燃烧和爆炸特性、机理和速度
燃烧与爆炸基本原理
由于火焰传播的不稳定性，故火焰速度的测定易受各种条 件的影响。例如，气体流动中的耗散性、界面效应、管壁 摩擦、密度差、重力作用、障碍物绕流及射流效应等可能 引起湍流和漩涡，使火焰不稳定，其表面变得皱褶不平， 从而增大火焰面积、体积和燃烧速率，增强爆炸破坏效应。 在某些条件下燃烧可转变为爆轰，达到最大破坏效果。
分子式
C3H6O CH3COC2H5
CH3OH H2
CO
基本燃烧速度/ m/s 0.54 0.42 0.56 3.12
0.46
C6H14
0.46
ห้องสมุดไป่ตู้
二氧化碳
CS2
0.58
C2H4
0.80
苯
C6H6
0.48
C3H6
0.52
甲苯
C6H5CH3
0.41
C4H8
0.51
汽油
C6H5CH3
0.40
C2H2
1.80
CaHbOcSdyccO2 aCO2b2H2O(g)dSO2
bc
ycc
a d 42
燃料的浓度称为燃料在氧气中的化学计量浓度，表示为
ycho
1 1 ycc
1.1燃烧的基本概念
可燃气体在空气中燃烧时，若把空气组成视为氧气占 20.95％，其他占79.05％，则当燃料 CaHbOcSd 与空气的混合 比例恰好满足热化学方程式
1.1燃烧的基本概念
➢氧气不足，燃料有剩余， y ymin 。在这种条件下，只有 部分C元素被氧化为CO，无CO2生成，部分H元素被氧化 为H2O，部分S元素被氧化为SO2，剩余燃料气以气态分 子形式存在，
燃烧和爆炸理论重点
第三章 物质的燃烧
预混气中火焰的传播理论：火焰（即燃烧波）在预混气中传播，从气体动力学理论可以证明存在两种传播方式：正常火焰传播和爆轰。
（Ⅰ）区是爆轰区。特点：①燃烧后气体压力要增加 ②燃烧后气体密度要增加 ③ 燃烧波以超音速进行传播
（Ⅲ）区是正常火焰传播区。 特点：① 燃烧后气体压力要减少或接近不变；② 燃烧后气体密度要减少； ③ 燃烧波以亚音速（即小于音速）进行传播。
火焰前沿的特点：（1）火焰前沿可以分成两部分：预热区和化学反应区。 （2）火焰前沿存在强烈的导热和物质扩散。
火焰传播机理：（1）火焰传播的热理论：火焰能在混气中传播是由于火焰中化学反应放出的热量传播到新鲜冷混气中，使冷混气温度升高，化学反应加速的结果。
（2）火焰传播的扩散理论：凡是燃烧都属于链式反应。火焰能在新鲜混气中传播是由于火焰中的自由基向新鲜冷混气中扩散，使新鲜冷混气发生链锁反应的结果。
可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧达5min以上，这种现象称为点燃。
在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。
物质自燃有受热自燃和自热燃烧两种形式。
受热自燃的两个条件：外部热源、有热量积蓄的条件
自热自燃的三个条件：必须是比较容易产生反应热的物质; 此类物质要具有较大的比表面积或是呈多孔隙状的，有良好的绝热和保温性能；热量产生的速度必须大于向环境散发的速度。
爆燃是一种燃烧过程，反应阵面移动速度低于未反应气体中的声速，反应阵面主要通过传导和扩散进入未反应气体中。爆燃是一种带有压力波的燃烧，爆燃发生时，反应阵面的传播速度低于声速。
爆轰的反应阵面移动速度比未反应气体中的声速高。对爆轰来说，主要通过压缩反应阵面前面的未反应气体使其受热，从而使反应阵面向前传播。
燃烧爆炸理论与技术
可燃液体的燃烧，实质上是燃烧可燃液体蒸发出来的蒸气，所以叫蒸发燃烧。
对于难挥发的可燃液体，其受热后分解出可燃性气体，然后这些可燃性气体进行燃烧，这种燃烧形式称为分解燃烧。
可燃固体的燃烧可分为简单可燃固体、高熔点可燃固体、低熔点可燃固体和复杂的可燃固体燃烧等四种情况。
固体碳和铝、镍、铁等金属熔点较高，在热源作用下不氧化也不分解，它们的燃烧发生在空气和固体表面接触的部位，能产生红热的表面，但不产生火焰，燃烧的速度和固体表面的大小有关。
这种燃烧形式称为表面燃烧。
闪点的影响因素同系物液体的闪点随着相对分子量、相对密度、沸点的增加和蒸汽压的降低而增高。
同类组分混合液，如汽油、煤油等，由烃类的同系物组成，其闪点随着馏分的增高而增高。
异构体的闪点低于正构体。
能溶于水的易燃液体，闪点随浓度的降低而增高。
油漆类液体的闪点取决于油漆中所含溶剂的闪点。
两种可燃液体混合物的闪点一般低于这两种液体闪点的平均值。
易燃气体：a）与空气的混合物按体积分类占13％或更少时可点燃的气体；b) 不论易燃下限如何，与空气混合，燃烧范围的体积分数至少为12％的气体。
非易燃无毒气体：在20℃压力不低于280 kPa条件下运输或以冷冻液体状态运输的气体（窒息性气体、氧化性气体、不属于其他项别的气体）易燃液体：在其闪点温度（其闭杯试验闪点不高于60.5℃，或其开杯试验闪点不高于65.6℃）时放出易燃蒸气的液体或液体混合物，或是在溶液或悬浮液中含有固体的液体。
氧化性物质：本身不一定可燃，但通常因放出氧或起氧化反应可能引起或促使其他物质燃烧的物质。
有机过氧化物：分子组成中含有过氧基的有机物质，该物质为热不稳定物质，可能发生放热的自加速分解。
该类物质还可能具有以下一种或数种性质：a) 可能发生爆炸性分解；b) 迅速燃烧；c) 对碰撞或摩擦敏感；d) 与其他物质起危险反应。
e) 损害眼睛毒性物质：经吞食、吸入或皮肤接触后可能造成死亡或严重受伤或健康损害的物质。
燃烧与爆炸理论及分析.
