吨/年重催装置 上海石化公司20000立方米低温储罐 金陵石化炼油厂50000立方米原油罐 金陵石化80万吨/年加氢裂化装置
1.2.2 工业装置燃烧爆炸常见模式
装置外混合系爆炸 装置内混合系爆炸 压力平衡破坏爆炸
《燃烧与爆炸理论》教案
教学内容要点
1．粉尘的基本知识 （1）概述 （2）粉尘爆炸的条件
2．粉尘爆炸机理及影响因素 （1）粉尘爆炸的机理 （2）影响因素
教学方法和手段的有关说明
课堂教学
课外学习指导及作业
学时数 2
教学后记(讲课后的体会，应手书)
时 间：
南京工业大学教案
第9周
授课日期
教学要求
掌握：粉尘爆炸与气体爆炸的区别 熟悉：粉尘爆炸基本参数及测量 了解：
时 间：
南京工业大学教案
第6周
授课日期
教学要求
掌握：混合气体发生热自燃的临界环境条件的推导 熟悉：着火感应期的概念；着火感应期的确定过程 了解：
教学内容要点
1．热自燃的着火条件 （1）临界环境温度 （2）临界环境压力 （3）临界对流换热系数
2．着火感应期 （1）着火感应期的确定 （2）影响因素
教学方法和手段的有关说明
时 间：
南京工业大学教案
第5周
授课日期
教学要求
掌握：油罐火灾的特点 熟悉：油罐火灾的发生、发展过程 了解：液体的蒸发过程及液体燃烧速度的表达方式和影响因素
教学内容要点
1．液体的蒸发 （1）蒸发过程 （2）蒸气压 （3）蒸发热 （4）液体的沸点 2．液体的燃烧速度 （1）表示方法 （2）影响因素 3．油罐火灾 （1）发生发展过程 （2）火灾特点
教学方法和手段的有关说明
课堂讲授
课外学习指导及作业
学时数 2
教学后记(讲课后的体会，应手书)
时 间：
南京工业大学教案
第2周
授课日期
教学要求
掌握：链锁反应理论 熟悉：燃烧的机理 了解：支链反应
《燃烧爆炸化学基础》PPT课件
➢工程性强 ➢涉及面广 ➢内容丰富
§1－4 课程特点、要求及参考 书
要求
➢ 熟悉常用燃料的基本性质 ➢ 掌握燃烧过程的基本理论与规律 ➢ 掌握各种燃料的燃烧方法与特点
反应动力学是影响燃烧速率的重要因素，并发现燃烧反应具有链锁反应 的特点，从而奠定了燃烧理论的基础。
§1－3 燃烧学的发展史
二十ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纪三十~五十年代： 研究发现限制和控制燃烧过程不仅有化学动力学因素，还有传热、传质
及流动的影响，是相互影响、综合作用的结果。
二十世纪初五十年代后： 冯卡门(Von Karman)、钱学森建立了化学流体力学，首先提出用连续介
十八世纪中叶： 罗蒙诺索夫（1756）、拉瓦锡（1777）首先正确阐明燃烧的本质：可
燃物质氧化的学说。
§1－3 燃烧学的发展史
十九世纪： 热化学及热力学的发展，燃烧过程被作为热力平衡系来研究，得出
了燃烧过程中一些重要的静态特性参数：燃烧热、绝热燃烧温度、燃烧 产物平衡成份的规律性等。
二十世纪初： 刘易斯(B.Lewis)、谢苗诺夫研究了化学反应动力学机理，提出化学
介绍燃烧化学动力学基础，以及着火理 论、火焰传播及火焰稳定机理等。
§1－1 本书的主要内容
燃料的燃烧过程、燃烧方法及燃烧装置
介绍气体燃料、液体燃料及固体燃料的 燃烧过程与燃烧规律，介绍工程上实际采用 的燃烧方法及一些典型的燃烧装置。
燃烧过程引起的污染与防治
介绍燃烧产生的各种污染物及控制和减 少这些污染物对大气污染的基本方法与途径。
燃烧与环境保护
燃烧产物
危害
粉尘 CO、CmHn
漂浮于大气中，对植物生长、 人的呼吸系统有危害
有毒、致癌
Nox、SO2 酸雨、光烟雾
燃烧与爆炸学第一章燃烧与爆炸的化学基础
1.2.4 燃烧反应速度方程
1.2
特别指出☞
燃
由于燃烧反应不严格服从质量作用定律和阿累
烧 反 应
尼乌斯定律，
K0s (Kos
)
和
Es都不再具有直接的物
理意义，只是由试验得出的表观数据。
速
上述燃烧反应速度方程式是根据气态物质推到
度 理
出来的近似公式，不能用于液态和固态可燃物
论
的燃烧反应速度。
及
• 氮的氧化物
其
