《消防燃烧学》教学大纲

《消防燃烧学》课程教学大纲课程名称：消防燃烧学英文名称：Combustion Fundamentals of Fire课程编号：04hzzyb507课程类别：专业技术基础课学时：总学时60，其中课堂讲授学时50，实验学时10适用专业：消防指挥普通本科说明部分一、课程性质《消防燃烧学》是一门主要讲授火灾发生、发展和熄灭基本规律的课程。

该课程是消防教育的重要专业技术基础课，是消防指挥普通本科专业的必修课和主干课。

作为一门独立的新兴边缘学科体系中的课程，其理论性、实践性和实用性都很强。

二、课程教学目的与任务通过这门课的教学，要达到如下目的，完成如下任务：（一）培养学员理论联系实际的能力，即运用所掌握的可燃性物质燃烧或爆炸基本规律、特性和防火、灭火基本原理等方面的知识，分析和解决实际火灾或爆炸事故及其预防和控制等方面问题的能力，包括将这些知识与其它相关课程的知识有机结合与融会贯通的能力，为以后的学习和工作打下良好的知识基础。

（二）培养学员观察、分析实验现象和动手操作的能力，这主要通过实验教学环节得以实现，即观察一些典型物质的闪燃、燃烧、爆炸、火焰传播、回火及阻火等基本实验现象，分析这些现象存在的根本原因，学会燃烧温度、自燃点、爆炸极限、闪点、氧指数及热分解温度等基本参数测定的基本操作，藉此初步培养学员辨证思维的能力和科学研究的能力，全面提高学员的综合素质。

（三）培养学员创新的意识、科学的态度和良好的学风，使学员成为适应新世纪要求的合格人才。

总之，通过本课程的学习，不仅要使学员学会并掌握一些燃烧或爆炸的基本理论来解决实际火灾或消防工作中存在的问题，更着眼于提高学员的实际能力和综合素质，从而使学员成为专业基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，并富有创新精神的消防工作专门人才。

三、教学基本要求通过本课程的课堂教学，使学员对火灾燃烧现象的本质、重要可燃物质的物理化学性质、燃烧和爆炸的基本原理、着火和灭火的基本理论以及气态、液态和固态可燃物燃烧或爆炸基本规律等有全面的了解；初步掌握以燃烧理论为基础来分析火灾中的现象，建立能分析和解决实际问题的思维方法。

同时，帮助学员了解国内外目前燃烧及爆炸问题研究的现状和发展的前沿。

本课程要求学员掌握某些燃烧或爆炸参数的计算过程，但更重要是培养学员的思维方法，同时培养学员理论联系实际的能力，包括将本课程所学知识与其它相关课程知识有机结合与融会贯通的能力。

因此，本课程教学应以燃烧过程的基本理论为主线，并注重与实际和相关领域的结合，利用实验教学提高观察现象、分析问题、解决问题和动手操作的能力。

四、本课程与其他相关课程的联系与分工消防燃烧学是一门年轻的边缘交叉学科。

学习《消防燃烧学》课程需要具备比较深厚的多门基础学科的基本知识，要求在学完基础化学、化学热力学、化学动力学、传热传质学和流体力学等先行课程后，再开设本课程。

一般在二年级第二学期或三年级第一学期开设本课程较为适宜。

学习本课程，学员不仅可以掌握物质燃烧与爆炸的本质和条件，指导防火防爆工作，还可以掌握物质燃烧过程的基本特点和熄灭规律，为制定科学有效的灭火方案，尽快扑灭火灾、减少火灾造成的人员和财产损失提供理论依据。

因此，消防燃烧学课程与建筑防火、电气防火及火灾监控、工业企业防火、火灾学、火灾调查、灭火指挥、灭火战术等后续课程之间既有联系又有分工，前者为后者的学习提供重要的专业理论基础，后者是前者知识在各方面防火与灭火工作的具体应用、拓宽与升华。