目录燃烧与爆炸理论及分析 (2)1. 引言 (2)2. 可燃物的种类及热特性 (2)2.1 可燃物的种类 (2)2.2可燃物的热特性 (3)3. 燃烧理论 (6)3.1 燃烧的条件 (6)3.2 着火形式 (6)3.3 着火理论 (7)3.4灭火分析 (14)4. 爆炸理论 (18)4.1 爆炸种类及影响 (18)4.2 化学爆炸的条件 (21)4.3 防控技术 (23)5. 结论 (24)1燃烧与爆炸理论及分析摘要：本文主要叙述了当前主要的燃烧及爆炸理论。
首先介绍了燃烧条件、着火形式以及具体的燃烧理论，然后对四种燃烧理论分别进行了灭火分析。
然后阐述了爆炸的种类、爆炸条件过程及防控技术。
最后对本文的内容作了总结，并且通过分析提出自己的观点。
关键词：燃烧理论；爆炸理论；防控技术。
1. 引言火灾是一种特殊形式的燃烧现象。
爆炸（化学）是一种快速的燃烧，为了科学合理地预防控制火灾及爆炸（化学），应当对燃烧的基本理论有一定的了解。
燃烧是可燃物与氧化剂之间发生的剧烈的化学反应，要使它们发生化学反应需要提供一定的外加能量，反应的结果则会放出大量的热能。
燃烧前后的物质与能量变化可以要据物质与能量守恒定律确定。
2. 可燃物的种类及热特性2.1 可燃物的种类可燃物是多种多样的。
按照形态，可分为气态、液态和固态可燃物，氢气(H2)、一氧化碳(CO)等为常见的可燃气体，汽油、酒精等为常见的可燃液体，煤、高分子聚合物等为常见的可燃固体。
可燃物之所以能够燃烧是因为它包含有一定的可燃元素。
主要是碳(C)、氢(H)、硫(S)、磷(P)等。
碳是大多数可燃物的主要可燃成分，它的多少基本上决定了可燃物发热量的大小。
碳的发热量为 3.35×107J/kg，氢的发热量为1.42×108J/kg，是碳的4 倍多。
了解可燃元素及由其构成的各类可燃化合物的燃烧特性可定量计算燃烧过程中的物质转换和能量转换。
有些元素发生燃烧后可以生成完全燃烧产物，也可生成不完全燃烧产物，不完全2燃烧产物还可进一步燃烧生成完全燃烧产物。
粉尘爆炸的机理及爆炸产生的直接原因
粉尘爆炸机理及爆炸直接原因（1）粉尘爆炸机理。
当吸附大量空气的粉尘被引燃而燃烧时，大量热量以热传导和热辐射的形式转移到周围悬浮的灰尘或刚刚吹起的灰尘中，使其受热继续燃烧，并持续不断地循环。
这种燃烧以及快的速度进行，温度越来越高，反应速度越来越快，局部压力也随之增高，使燃烧更加猛烈，，最后形成强烈的爆炸。
许多粉尘在氧化发热后，还会分解出易燃气体，这就更增加了粉尘爆炸的危险性。
（2）粉尘爆炸的条件。
粉尘爆炸主要有两种情况：1）粉尘与空气中的氧充分混合，达到一定的浓度。
粉尘爆炸的浓度也有上限和下限，如果浓度过低，粉尘微粒之间的距离过大、火焰很难从一个粒子传播到另一个粒子；如果浓度过高，超过了上限，氧气的含量不够，也不能迅速燃烧；都不会产生爆炸。
由于粉尘爆炸的上限都很高，在一般情况下很少出现，没有实际意义，因此，在考虑粉尘的爆炸极限时，主要依据其下限值。
2）火源。
即使粉尘积聚到爆炸浓度，如果没有火源或引燃粉尘的温度，也不会发生爆炸。
因为可燃粉尘的最小点火能量仅在毫焦耳水平，只要有微小的电火花或火星，就可能引发重大爆炸事故。
（3）引起粉尘爆炸的直接原因。
粉尘爆炸的直接原因是点火热源，除了一般的明火、电气设备的高温和电火花之外，还有以下几种：1）撞击产生的火花。
主要是螺帽、金属碎片、砂石等混杂在物料中，与机器撞击产生火星，引燃机器内的粉尘，传输到外部引起的粉尘爆炸。
面粉厂的爆炸事故，大都发生在磨粉机上，就是属于这种原因。
2）摩擦过热。
主要是轴承摩擦发热，加热时，使沉积在轴承箱上的灰尘自燃，进而引起粉尘爆炸。
3）静电放电。
粉尘与粉尘、粉尘与空气、灰尘和机器壁之间的摩擦，都会产生静电。
而静电积聚到一定的程度，就会产生火花放电，引起粉尘爆炸。
4）其他物质发生火灾、爆炸，引起粉尘爆炸。
有时，由于气体爆炸的冲击波，会有大量粉尘飞扬，在气体爆炸的火焰行将熄灭时，粉尘就接着爆炸。
许多煤矿里发生的煤尘爆炸，就是先由可燃气体（瓦斯）爆炸而引起的。
爆炸作用原理
爆炸：一种极为迅速的屋里或化学的能量释放。
爆炸三要素：放热性，迅速性，产生气体。
（物理，化学，核爆炸）炸药化学变化的形式：1.缓慢的化学变化，2.燃烧，3.爆轰气体的状态参量：P V T 物理性质：1.连续性，2.可压缩性，3.粘性，4.导热性。
爆炸破坏作用的直接原因：压力突变。
炸药：在外界因素的作用下可以引起高速化学反应并能升V恒大两气体产物和放出大量热量的物质。
炸药的特点：体积小，质量轻，制造和控制容易。
冲击：是抛射体（弹体）以一定的速度向被撞击物（靶板）进行撞击，在撞击瞬间能量进行急骤转化的现象。
冲击现象的特点：载荷强度高，作用时间短。
理想气体的状态方程：PV=nRT热力学第一定律：外界对系统所传递的热量，一部分使系统的内能增加，一部分用于系统对外界所做的功：Q=E2-E1+A对于单位质量的气体：dq=de+pdv定容比热：de=CvdT →e-e0=Cv（T-T0）取T0=0 有E=CvT单位质量理想气体的内能等于定容比热与绝对温度的乘积。