计 算
缺氧、窒息作用
高温气体的热损伤作用
1.4.2 完全燃烧时的产物量计算
1.4
烟气量
燃 烧
VP VCO2 VSO2 VN2 VO2 VH2O
产 物
当α＝1时，即理论烟气量
及 其
V V V V V 0,p
0,CO2
0,SO2
0,H 2O
1.1.6 爆炸发生的条件
1.1
燃
烧 与 爆 炸 的
高压
压力突变
物
• 爆炸体系和它周围的介 质之间发生急剧的压力
理 爆
突变
炸
• 构成爆炸的体系内存有高
本
压气体
质
• 由于爆炸瞬间生成的高温
和
高压气体或蒸汽的急剧膨 胀
条
件
1.1.6 爆炸发生的条件
1.1
最重要的基础条件
燃
烧 与 爆 炸
化学反应
放热性
活化能为Es；反应温度为Ts。
速度方程为：
Vs＝K
0
s
C
x F
C
y ox
exp(－
Es RTs
)
燃烧与爆炸理论提纲
燃烧与爆炸理论提纲
一、燃烧的基本概念和特征
1.燃烧的定义
2.燃烧反应的特点
3.燃烧需要的条件
二、燃烧过程与机理
1.燃烧的三要素
2.燃烧过程的三个阶段
3.燃烧反应的化学机理
4.燃烧反应的能量变化
三、燃烧热学
1.燃烧热学基本概念
2.燃烧热学规律
3.燃烧热学的计算方法
四、燃烧与环境
1.燃烧对环境的影响
2.燃烧产生的污染物
3.燃烧与气候变化的关系
4.燃烧技术的环保措施
五、爆炸的基本概念和特征
1.爆炸的定义
2.爆炸的特点
3.爆炸类型的分类
六、爆炸反应的机理
1.爆炸的传播过程
2.爆炸反应的速率
3.爆炸的爆轰过程
七、爆炸与安全
1.爆炸的危害
2.爆炸事故的原因与预防措施
3.爆炸安全的管理和防护措施
八、燃烧与爆炸技术
1.燃烧与爆炸技术的应用领域
2.燃烧与爆炸技术的现状和发展趋势
结论：燃烧与爆炸理论的研究对于安全生产和环境保护具有重要意义，深入理解燃烧与爆炸机理，掌握燃烧与爆炸的基本概念和特征，以及相关
的安全措施和技术，将有助于提高生产和生活的安全性，降低环境污染的
风险。
南京工业大学工程燃烧学
第一章绪论第一节能源的分类转化和利用的层次，一次能源（可再生能源、非可再生能源）、二次能源和终端能源。
在当代人类社会经济生活中的地位，常规能源和新能源。
使用中对环境的影响，清洁能源和非清洁能源。
性质和利用方式，燃料能源（矿物、生物质、化工、核）和非燃料能源燃烧，有强烈发光和放热的氧化反应。
燃烧现象是流动、传热、传质和化学反应同时发生又相互作用的复杂物理化学现象。
伴随着化学反应、传热和传质。
第二节燃烧的分类化学反应传播的特性和方式，缓燃（普通燃烧）、强烈热分解、爆震。
是否有火焰，有火焰、无火焰（特点：容积释热）。
燃料和氧化剂是否预先混合，预混燃烧、非预混（扩散）燃烧、预混-非预混燃烧。
按燃料相态，气体燃料燃烧、液体燃料燃烧、固体燃料燃烧（层状/火床燃烧、流化床/沸腾燃烧、火室/悬浮燃烧）。
第三节工程燃烧设备的基本性能要求燃烧热强度高（炉膛）、燃烧效率高（燃料）燃烧稳定性好、安全性好使用寿命长、燃烧产物的污染排放低、管理维护方便。
第二章燃料概论第一节燃料的概念与分类燃料，用以产生热量或动力的可燃性物质。
分类，按状态，固体燃料、液体燃料、气体燃料；按获取方法，天然燃料、人工燃料；按能量释放方式，化学燃料、核燃料。
第二节燃料的组成和特性组成和分析，工业分析法（M（水分）+A（灰分）+V（挥发份）+FC（固定碳）=100）；元素分析法（C+H+O+N+S+A+M=100）；成分分析法）成分基准热值Q，单位质量或单位体积的燃料，在完全燃烧情况下所释放出的热量。
（s、l，kJ/kg；g，kJ/m3）高位热值/总发热量，包含产物水的汽化潜热；低位热值，不包含产物水的汽化潜热。
成分基准的换算第三节固体燃料（煤）煤的种类（泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤）挥发份，碳化程度浅的煤挥发份产率高，挥发份高，着火点低容易引燃和烧尽。
焦炭特性（焦结性），挥发份高焦结性差，随着挥发份减少，焦结性增强，挥发份过少时焦结性又有所降低。