五、教学方法及实践性教学内容的安排与要求本课程的教学由课堂教学、课外作业与自习和实验教学三部分组成。

课堂教学主要以课堂讲授为主，教学手段采用多媒体课件、投影等教学手段。

教学方法以启发式为主，适时将典型案例与理论分析结合在一起，通过课堂讨论、撰写小论文等方式加强理论与实践的有机结合，培养学员分析问题和解决问题的能力。

通过作业及课堂提问加深学员对所学内容的理解，了解和掌握学员的学习动态，及时调整教学方法，提高授课质量和效果。

实验教学主要以教学授课内容为基础，通过学员操作实验过程以及教员演示实验过程，培养学员动手能力，并加强其对理论知识的理解。

另外，该课程所涉及的学习内容范围很广泛，学员应具备相关知识背景。

作业布置应考虑结合实际；实验应加强学员动手设计的内容；结合学员科技小制作加强学员参与教学；提高课件制作水平；对学科前沿动态，可开设专题讲座。

六、教学时数分配七、考核方法及成绩评定为考核学员对所学内容的掌握，动手能力的提高及鼓励学员学习的主动性，消防燃烧学课程考核方式为考试，考试总成绩由三部分组成，期末闭卷成绩占80%、实验教学占10%、平时成绩占10%。

正文部分绪论一、教学目的和要求通过本章教学使学员了解人类对燃烧的认识过程、燃烧与人类文明的关系、国内外研究火灾燃烧（爆炸）的情况，掌握国内外研究火灾燃烧（爆炸）的现状和前沿、本课程的主要内容及学习方法等，使学员对本课程有全面的了解。

教学的主要目的是使学员在头脑里建立起“消防燃烧”的基本概念以及初步建立起理论联系实际及本学科与其它学科融会贯通的思维方法。

二、教学重点内容（一）国内外研究火灾燃烧（爆炸）的现状和前沿；（二）本课程的主要内容。

三、教学内容（一）人类对燃烧的认识过程；（二）燃烧与人类文明的关系；（三）国内外研究火灾燃烧（爆炸）的进展；（四）消防燃烧学及其学习方法。

第一章燃烧的化学基础一、教学目的和要求通过本章教学使学员熟练掌握燃烧的本质和条件；掌握燃烧过程的物理化学现象和燃烧过程中一些重要参量的计算。

二、教学重点内容（一）燃烧的本质；（二）燃烧参数的计算。

三、教学内容第一节燃烧本质和条件（一）燃烧的本质；（二）燃烧的条件及其在消防中的应用。

第二节燃烧反应速度理论（一）反应速率的基本概念；（二）质量作用定律；（三）阿累尼乌斯定律；（四）燃烧反应速度方程。

第三节燃烧时空气需要量计算（一）固体和液体可燃物的理论空气需要量；（二）气体可燃物的理论空气量；（三）实际空气需要量。

第四节燃烧产物及其计算（一）燃烧产物的基本概念；（二）燃烧产物的毒害作用；（三）燃烧产物计算；（四）燃烧产物的危害性。

第五节燃烧热及燃烧温度计算（一）热容；（二）燃烧热和热值计算；（三）燃烧温度的计算。

四、实验教学内容实验一：材料水平垂直燃烧性能试验测定。

第二章燃烧的物理基础一、教学目的和要求通过本章教学，使学员掌握燃烧过程中热量传递的三种方式、遵循的定律及应用，理解几种典型条件下非稳态导热问题在确定物质着火时间方面的应用，了解非稳态导热数值解等问题。

教学的主要方法是将燃烧理论与实际火灾、燃烧过程与其它学科的相关知识有机结合起来，注重培养用所学知识分析问题、解决问题的能力。

二、教学重点内容（一）热量的传递；（二）物质的传递。

三、教学内容第一节热量传递概述（一）热传递；（二）热对流；（三）热辐射。

第二节热传导（一）导热微分方程式；（二）一维稳态和非稳态导热微分方程；（三）非稳态导热的数值解。

第三节热对流（一）边界层；（二）强迫对流；（三）自然对流。

第四节热辐射（一）基本概念与基本定律；（二）物质表面间的换热；（三）热气和不显光火焰的辐射；（四）热气和显光火焰的辐射。

第五节物质的传递（一）物质的扩散；（二）斯蒂芬流；（三）燃烧引起的浮力运动。

第三章着火与灭火基本理论一、教学目的和要求通过本章教学使学员了解掌握着火分类、谢苗诺夫自然理论、F-K自燃理论、链锁反应着火理论和火焰熄灭的热理论与化学理论；能根据基本理论对防火和灭火过程进行分析，得出实际防火和灭火的具体方法；了解几种常见的强迫着火方式；利用F-K临界参数的求解理解典型情况下物质自燃规律。