定压比热：dq=CvdT+d(pv)=vdp等压条件下dp=0 由pv=RT可得Cp=Cv+R理想气体的定压比热与定容之热之比，成为理想气体的绝热指数：γ=Cp/Cv →Cv=R/(γ-1) Cp=γR/（γ-1）单原子气体γ=1.67，双原子气体γ=1.4，多原子气体γ=1.33，对于理想气体γ=1.4 焓：H=E+pV h=e+pv →dh=dq+vdp等压过程：dp=0 →dh=CpdT →h-h0=Cp（T-T0）在绝对温度时h0=CpT0=0 有h=CpT熵：ds=CpdTT−Rdpp对于等熵过程：等熵要求：1、在整个过程中系统与外界没有任何热量交换，即整个过程是绝热的2、在整个过程中系统内部不容许由于其体分子的粘性摩擦或气体分子与容器壁的摩擦而产生热量。
热力学第三定律：当宏观体系的绝热温度为0K时，体系的熵为0热力学第二定律：在任何一种与外界无能量交换的隔离系统中所发生的过程若是一种可逆过程，则熵值始终保持不变，然而一旦发生了不可逆过程，系统的熵值将增大。
天然气燃烧反应机理与爆炸极限
4.0
75.9
2210
400
一氧化碳
C+0.5O2=CO2
2.38
0.5
1.0
—
1.88
2.88
12.5
74.2
2370
605
甲烷
CH4+2O2=CO2+2H2O
9.52
2.0
1.0
2.0
7.52
10.52
5.0
15.0
2043
540
乙炔
C2H2+2.5O2=2CO2+H2O
11.90
2.5
7.5
5.0
5.0
28.20
38.20
1.4
8.7
—
290
正戊烷
C5H12+8O2=5CO2+6H2O
38.08
8.0
5.0
6.0
30.08
41.08
1.4
8.3
—
260
苯
C6H6+7.5O2=6CO2+3H2O
35.70
7.5
6.0
3.0
28.20
37.20
1.2
8.0
2258
560
硫化氢
H2S+1.5O2=SO2+H2O
21.42
4.5
3.0பைடு நூலகம்
3.0
16.92
22.92
2.0
11.7
2224
460
丙烷
C3H8+5O2=3CO2+4H2O
23.80
5.0
3.0
4.0
燃烧与爆炸基本原理(共134张PPT)
炸的条件，从而引起二次爆炸。
化学反应失控—放热化学反应如硝化、磺化、氧化、氯化、聚合等失
控引起温度迅速升高、反应速度急剧加快、内压急剧上升。
1.2 爆炸的基本概念
按化学爆炸发生的场合，可分为3类
密闭空间内爆炸—介质燃烧爆炸发生在封闭空间内，如压力容器或管
燃烧的基本概念
➢氧气不足，燃料有剩余， y 。ym在in 这种条件下，只有部分C元
素被氧化为CO，无CO2生成，部分H元素被氧化为H2O，部分S 元素被氧化为SO2，剩余燃料气以气态分子形式存在，
C a H b O c S d y O 2 3 .7 7 y N 2a C O 2 b H 2 O 3 .7 7 y N 2d S O 2 (1 )C aH b O c S d 4 y
C5H12
基本燃烧速度/ m/s 0.40 0.47 0.46 0.45
0.46
气体 丙酮 丁酮 甲醇
氢
一氧化碳
分子式
C3H6O CH3COC2H5
CH3OH H2
CO
基本燃烧速度/ m/s 0.54 0.42 0.56 3.12
0.46
C6H14
0.46
二氧化碳
CS2
0.58
C2H4
0.80
苯
C6H6
燃烧的基本概念
1.1.6 理论火焰温度
火焰温度与燃烧条件有关，燃料特性、混合比、散热条件、约束 条件等都有重要影响。一般采用绝热燃烧温度来衡量燃烧特性。
如果燃烧反应所放出的热量未传到外界，而全部用来加热燃烧 产物，使其温度升高，则这种燃烧称为绝热燃烧。
在不计及离解作用的条件下，绝热燃烧时所能达到的温度最高， 这一温度称为理论燃烧火焰温度。
燃烧与爆炸理论及分析
燃烧与爆炸理论及分析燃烧和爆炸是化学反应中常见的现象。
燃烧是指物质与氧气发生化学反应，产生能量的过程。
爆炸是指燃烧过程中产生的能量迅速释放，并产生强大的冲击波和光亮现象。
燃烧和爆炸都是由氧气与可燃物质发生化学反应引起的，但爆炸的反应速度更快，产生的能量更大。
燃烧和爆炸的理论基础是燃烧化学和爆炸动力学。
燃烧化学研究燃烧过程中的物质转化和能量释放。
可燃物质一般是有机物，其化学反应可以分为三个阶段：引燃、燃烧和燃尽。
引燃是指可燃物质与氧气接触后产生点火源，并开始发生反应。
燃烧是指可燃物质与氧气发生反应，产生热和光。
燃尽是指可燃物质完全被氧气消耗，停止燃烧。
燃烧化学研究的重点是物质的热值、燃烧温度、燃烧产物和燃烧速率等参数。
爆炸动力学研究爆炸过程中的能量释放和冲击波的产生。
爆炸反应一般分为四个阶段：点火、反应、扩展和耗减。
点火是指爆炸剂与点火源接触后开始发生燃烧。
反应是指燃烧的爆炸产物放热，产生高温和高压。
扩展是指高温高压的爆炸产物迅速膨胀，产生冲击波和冲击力。
耗减是指爆炸产物消耗完毕，爆炸结束。
爆炸动力学研究的重点是爆炸的速度、压力和能量等参数。
燃烧和爆炸的分析是为了预防和控制火灾和爆炸事故，保护人民的生命财产安全。