其他使用性能，着火性、可磨性、热性质、热稳定性（耐热性）、结渣性。
燃烧学讲义第一章
燃烧学讲义第一章(总22页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第1章燃烧化学基础燃烧的本质和条件燃烧的本质所谓燃烧，就是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和发烟的现象。
燃烧区的温度很高，使其中白炽的固体粒子和某些不稳定（或受激发）的中间物质分子内电子发生能级跃迁，从而发出各种波长的光；发光的气相燃烧区就是火焰，它的存在是燃烧过程中最明显的标志；由于燃烧不完全等原因，会使产物中混有一些微小颗粒，这样就形成了烟。
从本质上说，燃烧是一种氧化还原反应，但其放热、发光、发烟、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化还原反应。
如果燃烧反应速度极快，则因高温条件下产生的气体和周围气体共同膨胀作用，使反应能量直接转变为机械功，在压力释放的同时产生强光、热和声响，这就是所谓的爆炸。
它与燃烧没有本质差别，而是燃烧的常见表现形式。
现在，人们发现很多燃烧反应不是直接进行的，而是通过游离基团和原子这些中间产物在瞬间进行的循环链式反应。
这里，游离基的链锁反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中的物理现象。
燃烧的条件及其在消防中的应用燃烧的条件燃烧现象十分普遍，但其发生必须具备一定的条件。
作为一种特殊的氧化还原反应，燃烧反应必须有氧化剂和还原剂参加，此外还要有引发燃烧的能源。
1．可燃物（还原剂）不论是气体、液体还是固体，也不论是金属还是非金属、无机物还是有机物，凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质，均称为可燃物，如氢气、乙炔、酒精、汽油、木材、纸张等。
2．助燃物（氧化剂）23凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质，都叫做助燃物，如空气、氧气、氯气、氯酸钾、过氧化钠等。
空气是最常见的助燃物，以后如无特别说明，可燃物的燃烧都是指在空气中进行的。
3．点火源凡是能引起物质燃烧的点燃能源，统称为点火源，如明火、高温表面、摩擦与冲击、自然发热、化学反应热、电火花、光热射线等。
《燃烧与爆炸理论》复习大纲及复习题
《燃烧与爆炸理论》教学大纲英文名称：Combustion & Explosion Theory适用专业：安全工程专业先修课程：热工学教学目的：通过课程学习，系统深入地掌握燃烧与爆炸基础理论，把握本专业领域的最新成果和研究动向，使学生获得必需的专业技能锻炼，使有关的专业技术知识得以充实与提高。
教学要求：（1）掌握燃烧与爆炸的基础理论；（2）掌握燃烧三角形、燃烧四面体以及化学爆炸三要素；（3）掌握不同燃烧和爆炸形式的特征及其影响因素；（4）掌握计算液体闪点、可燃气体爆炸极限、爆炸温度和爆炸压力的计算方法；（5）掌握并运用可燃性图表进行工程分析。
教学内容：第一章绪论1．化工生产的特点2．事故的分类及特征3．事故致因理论4．事故的预防基本要求：掌握事故的特征，海因里希因果链锁理论以及预防事故的技术措施；熟悉化工生产的特点、轨迹交叉论及能量转移论；了解安全工程研究内容及发展方向及事故预防的“3E”措施。
重点：事故的特征、海因里希因果链锁理论及预防事故的技术措施。
第二章燃烧基本理论1．火三角及燃烧条件2．燃烧的形式及种类3．燃烧极限的计算4．热自燃理论5．燃烧机理6．可燃气体的燃烧7．可燃液体的燃烧8．可燃固体的燃烧基本要求：掌握燃烧发生的条件及燃烧机理，燃烧形式及燃烧过程，气、液、固燃烧特点及基本理论；掌握燃烧极限的计算方法和可燃性图表的使用；熟悉燃烧的过程及种类；熟悉热自燃理论。
重点：燃烧三角形、燃烧四面体、燃烧条件及燃烧机理。