教学的主要方法是在理论分析基础上，结合实验教学，培养学员解决实际火灾预防与控制问题的能力。

二、教学重点内容（一）谢苗诺夫自然理论；（二）F-K自燃理论；（三）链锁反应着火理论；（四）灭火分析。

三、教学内容第一节着火分类和着火条件（一）着火分类；（二）着火条件。

第二节谢苗诺夫自燃理论（一）谢苗诺夫自燃理论；（二）热理论中的着火感应期；（三）谢苗诺夫理论的应用——预测自燃着火极限。

第三节弗兰克—卡门涅茨基自燃理论（一）理论分析；（二）自燃临界准则参数的求解；（三）弗兰克—卡门涅茨基自燃理论的应用。

第四节几种典型物质的自燃（一）易自燃的化合物与单质；（二）煤、植物、涂油物的自燃。

第五节链锁反应着火理论（一）链锁反应过程；（二）链锁反应分类；（三）链锁反应着火条件；（四）链锁反应对着火极限的影响。

第六节强迫着火（一）强迫着火的特征；（二）高温质点强迫着火的物理描述；（三）电火花点燃。

第七节灭火分析（一）热理论中的灭火分析；（二）链锁反应理论中的灭火分析。

四、实验教学内容实验二：物质自燃特性参数测定。

第四章可燃气体的燃烧一、教学目的和要求通过本章教学使学员熟练掌握可燃气体爆炸的条件，爆炸极限的概念、影响因素、计算方法及其在消防中的应用，预混火焰的热损失；掌握气体火焰传播的两种方式及其影响因素、爆轰产生的过程和条件、燃烧速度的影响因素。

教学的主要方法是在理论分析基础上，结合实例、实验教学，使学员对不同燃烧状态有一个较为准确、清楚的理解，结合实验及典型火灾案例加深对燃烧与爆炸基础理论的理解。

二、教学重点内容（一）爆炸极限的概念；（二）爆炸参数计算；（三）爆轰产生的条件。

三、教学内容第一节预混气中火焰的传播理论（一）物理模型与雨果尼特方程；（二）正常火焰传播与爆轰。

第二节层流预混气体中正常火焰传播速度（一）传播机理；（二）层流火焰传播速度——马兰特简化分析；（三）物理化学参数对层流火焰传播速度的影响；（四）层流火焰传播速度的测定。

第三节可燃气体爆炸（一）预混气爆炸时的温度计算；（二）可燃混气爆炸压力的计算；（三）爆炸时的升压速度；（四）爆炸威力指数；（五）爆炸总能量；（六）爆炸参数测定。

第四节可燃气体的爆炸极限（一）可燃气爆炸极限概念；（二）爆炸极限的测定；（三）计算爆炸极限的经验公式；（四）影响爆炸极限的因素；（五）爆炸极限的实用意义；（七）分解爆炸。

第五节爆轰（一）爆轰的发生；（二）爆轰形成条件；（三）爆轰波波速和压力；（四）爆轰波破坏特点。

第六节气体爆炸的预防（一）严格控制火源；（二）防止可燃气与空气形成爆炸型预混气；（三）切断爆炸传播途径；（四）泄压装置。

第七节湍流燃烧和扩散燃烧（一）湍流燃烧；（二）扩散燃烧；（三）火焰高度。

第五章可燃液体的燃烧一、教学目的和要求通过本章教学使学员对可燃液体的着火条件如闪点、燃点和自燃点等有清楚的理解，利用经验公式和定律计算不同液体的闪点，对可燃液体的典型燃烧现象沸溢和喷溅的形成条件和特征建立起清晰的思路；熟悉液体的点燃、表面火焰传播和油池的稳定燃烧；了解液滴燃烧的基本理论和浸油多孔材料燃烧的基本问题。