燃烧和爆炸的危害主要表现在火势和冲击波两个方面。
火势可以引发火灾，破坏建筑和设备，威胁人员的安全。
冲击波可以引发爆炸事故，造成工厂、工地、交通运输等重大事故。
因此，燃烧和爆炸的分析需要研究燃烧材料的性质、火灾和爆炸的起因和传播机制，以及防火防爆的措施和应急处理方法。
在分析燃烧和爆炸过程中，需要考虑以下几个因素：燃烧材料的种类和性质。
不同的材料燃烧产生的热值和燃烧速率不同，对环境的影响也不同。
氧气的供应。
燃烧和爆炸都需要氧气作为氧化剂，如果缺氧则无法燃烧和爆炸。
点火源的存在。
燃烧和爆炸需要点火源引发反应，因此需要防止点火源的存在，避免引发事故。
环境的温度和压力。
燃烧和爆炸也受到环境的温度和压力的影响，高温和高压有利于燃烧和爆炸的发生。
燃烧、火灾、爆炸理论
火灾的级别 • 分为特别重大火灾、重大火灾、较大火灾和一般火 灾四个等级。 • 特别重大火灾：指造成30人以上死亡，或者100人以 上重伤，或者1亿元以上直接财产损失的火灾 • 重大火灾：指造成10人以上30人以下死亡，或者50 人以上100人以下重伤，或者5000万元以上1亿元以 下直接财产损失的火灾 • 较大火灾：指造成3人以上10人以下死亡，或者10人 以上50人以下重伤，或者1000万元以上5000万元以 下直接财产损失的火灾 • 一般火灾：指造成3人以下死亡，或者10人以下重伤， 或者1000万元以下直接财产损失的火灾。 （注：“以上”包括本数，“以下”不包括本数。）
S C2H6O CH4 (C6H10O5)n
氧化剂 • 帮助和支持可燃物燃烧的物质，即能与可 燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。 • 燃烧过程中的氧化剂主要是空气中游离的 氧，另外如氟、氯等也可以作为燃烧反应 的氧化剂。
O2
CL2
KMnO4
NaClO
氯的氧化性 • 有效氯就是指含氯化合物中所含有的氧化 态氯。化合价为0、+1、+3、+4、+5、+7 的氧化态氯，在氧化还原反应中都能释放 其氧化性而被还原成化合价为-1的还原态氯 【自然稳定态】，这一反应过程正好可被 人类所利用，比如用于漂白、消毒等，所 以这些氧化态氯就是能够发挥效用的氯， 顾名思义，称其为有效氯。 • 有效氯含量的实质就是指，单位质量的含 氯化合物中所含氧化态氯的氧化能力相当 于多少纯净氯的氧化能力
预防火灾的主要措施 • 从破坏燃烧条件入手： 1、控制可燃物：设备密闭、作业场所通风、杜绝跑 冒滴漏、泄漏可燃物及时清理、工作现场粉尘及时 清理、可燃气体检测。 2、控制氧化剂：制氮机、CO2日常保护、次氯酸钠的 合理添加 3、控制引火源：设备防雷防静电跨接、人员着装、 转动设备的检查维护、电气设备的安装与维护、工 具、作业 4、控制链式反应：阻火器
第二章 燃烧与爆炸
可燃气体与空气混合气的火焰传播速度， m／s（管径25.4mm）
气体名称 最大火焰 可燃气体在空气 传播速度 中的含量/％ 气体名称 最大火焰 可燃气体在空 传播速度 气中的含量/％
氢 一氧化碳 甲烷 乙烷 丙烷
4.83 1.25 0.67 0.85 0.82
38.5 45 9.8 6.5 4.6
乙炔和氯气的反应：C2H2+Cl2 还原剂
2HCl+2C
2）自燃点的测定及其影响因素
阅读教材26页
影响自燃点的因素 ：压力、浓度、催化剂、化学结构等
反应当量浓度时，自燃点最低；
压力越高，自燃点越低；
容器的影响：形状、大小、材质等； 添加剂的影响：活性催化剂使自燃点降低，钝化催化剂使
自燃点升高； 固体物质的粉碎程度：分散度越细，其自燃点越低； 氧气（或其他 助燃气体）的浓度。
加热
加热
所以闭杯法闪点测定值一般 哪个闪点更低一些？ 要比开杯法低几度。 影响闪点测定的因素？
闪点的测定
影响闪点测定的因素？
点火源的大小及与液面的距离 加热速率 适用的均匀程度 试样的纯度 测试容器 大气压力
阅读教材 23页内容
闪点的意义——物质的火灾危险性分类P88-90
闪点是物质在储存、运输和使用过程中的安全性指标，也是 其挥发性指标。 闪点越低，越容易挥发，物质的火灾危险性越大，安全性差。
几种油品的闪点和自燃点
几种物质的闪点：乙醚-45℃，苯-11℃，丙酮-10℃，乙醇12℃，醋酸38 ℃
在缺少闪点数据的情况下，也可以用燃点来表征物质的火险。
3、自燃和自燃点——物质的火灾危险性分类P88-90
自燃
可燃物质在在助燃气体中，在外界无明火直接作用的条件 下，由于受热或自行发热，引燃并持续燃烧的现象。
a2燃烧爆炸过程
2013年12月18日
第一章 绪论
3/52
燃烧的本质和特征
本质：燃烧是一种自 由基的连锁反应，并由 此提出了燃烧四面体学 说。 燃烧反应具有三个特征： 是一个剧烈的氧化还原反应 放出大量的热 发出光
燃烧四面体学说指出，燃烧除了具备上述三要素外，还必须使 连锁反应不受抑制，即自由基反应能继续下去，这是燃烧的第 四个要素，并由此奠定了某些灭火技术的理论基础。
2013年12月18日
第一章 绪论
7/52
固
液
气
熔化蒸发分解
蒸发
氧化分解
着火
燃烧