火焰在预混气中的传播形式及特点、火焰传播的热理论及扩散理论、重质油品的沸溢及喷溅、阴燃结构及发生条件。
燃烧极限的计算。
难点：热自燃理论。
第三章爆炸基本理论1．爆炸及其分类2．爆轰3．粉尘爆炸4．喷雾爆炸5．蒸气云爆炸6．沸腾液体扩展蒸气爆炸7．爆炸温度与压力8．爆炸强度基本要求：掌握各种爆炸形式发生的条件、发生机理及影响因素；掌握爆炸温度和压力的计算方法；熟悉燃烧与爆炸的区别；了解爆炸的定义及其分类，了解爆轰的形成过程。
燃烧与爆炸理论教学大纲
《燃烧与爆炸理论Ⅰ》教学大纲英文名称∶Theory for Prevention of Combustion and Explosion Disasters学分：4学分学时：64学时理论学时：58学时上机：6学时教学对象：安全工程系的本科生先修课程：工程热力学、传热传质学、工程流体力学教学目的∶通过课程学习，系统深入地掌握燃烧与爆炸基础理论以及有关工程技术，把握本专业领域的最新成果和研究动向，使学生获得必需的专业技能锻炼，使有关的专业技术知识得以充实与提高。
教学要求∶(1) 掌握可燃气体、可燃液体、易燃固体、爆炸物、自燃性物质、忌水性物质及混合危险性物质等的危险特性，评价标准及相应的安全技术措施。
(2) 掌握物质状态变化安全，掌握应用状态方程及有关理论及压缩气体、液化气体、过热液体的爆炸机理、爆炸效应及安全技术问题。
(3) 掌握燃烧与爆炸的基础理论。
(4) 掌握爆炸效应、爆炸作用及防火防爆技术。
课程内容∶1引言(2学时)1.1事故过程及其本质1.2燃烧爆炸危险物质及状态变化基本要求：了解危险物质与事故的关系。
重点：事故本质。
难点：危险物质状态。
2燃烧理论(8学时)2.1燃烧现象2.2燃烧过程及基本概念2.3火灾与爆炸的区别2.4火灾三角形2.5液体与蒸汽的可燃特性2.6最低氧浓度与惰化2.7点燃源与点燃能量2.8自燃与自氧化2.9绝热压缩基本要求：了解燃烧过程及现象。
重点：火灾三角形。
难点：燃烧过程。
3爆炸理论(14学时)3.1爆炸现象3.2爆炸分类及爆炸三要素3.3爆炸机理3.4燃烧、爆炸与爆轰3.5爆炸极限3.6爆炸作用、效应与能量基本要求：了解爆炸现象及其参量。
重点：爆炸三要素。
难点：爆炸机理。
4火灾与爆炸灾害分析(14学时)4.1概述4.2引燃源(点燃源)4.3火灾与爆炸危害4.3.1受限与非受限空间爆炸4.3.2爆炸影响计算4.3.3非限制蒸汽云爆炸4.3.4闪燃火灾(爆燃)4.3.5容器爆破与池火灾4.3.6 BLEVE与火球基本要求：了解爆炸影响计算及其形式。
燃烧与爆炸理论及分析
燃烧与爆炸理论及分析燃烧是一种氧化反应，它以氧气为氧化剂，可将燃料分子中的化学能转化为热能和光能。
燃料和氧气在适当的温度和压力下，通过点燃或引燃源接触以产生火焰。
燃烧过程中，燃料分子中的化学键被断裂，形成高能态的反应中间体，然后再形成新的化学键，生成二氧化碳、水和热能。
燃烧反应可以分为完全燃烧和不完全燃烧两种类型。
完全燃烧是指燃料完全与氧气反应，生成二氧化碳和水。
这是一种高效的燃烧过程，可以最大程度地释放出燃料的化学能。
不完全燃烧是指燃料只与氧气部分反应，生成一氧化碳和其他有害物质，同时释放出更少的能量。
不完全燃烧常发生在氧气供应不足或燃料的燃烧条件不理想的情况下。
爆炸是一种猛烈的化学反应，其特点是有大量的气体产生和伴随着剧烈的声音和光亮。
爆炸反应是急剧的氧化反应，通常需要有燃料、氧气和点火源三个条件。
在一个封闭的容器中，当燃料蒸气与氧气混合在一起，并且有足够的点火源时，就会发生爆炸反应。
爆炸反应通常发生在气体和可燃液体中，但也可以发生在可燃固体中，如火药和炸药。
对于燃烧和爆炸的理论和分析，有几个重要的方面需要考虑。
首先是燃料和氧气的混合比。
燃料和氧气的混合比对于燃烧和爆炸过程的速率和效果有重要影响。
当燃料和氧气的混合比接近理论上的最佳混合比时，燃烧会更加完全，产生更多的能量。
然而，当混合比过高或过低时，燃烧反应的效果就会下降。
其次是燃料的物理状态。
不同的燃料在燃烧和爆炸过程中的行为也有所不同。