2013年12月18日
第一章 绪论
8/52
物质燃烧过程的温度变化如图示。 T ' T初:可燃物质开始加热的温度。初 T自 始阶段，加热的大部分热量用于可 燃物质的熔化或分解，温度上升比 较缓慢。 到达T氧，可燃物质开始氧化。由 于温度较低，氧化速度不快，氧化 产生的热量尚不足以抵消向外界的 散热。此时若停止加热，尚不会引 T自 起燃烧。 T初 T氧 如继续加热，温度上升很快，到 达T自，即使停止加热，温度仍自行 升高，到达T自‘就着火燃烧起来。 这里， T自是理论上的自燃点，T自 ‘是开始出现火焰的温度，为实际 测得的自燃点。T燃为物质的燃烧温 度。 T自到T自‘何的时间间隔称为 燃烧诱导期，在安全上有一定实际 意义。
2013年12月18日
第一章 绪论
10/52
化工生产中部分需要引起重视的自燃现象:
化工生产中有硫化氢存在时,生成硫化亚铁的机会比较多,化 工生产中硫化铁类的自燃,要引起重视 要注意接触空气而自行燃烧的物质,这类物质自燃点很低, 如:黄磷(密闭在水中),磷化氢等 要注意碱金属,磷化钙\硼氢化物\某些金属硅化物遇水会 产生氢气或氢化硅,导致自行燃烧 要注意氧化剂不可与有机物混合一起,否则因反应放热, 引起有机物自行燃烧,乙炔\氢气\甲烷等与氯,在光能下能 剧烈燃烧,并析出游离碳
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。
危险货物的定义和特性
危险货物的定义和特性1、定义危险货物是指具备燃烧、爆炸、毒害、腐蚀、放射等性质，在运输、装卸、贮存过程当中，容易造成人身伤亡、财产损毁以及对环境造成危害而需要特别防护的物品。
比如汽油具备燃烧、爆炸危险性，硫酸具备腐蚀危险性，燃料油虽然不具备燃烧、爆炸危险性，但它具备污染危害性。
2、危险货物的危险特性（1）危险货物的燃烧、爆炸特性燃烧通常是指物质与氧气发生剧烈作用发出火光，放出热量的过程。
燃烧必须具备三要素，即可燃物、助燃物（通常指氧气）和热能。
从燃烧反应的机理看，固体和液体的燃烧大多是它们受热后分解或挥发出来的气体或蒸气的燃烧。
爆炸是指有些物质得到足够的能量即快速分解，生成大量高温高压的气体，快速膨胀做功，并伴有声、光效应。
爆炸是一种特殊形式的燃烧。
形成爆炸的要素是：能释放大量的热；能产生大量的气体；高速进行并瞬时完成。
（2）危险货物的毒害性毒害品包括：有毒物质--吞咽、吸入或皮肤接触能造成人体健康损害、严重伤害，甚至死亡的物质；感染性物质--与之接触会使人和动物引起感染疾病的病原体。
有毒物质引起中毒的途径包括消化道、呼吸道或皮肤。
利用动物致毒试验，即可获得各种有毒物质的半数致死量（LD50）或半数致死浓度(LC50)，我们可根据LD5O或LC50来判断有毒物质的毒性大小。
值得注意的是，危险货物的毒害性不单单是通过第六类毒害品反映出来的，某些其它类别危险货物也具备毒害性。
例如：第八类的硫化铵、无水肼。
在《国际危规》中这些物质有的作了副危险标识，还有些甚至没有作副危险标识。
（3）危险货物的放射危害有些元素以及它们的化合物能从它的原子核内部自行放出穿透力很强，而人们的感觉器官不能及时察觉的射线。
具备这种放射特性的物质称为放射性物质。
放射性物质所放出的射线主要是三种，即α射线、β射线和r射线。
各种不同的放射性物质可能放出其中一种、两种、甚至三种射线。
当原子核裂变时，产生中子流，这也是一种放射线。
放射性物质对人体的伤害主要是通过两种途径，其第一个是射线的带电粒子对人体各小组织、器官直接的电离作用；其二则是射线的辐射作用。
爆炸性物质的燃烧与爆炸
爆炸性物质的燃烧与爆炸爆炸性物质是指在特定条件下，能够发生爆炸反应的一类物质。
它们能够在燃烧或爆炸时迅速释放大量热能和气体，造成极大的破坏和危害。
在日常生活中，爆炸性物质常见于燃料和炸药等领域，如汽油、火药、炸药等，它们的燃烧与爆炸对人类和环境都有着极大的影响。
本文将探讨爆炸性物质的燃烧与爆炸机理、防范措施及其对环境和人类的影响。
一、爆炸性物质的燃烧机理爆炸性物质的燃烧是指在一定的条件下，物质与氧气发生反应并燃烧，产生大量的热能和气体，构成火焰、烟雾、灰烬等现象。
燃烧反应的基本方程式是：燃料 + 氧气→ 二氧化碳 + 水 + 热能其中，燃料一般是指含有碳和氢的有机物质，如石油、天然气、木材、煤炭等。
在与氧气发生燃烧时，会释放大量的热能和二氧化碳、水等气体。
爆炸性物质的燃烧和普通物质的燃烧有所不同。
普通物质的燃烧通常是缓慢的，能够自行进行；而爆炸性物质的燃烧则是非常快速和猛烈的，通常需要外部的热源或刺激（如撞击、摩擦等）。
这种快速的燃烧过程就是爆炸。
爆炸反应的机理是爆炸性物质在适当的条件下（如温度、压力等），发生连锁反应，燃烧产生大量热能和气体，形成一个火焰前缘、氧化前缘和爆轰波等三部分。
其中，火焰前缘是指燃烧区域内的燃烧产物，氧化前缘是指燃烧区域外的未燃料。
爆轰波是指燃烧区域内的气体压力急剧升高所形成的压力波，可以破坏周围物体和结构。
二、爆炸性物质的防范措施爆炸性物质具有高度危险性和不可控性，因此必须采取一系列的防范措施。
以下是一些常见的防范措施：1.严格管理：爆炸性物质必须进行严格的管理和控制，如加密存储、防火防爆措施、安全堆放等。
2.提高安全意识：对于从事爆炸性物质生产、运输、使用等工作的人员，必须进行安全教育和培训，提高其安全意识和应对能力。
3.安全设施装备：必须配备相关的安全设施和装备，如防爆夹具、避雷器、灭火器等。
4.安全通道和逃生通道：必须规划和建立合理的安全通道和逃生通道，以方便人员在紧急情况下的避难和逃生。
事故预防方法—火灾、爆炸事故的预防
事故预防方法—火灾、爆炸事故的预防物质燃烧、爆炸过程中会释放出物质内部潜藏的能量，这些能量通常是人们生产、生活所需能量的主要来源。
但是，当人们对燃烧爆炸失去控制，就要酿成灾害，造成火灾或爆炸事故。
所以，防止火灾、爆炸事故必须控制燃烧、爆炸发生的条件，1.(1)燃烧反应在本质上属于氧化—还原反应，参加反应的物质必须包含有氧化剂和还原剂，也就是通常所说的助燃物和可燃物。
助燃物主要是氧、氟、氯、一些含氧酸及其盐也可作助燃物(如HNO3、NHNO3、KCO3)。
许多金属(如铁、铝、镁等)和非金属单质(如氢、碳、硫等)可作可燃物，有机化合物(如甲烷、汽油、合成高分子材料等)几乎都是可燃物。
要使可燃物和助燃物发生化学反应，还必须具有点火能源，明火、电火花、摩擦和撞击火花、静电火花、化学反应热、高温表面、雷电火花、光和射线、压缩升温等均可作为点火能源。
综上所述，可燃物、助燃物和点火能源是燃烧得以发生的3个必要条件，也就是通常说的燃烧三要素。
但是，有时即使上述3个要素都具备，燃烧也并不一定发(2)①燃烧过程?大多数可燃物质的燃烧是在蒸气或气态下进行的。
由于可燃物质的聚集状态不同，其受热所发生的燃烧过程也不同。
气体最容易燃烧，其燃烧所需的热量只用于本身的氧化分解，并使其达到自燃点而燃烧。
液体在热源作用下，首先蒸发成蒸气，然后蒸气被氧化、分解，然后在气相中着火燃烧。
固体的燃烧，如果呈硫、磷、萘等单质，它们首先受热熔化或升华，然后蒸发生蒸气，氧化分解后着火燃烧。
如果是复杂的化合物，在受热时首先分解，然后气态产物和液态产物的蒸气发生氧化后着火燃烧。
燃烧时放出的热量又会使可燃物继续溶化，分解、蒸发、氧化、着火、燃烧，只有助燃物源源不断地供给，燃烧就一直进行到燃物烧完为止。
各种状态可燃物质的燃烧过程如图20—8所示。
②燃烧形式?可燃物质由于其聚集状态有气态、液体和固态，它们在空气中燃烧时，一般有5种燃烧形式：a20—9所示。
燃烧与爆炸考点
燃烧与爆炸考点燃烧与化学爆炸的关系：一、共同点：都需具备可燃物、氧化剂和火源这三种基本因素。
二、区分：主要区分在于氧化反应速度不同。
三、联系：两者可随条件而转化。
同一物质在一种条件下可以燃烧，在另一种条件下可以爆炸。
例如，煤块只能缓慢地燃烧，假如将它磨成煤粉，再与空气混合后就可能爆炸，有些是先爆炸后着火，例如油罐、电石库或乙炔发生器爆炸之后，接着往往是一场大火；在某些状况下会是先火灾而后爆炸。
易燃易爆危急性物质的种类：1、爆炸品；2、压缩气体和液化气体；3、易燃液体；4、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品；5、氧化剂和有机过氧化物；6、毒害品和感染性物品；7、放射性物品；8、腐蚀品（酸、碱等）；9、杂类。
1. 火灾的分类及其预防、限制、灭火措施？答：火灾的分类：依据物质燃烧的特征分：A类火灾：指固体物质火灾B类火灾：液体火灾和可熔化的固体物质火灾。
C类火灾：指气体火灾D类火灾：指金属火灾E类火灾:电器火灾预防措施：平安第一，预防为主。
把有起火危急性的物质以及具有点火能量的着火源，有效地、恰当地进行管理。
把重点首先放在发，火的预防上。
居安思危、应急预案，消防、训练培训，消防器材（含水源）、灭火措施等限制措施：1、防止可燃物的积累2、使建筑物、设备成为非燃烧或难燃烧体3、设置防火墙、防火门、防油堤、防液堤等4、留出空地：比如隔火通道、消防通道5、将危急物设施埋在地下：如汽油罐、液化气罐等灭火措施：（1）对气体火灾：一面马上关闭管道的阀门，一面对四周的可燃物喷射冷却水，使其冷却并使气体逸散开，防止火灾扩大，初期火焰小时，可用干粉灭火器（2）油品火灾：灭火可采纳喷撒干粉、喷射二氧化碳或泡沫灭火剂，用沙土填压等。
（3）固体可燃物火灾：最好采纳喷射大量水的方法进行灭火（4）电器（气）火灾：在通电状况下，要采纳干粉、二氧化碳或氯溴甲烷等灭火剂进行灭火；断电状况用水或泡沫灭火剂进行灭火（5）金属火灾：要采纳干燥的砂子和蛭石等进行灭火；在金属火焰上喷水，则有可能发生爆炸的危急（6）空气中含氧量过甚时导致的火灾：隔绝空气，切断氧气源（7）森林火灾：专业性强，另述；同建筑物火灾10.着火源的种类？举例说明。
爆炸反应的机理与规律
爆炸反应的机理与规律爆炸是一种瞬间产生大量的能量，导致设施破坏和火灾的突发事件。
爆炸反应具有高度的复杂性和不确定性，其机理和规律是研究者长期关注的问题。
本文将介绍爆炸反应的机理及其规律，并探讨如何防止爆炸事故的发生。