气体燃料在燃烧和爆炸过程中比液体和固体更易于扩散和混合，因此更容易发生爆炸。
液体和固体燃料需要较高的温度和压力才能蒸发和燃烧，它们产生的气体容易积聚，从而导致爆炸风险增加。
此外，还需要考虑到燃料的化学性质。
不同的燃料在燃烧和爆炸过程中的反应速率和产物也会不同，这取决于它们的化学性质和分子结构。
一些燃料具有较高的燃烧热和易燃性，它们在燃烧和爆炸过程中会释放大量的能量。
然而，一些燃料可能需要更高的温度和压力才能燃烧，或者它们在燃烧过程中产生的气体比较有害。
南京工业大学燃烧与爆炸理论第一章 绪论教材
共五十一页
火的利用(lìyòng)
• 火被用来酿造、制陶； • 火又被用于冶炼； • 燃烧提供动力的蒸汽机的发明和广泛使用，
促进了近代工业和资本主义的发展(fāzhǎn)。 • 现代人们的衣食住行，工农业生产的发展，
都离不开火。
共五十一页
二、燃烧(ránshāo)与人类文明的 关系
• 受限爆炸：这种爆炸发生在容器或建筑物 中。这种情况(qíngkuàng)很普遍，并且通常导致 建筑物中居民受到伤害和巨大的财产损失。
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四、基本概念
• 无约束爆炸：无约束爆炸发生在空旷地 区。这种类型的爆炸通常是由可燃性气 体泄漏引起的。气体扩散并同空气(kōngqì) 混合，直到遇到引燃源。无约束爆炸比 受限爆炸少，因为爆炸性物质常常被风 稀释到低于LFL。这些爆炸都是破坏性的， 因为通常会涉及到大量的气体和较大的 区域。
• 所有的可燃物质都含有燃素，并在燃烧时 释放出来，变成灰烬；不含燃素的物质不 能燃烧；物质燃烧之所以需要空气，是因 为空气能够吸收燃素。
共五十起过一定的积极作用。
• 直到18世纪下半叶，氧被发现后，燃烧 的秘密才终于被揭开(jiē kāi)，从而也宣告了 燃素说的破产。
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物理 爆炸 (wùlǐ)
• 由物理变化所致，其特征是爆炸前后系 统内物质的化学组成及化学性质均不发 生变化。
• 主要是指压缩气体、液化气体和过热液 体在压力容器(róngqì)内，由于某种原因使容 器(róngqì)承受不住压力而破裂，内部物质迅 速膨胀并释放大量能量的过程。
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物理 爆炸 (wùlǐ)
• 商场市场、宾馆饭店、学校医院等人员 密集场所共发生火灾9135起，死亡302 人，受伤483人，直接财产损失12848.8 万元；
燃烧理论第1章补充
第1章绪论1.1 引言火灾是国内外安全工作者特别关心的问题之一。
目前世界上每年都要发生各种情况的火灾，给社会经济、人民生命财产造成无法估量的损失。
燃烧学是研究火灾防治方法及技术的基础。
同时，燃烧在工业部门有着广泛的应用背景。
在世界总体能源结构中，以燃烧方式提供的能源所占比例高达80-85%。
燃烧技术不仅在冶金、电力、机械、化工、轻工、交通、农机等各生产领域得到了广泛的应用，而且还渗透到日常生活的各个方面（如抽烟、烧饭、汽车等等）。
对于航空、航天、兵器这些特殊的技术领域，更是完全建筑在以燃烧技术为核心的综合技术基础之上。
可以说没有燃烧就没有我们的现代文明。
强化燃烧、节约能源、防火灭火、防止污染这四大问题是当今燃烧技术发展最迫切、最热门的课题。
因此，燃烧学是安全工程专业及其它与燃烧过程有关专业的一门重要技术基础课。
学好本课程对知识面的拓宽及综合能力的培养有着极其重要的意义。
从化学观点看，在燃烧过程中，原来物质的分子结构遭到破坏，原子中的外层电子重新组合，经过一系列中间产物的变迁，最后产生了新的物质，即燃烧产物。
在化学反应中，总的位能降低了，即所谓化学能降低了。
这部分能量大都以热能和光能的形式释放出来，表观上形成了火焰。
从物理观点看，燃烧过程总是发生在物质流动系统中，这种流动可能是均相流也可能是多相流，流态可能是层流也可能是湍流；其次，燃烧现象总是在不均匀物质场条件下进行，多种物质组分间的混合、扩散在不断地进行着，甚至外界环境（如电磁场、重力场）对燃烧还会产生显著地影响。
因此燃烧是一种物理和化学的综合变化过程，是一个复杂的不断变化着的动态过程。
它是一门交叉学科。
学习燃烧理论既要求有化学热力学及化学反应动力学的一些基本知识，又需要对流体力学、传热与传质等学科的知识有一定的了解。
由于燃烧的复杂性，人们通常只按照自己的专业需要去研究燃烧中的某一方面的问题，例如：化学家-- 研究燃烧的反应机理、反应速度、反应程度、燃烧产物的生成机理等问题;热能工程师-- 研究锅炉等燃烧设备的设计，煤等燃料的燃烧技术及燃烧中的流体力学、传热、传质等热物理现象，燃烧设备的管理使用，燃烧能量的合理使用等；汽车发动机专家-- 研究内燃机的设计，汽油、柴油等燃料的间隙式燃烧技术及作功效率等；飞机发动机专家-- 研究航空发动机，航空燃料的稳态及非稳态燃烧技术及推进效率等；火箭发动机专家-- 研究火箭发动机，推进剂的稳态及非稳态燃烧技术及推进效率等；安全专家-- 研究火灾的防治，关心的是各种可燃物的着火、燃烧、爆炸及火焰熄灭等。
南京工业大学燃烧爆炸理论重点
燃爆理论重点总结第一部分（填空系列）第一章绪论1、燃烧（定义）是可燃物质与助燃物质（氧或其他助燃物质）发生的一种发光发热的氧化反应。
2、火灾和爆炸的主要区别是能量释放的速度。
3、爆炸是物质发生剧烈的物理、化学变化，在瞬间释放出大量能量并半由巨大声响的过程。
4、根据爆炸发生原因的不同，可将其分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸三类。
5、化学爆炸的主要特点是：反应速度极快、放出大量热量、产生大量气体。
6、沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）：温度高于常压沸点的加压液体突然释放并立即汽化引起的爆炸，称为7、冲击波是沿气体移动的不连贯的压力波，冲击波与风结合后称为爆炸波，其过程几乎是绝热的。
第二章燃烧及其灾害1、燃烧的本质因素（三要素）：燃料、氧化剂和引燃源。
是燃烧发生的必要条件，而不是充分条件。
2、通过稀释氧浓度而防火防爆的方法被称为可燃气体的惰化防爆。
3、最小引燃能MIE，该能量越小爆炸危险性越大；随压力增加而降低；随氧浓度降低而增加。
4、常见的引燃源：明火类、冲击或摩擦类、高温类和静电类。
5、燃烧四面体：可燃物、助燃物、游离基和点火源6、防火方法（燃烧三角形）：控制可燃物、隔绝空气、消除或控制点火源7、灭火方法（燃烧四面体）：隔离法：森林火灾灭火、建筑物防火卷帘、防火墙（隔离可燃物）窒息法：油锅灭火、酒精灯熄灭（从助燃物采取措施）冷却法：水灭火剂（针对点火源）抑制法：干粉灭火剂（针对自由基）8、任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、着火、燃烧等阶段。
9、由理论上的自燃点T自到开始出现火焰的温度T'自间的时间间隔称为燃烧诱导期。
自自10、根据燃烧过程的不同可以把可燃气体的燃烧分为预混燃烧和扩散燃烧两种形式。
11、燃烧形式：均相燃烧和非均相燃烧；预混燃烧和扩散燃烧；蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧。
12、可以把可燃固体的燃烧分为蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧和阴燃四种。
13、燃烧可以分为闪燃、着火、自燃和爆炸四个种类。
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火的利用
• 火被用来酿造、制陶; • 火又被用于冶炼; • 燃烧提供动力的蒸汽机的发明和广泛使用,
促进了近代工业和资本主义的发展。 • 现代人们的衣食住行,工农业生产的发展，
都离不开火。