一、爆炸反应的机理爆炸反应的机理包括：化学反应的热力学和动力学过程、爆炸波的传播机制、粒子在气体中的运动和扩散、压力波的形成和传递等多个方面。
在化学反应方面，爆炸通常发生在氧化还原反应中。
这是因为氧化还原反应涉及到电子转移和物质的氧化或还原，能够释放大量的热和气体。
爆炸的发生需要一定的能量或者温度的引发，这种引发过程被称为点火。
点火条件包括：燃料、氧气和所需要的能量。
当这三个条件达到一定的值时，热反应就会自发地进行，消耗更多的燃料，释放出大量的热和气体，形成火焰和爆炸波。
另外，爆炸波的传播机制和压力波的形成也是爆炸反应机制的重要部分。
爆炸波是高压气体和气体波导的传播，它因为随着所在气体的密度变化，并且伴随着压力的减小。
压力波是爆炸波的传导导致，是通过气体的传导作用传递的一种气压变化，它的形成具有些微区别于爆炸波的形成。
在爆炸波通过气体时，它会将气体整体加热并改变其压力，从而形成压力波。
二、爆炸反应的规律爆炸反应具有很多规律，其中最常见的三条规律是：1. 爆炸反应速度与温度和压力有关：当环境温度和压力越高，爆炸反应速度越快。
2. 爆炸反应产生的热量和爆炸波的传播速度与爆炸物的化学组成和含氧量有关：氧化能力越强、氢燃料比例越高的物质，其燃烧速率越快，爆炸产生的热和压力也越大。
3. 爆炸反应会形成穿透力、冲击力和燃烧产物等三种危害：穿透力是指爆炸物破坏周围结构的能力，冲击力是指爆炸波的压力波作用于结构的能力，燃烧产物是指爆炸后产生的有毒气体和烟雾等。
爆炸反应规律的研究是为了更好地预防和范围控制爆炸事故。
通常的爆炸反应控制方法包括：提高温度和压力的阈值，降低氧化物的含量，调整气体和液体的混合方式，设立管道、阀门和隔离区域等。
火灾爆炸事故机理(二)
二、爆炸(一)爆炸及其分类广义地讲，爆炸是物质系统的一种极为迅速的物理的或化学的能量释放或转化过程，是系统蕴藏的或瞬间形成的大量能量在有限的体积和极短的时间内，骤然释放或转化的现象。
在这种释放和转化的过程中，系统的能量将转化为机械功以及光和热的辐射等。
一般说来，爆炸现象具有以下特征：·爆炸过程高速进行；·爆炸点附近压力急剧升高，多数爆炸伴有温度升高；·发出或大或小的响声；·周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏。
爆炸最主要的特征是爆炸点及其周围压力急剧升高。
爆炸可以由不同的原因引起，但不管是何种原因引起的爆炸，归根结底必须有一定的能量。
按照能量的来源，爆炸可分为三类：物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。
按照爆炸反应相的不同，爆炸可分为以下3类。
1．气相爆炸包括可燃性气体和助燃性气体混合物的爆炸；气体的分解爆炸；液体被喷成雾状物在剧烈燃烧时引起的爆炸，称喷雾爆炸；飞扬悬浮于空气中的可燃粉尘引起的爆炸等。
2．液相爆炸包括聚合爆炸、蒸发爆炸以及由不同液体混合所引起的爆炸。
例如硝酸和油脂，液氧和煤粉等混合时引起的爆炸；熔融的矿渣与水接触或钢水包与水接触时，由于过热发生快速蒸发引起的蒸汽爆炸等。
液相爆炸举例见表4--2。
3．固相爆炸类别爆炸机理举例混合气体爆炸可燃性气体和助燃气体以适当的浓度混合，由于燃烧波或爆炸的传播而引起的爆炸空气和氢气、丙烷、乙醚等混合气的爆炸气体的分解爆炸单一气体由于分解反应产生大量的反应热引起的爆炸乙炔、乙烯、氯乙烯等在分解时引起的爆炸包括爆炸性化合物及其他爆炸性物质的爆炸(如乙炔铜的爆炸)；导线因电流过载，由于过热，金属迅速气化而引起的爆炸等。
固相爆炸举例见表4--2。
爆炸过程表现为两个阶段：在第一阶段中，物质的(或系统的)潜在能以一定的方式转化为强烈的压缩能；第二阶段，压缩物质急剧膨胀，对外做功，从而引起周围介质的变化和破坏。
不管由何种能源引起的爆炸，它们都同时具备两个特征，即能源具有极大的密度和极大的能量释放速度。
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2.2 燃烧机理
• 2.2.1 燃气燃烧的连锁反应 • 在燃烧反应中，气体分子间互相作用，往往不是
两个分子直接反应生成 最后产物，而是活性分子 自由基与分子间的作用。 • 活性分子自由基与另一个分子作用产生新的自由 基，新自由基又迅速参加反应，如此延续下去形 成一系列连锁反应。 • 连锁反应通常分为直链反应和支链反应两种类型。
剧烈的氧化还原反应 放出大量的热 发出光
• 以上三个要点同时成立的才为燃烧。如，氢在氯 中燃烧。金属和酸反应非燃烧，灯泡中的灯丝非 燃烧。
2.1.2 燃烧条件
• 燃烧三要素：
有可燃物的存在； 有助燃物的存在； 有能导致着火的能源。
• 需要说明的是，具备以上三要素并不一定引起燃 烧，如可燃物与助燃物的比例（浓度）、点火源 的强度（温度）等。
• 测定闪点的影响因素: P23 • 点火源大小与离液面的距离、加热速度、试样的
均匀程度、试样纯度、测试容器、大气压力等。
• (3)自燃和自燃点 • 在无外界火源的条件下，物质自行引发的燃烧称为自燃。自燃
的最低温 度称为自燃点。
• 物质自燃有受热自燃和自热自燃两种类型。