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二、燃烧与人类文明的关系
• 火的使用,促进了人类自身的发展,还表现 在以下两个方面:
(1) 走进洞穴，实现了定居 (2) 扩大了人类的生活空间
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(1) 走进洞穴,实现了定居
• 在火被利用之前,古人类不是洞居的。 • 发现火能够驱赶寒冷和潮湿,并且为使火
种易于保存，才开始居住在山洞里。 • 由不固定的野外居住变为相对稳定的洞居，
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火的应用
• 学会用火,摆脱了蛮荒时期的生活方式,使 人吃上有滋有味的熟食;
• 生活条件大大改善，人的智力和体质也发 生了变化，繁衍后代的能力逐渐提高。
• 到了新石器时期，人口增长一倍的时间缩 短为150年，到了1830年，世界人口已 达到10亿。
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火的应用
• 总之,人类文明是伴随着火的应用而发展 的。
• 没有火的利用,就没有今天的物质文明和 精神文明。
• 一部人类文明进步史，就是一部人类用 火史。
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火的灾难
• 火虽然给人类带来了现代文明,但燃烧一 旦失去控制,又会给人类带来灾难。
• 这种失去控制的燃烧所造成的灾害叫做 火灾。
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火灾
• 社会越发展,物质越丰富,火灾发生的频率 和造成的损失就越大。
• 2005年我国共发生火灾235941起，死 亡2496人，受伤2506人，直接财产损 失13.6亿元（不含森林、草原、矿井地 下部分火灾）。
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火灾
• 其中重特大火灾283起,死亡501人,受伤 282人，直接财产损失18656.8万元;
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氧学说
• 中心思想是:燃烧是可燃物与氧的化合反 应,同时放出光和热。
• 现代化学表明,燃烧是可燃物与氧化剂作 用发生的放热反应，通常拌有火焰、发 光和(或)发烟现象。
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二、燃烧与人类文明的关系
• 利用了火,人类才吃上了熟食,改变了茹毛饮 血的动物般的生活，使人的大脑逐渐发达。
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燃素说
• 燃素说曾解释过许多化学现象,并对科学 的发展起过一定的积极作用。
• 直到18世纪下半叶,氧被发现后，燃烧的 秘密才终于被揭开，从而也宣告了燃素 说的破产。
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氧学说
• 1774年,英国化学家普利斯特利在实验室 发现了氧。
• 法国化学家拉瓦锡进行了大量的实验,通 过对实验结果的归纳和分析，终于在人 类历史上第一次提出了科学的燃烧学 说——燃烧的氧学说，并于1777年公布 于世。
• 谢苗诺夫热自燃理论 • 链锁自燃理论
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主要内容
第五章 爆炸及其灾害
• 爆燃及爆轰 • 蒸气云爆炸 • 沸腾液体扩散蒸气爆炸 • 喷雾爆炸 • 粉尘爆炸 • 爆炸温度、压力和强度
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主要内容
第六章 火灾爆炸的预防及控制
• 着火源的控制 • 静电及其控制 • 惰化 • 可燃性图表及其应用 • 通风 • 火灾和爆炸蔓延的控制 • 爆炸的防护
燃烧爆炸理论
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主要内容
第一章 绪论
• 燃烧 • 爆炸
第二章 燃烧及其灾害
• 燃烧条件 • 燃烧过程及形式 • 燃烧的种类 • 燃烧机理 • 燃烧极限及计算 • 火灾
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主要内容
第三章 物质的燃烧
• 气体的燃烧 • 液体的燃烧 • 固体的燃烧
第四章 预混气体的着火理论
• 商场市场、宾馆饭店、学校医院等人员 密集场所共发生火灾9135起，死亡302 人，受伤483人，直接财产损失 12848.8万元;
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火灾
• 个体私营企业共发生火灾21188起,死亡 344人,受伤684人，直接财产损失 31032.5万元，发生的火灾占企业火灾 总数的四分之三以上。
• 使得人们迫切地想要弄清火的本质，于 是产生了种种对燃烧现象的解释。
202Hale Waihona Puke /2/1215燃素说
• 燃素说认为,火是由无数细小的微粒构成的 物质实体,这种火的微粒就是燃素。
• 所有的可燃物质都含有燃素，并在燃烧时 释放出来，变成灰烬;不含燃素的物质不能 燃烧;物质燃烧之所以需要空气，是因为空 气能够吸收燃素。
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第一章 绪论
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第一节 燃烧
一、人类对燃烧的认识过程
• 燃烧俗称火,早在远古时代,人们就开始 用火了。
• 人类真正认识火的本质，科学地解释这 一现象，则是从氧的发现开始的，至今 只有两百多年的历史。
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火的传说
• 我国的五行说:“金、木、水、火、土”; • 古希腊的四元说:“水、土、火、气”; • 古印度的四大说：“地、水、火、风”等。 • 在古人看来,火是万物之源,火能化育万物。
• 在公安消防部门调查的143232起火灾中， 除原因不明的外，绝大部分火灾是人为 因素引起的。
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三、燃烧概述
• 燃烧是可燃物质与助燃物质（氧或其他 助燃物质）发生的一种发光发热的氧化 反应。
• 在化学反应中,失掉电子的物质被氧化,获 得电子的物质被还原。
这是火给人类生活带来的一大变化。
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(2) 扩大了人类的生活空间
• 因为发现火能取暖,人类便由有限的 居住地扩展到了全球各地,在寒冷的 地区也能生活。
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火的应用
• 到了近代,随着科学技术的发展和生产力 水平的不断提高,火在工业技术中的应用 日益广泛，例如制陶、冶金等。
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火的应用
• 人类在懂得用火之前,其生活与动物基本 一样,“食草木之食，鸟兽之肉，饮其血， 茹其毛”。
• 因此，健康状况差，寿命短，生殖能力 低下，人在地球上的数量极少。
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火的应用
• 科学家研究发现,在遥远的旧石器时代,人 数增加一倍需要三万年,经过长久的繁衍， 直到一万年前，全世界人口还不到500 万。