• ①受热自燃。可燃物质在外部热源作用下温度升高，达到其自 燃点而自行燃烧称之为受热自燃。受热自燃的两个条件为：有 外部热源和有热量蓄积的条件。
• 燃烧理论用连锁反应解释物质燃烧的本质, 认为燃 烧是一种自由基的连锁反应,提出燃烧四面体学说。
• 连锁反应不爱限制，自由基反应才能继续。这是 燃烧的第四要素，是某些灭火技术理论的基础。
2.1.3 燃烧过程和燃烧形式
• 可燃物质和助燃物质存在的相态、混合程度和燃 烧过程不尽相同，燃烧形式多种多样。
2.3 燃烧速度
• 2.3.1 可燃气体的燃烧速度
• 气体燃烧速度：单位时间内燃烧表面的火焰沿垂直于表面 的方向向未燃烧部分传播的距离，m/s。
• 燃气的燃烧速度用火焰传播速度来衡量。
• 管道中气体的燃烧速率与管径有关。当管径小于某个小的 量值时，火焰在管中不传播（阻火器原理）。火焰传播速 率随管径的增加而增加；但当管径增加到某个量值时，火 焰传播速率便不再增加，此时即为最大燃烧速率。
• 1)均相燃烧和非均相燃烧
均相燃烧是指可燃物质和助燃物质间的燃烧反应在同 一相中进行，如氢气在氧气中的燃烧，煤气在空气中 的燃烧。
非均相燃烧是指可燃物质和助燃物质并非同相，如 石油(液相)、木材(固相)在空气(气相)中的燃烧。
非均相燃烧比较复杂，需要考虑可燃液体或固体的加 热，以及由此产生的相变化。
• 2.1.5 氧指数
• 氧指数又叫临界氧浓度或极限氧浓度, 是用来对 固体材料可燃性进行评价和分类的一个特性指标.
• 能维持物质有陷燃烧的最低氧气浓度,称为氧指 数.
• 氧指数高的材料不易着火, 阻燃性好。
• 2.1.6 最小点火能量
• 处于爆炸范围内的可燃气体混合物中产生电火花， 从而引起着火所必须的最小能量称为最小点火能。
蒸发燃烧：可燃液体蒸发出的可燃蒸气的燃烧。 通常液体本身并不燃烧，只是由液体蒸发出的蒸 气进行燃烧。
分解燃烧：固体或不挥发性液体经热分解产生的 可燃气体的燃烧。如木材和煤大都是由热分解产 生的可燃气体进行燃烧。
可燃固体和液体的蒸发燃烧和分解燃烧，均有火 焰产生，属火焰型燃烧。
表面燃烧：当可燃固体燃烧至分解不出可燃气体 时，便没有火焰，燃烧继续在所剩固体的表面进 行的燃烧。金属燃烧即属表面燃烧，无气化过程， 无需吸收蒸发热，燃烧温度较高。
• (2)点燃和着火点 • 可燃物质在空气充足的条件下，达到一定温度与
火源接触即行着火，移去火源后仍能持续燃烧， 这种现象称为点燃。点燃的最低温度称为着火点。
• 可燃液体的着火点约高于其闪点5-20℃。但闪点 在l00℃以下时，二者往往相同。在没有闪点数 据的情况下，也可以用着火点表征物质的火险。
T
• 物质燃烧过程的温度变化历程
T自' T燃ห้องสมุดไป่ตู้
T初为可燃物质开始加热的温度。初 始阶段，加热的热量用于可燃物质的
熔化或分解，温度上升较缓慢。
到达T氧，可燃物质开始氧化。由于 温度较低，氧化速度不快，氧化产生
T自 T初 T氧
的热量尚不足以抵消向外界的散热。
此时若停止加热，尚不会引起燃烧。
继续加热，到达T自，即使停止加热，温度仍自行升高。T自 是理论上的自燃点，T自′是开始出现火焰的温度，为实际测得 的自燃点。T燃为物质的燃烧温度。 T自到T自′的时间间隔称为燃 烧诱导期（着火延滞期）。
• 2)混合燃烧和扩散燃烧
混合燃烧：可燃气体与助燃气体预先混合而 后进行的燃烧。速度快、温度高，一般爆炸反 应属于这种形式
扩散燃烧：可燃气体由容器或管道中喷出， 与周围的空气(或氧气)互相接触扩散而产生的 燃烧。在扩散燃烧中，由于与可燃气体接触的 氧气量偏低，通常会产生不完全燃烧的炭黑。
• 3)蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧
第 2 章 燃烧与爆炸
2.1 燃烧及其特性 2.2 燃烧机理 2.3 燃烧速度 2.4 爆炸及其类特性
2.1 燃烧及其特性
• 2.1.1 燃烧概述
燃烧是一种同时有光和热发生的剧烈的氧化还原反应。 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。所以，氧化反应并不限于同氧的反应。
• 燃烧的判断：
• 诱导期与自燃点的关系
2.1.4 燃烧种类
• 如果按照燃烧起因，燃烧分为闪燃、点燃和自燃三种类 型。闪点、着火点和自燃点分别是上述三种燃烧类型的 特征参数。
• (1)闪燃和闪点 • 可燃液体表而的蒸气与空气形成的混合气体与火源接近
时会发生瞬间燃烧，出现瞬间火苗或闪光的现象称为闪 燃。闪燃的最低温度称为闪点。可燃液体的温度高于其 闪点时，随时都有被火点燃的危险。 • 闪点这个概念主要适用于可燃液体，某些可燃固体，如 樟脑和萘等，也能蒸发或升华为蒸气，因此也有闪点。
• ②自热自燃。可燃物质在无外部热源的影响下，其内部发生物 理、化学或生化变化而产生热量，并不断积累使物质温度上升， 达到其自燃点而燃烧，称为自热燃烧。
• 自热自燃的三个条件：比较容易产生反应热的物质（如氧化热, 发酵热等）、具有比较大的比表面积和良好的绝热保温性、产 生的热量大于向环境散发的热量。