第二章 燃烧的过程和分类
大气污染控制工程第二章1-2
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
（3）时间条件
时间条件即燃料在燃烧室中的停留时间。燃料 在高温区的停留时间应超过燃料燃烧所需要的时间。
（4）燃料与空气的混合程度
一般取决于空气的湍流度。若混合不充分， 部分燃料在富燃条件下燃烧，将产生较多未燃尽物 质。
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
完全燃烧需要的条件
2.1.1 固体燃料的燃烧
煤的燃烧 在燃烧器中，煤主要以煤粉或块状固体形式燃 烧。 a.煤粉燃烧 煤粉的燃烧受到两种形式的控制：同相燃烧和 异相燃烧
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
同相燃烧
燃料中挥发性组分首先被蒸 馏，与空气扩散混合，达到着火 点后迅速燃烧，称为同相燃烧。
异相燃烧
煤粉挥发后残留的固定 碳与空气反应，以固态燃 烧，称为异相燃烧。
图4 煤的同相燃烧
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
b.煤块燃烧
煤块燃烧则是将块状固体置于炉栅上或随炉栅 移动而燃烧。右图是上部加煤的层燃炉结构示意图。
图6 煤块的燃烧
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
2.1.2液体燃料和气体燃料的燃烧
a.液体燃料的燃烧
燃料油的燃烧过程包括： 燃料油的雾化、油雾粒子中可燃物的蒸发与扩散， 以及可燃物与空气的混合燃烧，燃烧状态受蒸发过程 控制。
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
b.气体燃料的燃烧
燃烧过程包括气体燃料与空气的混合、可燃 气的加热与着火、燃烧反应三个阶段。燃烧状态 受空气的扩散和混合过程控制。
大气污染控制工程
第二章 燃烧与大气污染
小结：
1.煤的挥发分以气态燃烧，称为固相燃烧； 2.煤中的固定碳以固态燃烧，称为异相燃烧； 3.煤的燃烧速率取决于氧气向表面的扩散速率； 4.液体燃料以气态形式燃烧，燃烧过程受蒸发 过程控制 5.气体燃料最易燃烧，燃烧过程受空气的扩散 和混合控制
燃烧理论 第二章燃烧与热化学
伴有化学反应的热交换。 放热反应Exothermic: Heat flows out of the system (to the surroundings). 吸热反应Endothermic: Heat flows into the system (from the surroundings).
解 已知: =0.286, MWair=28.85,
mair=15.9 kg/s, MWfuel=1.16(12.01)+4.32(1.008)=18.286 求: mfuel and (A/F)
先求 (A/F) 然后求 mfuel .按定义：
其中 a=x+y/4=1.16+4.32/4=2.24. 有,
V=mv;U=mu;H=mh 状态函数
只与系统当时的状态有关，与如何达到这个状态无关Depends only on the present state of the system - not how it arrived there.
与路径无关It is independent of pathway. 状态方程
定压比热Constant-pressure specific heats 对于理想气体状态下：
温度与热
• 温度 表示颗粒的随机运动，与系统的动能有关
• 热 包括两个有温度差的物体之间的能量传递
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
组分 i的摩尔分数,xi
理想气体混合物
组分 i的质量分数, Yi
对于理想气体:
根据定义有 xi 和 Yi的关系 混合物分子量 MWmix 第 i组分的分压Pi
MWair=28.85. 求 : (A/F)和 . 先假定完全燃烧条件下，建立完全燃烧方程来获得空燃比，所谓的完全燃烧是指所有的碳全部
第二章燃烧基础知识
燃烧三角形
11
燃烧图示
12
3、燃烧的充分条件
具备了燃烧的必要条件，并不意味 着燃烧必然发生。
在各种必要条件中，还应有“量” 的要求，这就是发生燃烧或持续燃烧的 充分条件。
×
C、核爆炸 由于原子核裂变或聚变反
应释放出核能所形成的爆炸 称为核 爆炸。
为了便于和普通炸药比较，
核爆炸的威力，即爆炸释放 的能量，用释放相当能量的 TNT炸药的重量表示，称为 TNT当量。
核反应释放的能量能使反应区 （又称活性区）介质温度升高到 数千万开，压强增到几十亿大气 压(1大气压等于101325帕),成为 高温高压等离子体。反应区产生 的高温高压等离子体辐射X射线， 同时向外迅猛膨胀并压缩弹体， 使整个弹体也变成高温高压等离 子体并向外迅猛膨胀，发出光辐 射，接着形成冲击波 （即激波） 向远处传播 。 （广岛、切尔诺贝利）
燃烧的充分条件
（2）一定的氧气（氧化剂）含量 各种不同的可燃物发生燃烧，均有本身固定
的最低氧含量要求，低于这一浓度，燃烧就不会 发生。 如：汽油燃烧的最低氧含量要求为14.4%，煤油 为15%，乙醚为12%。
燃烧的充分条件
（3）一定的点火能量
各种不同可燃物发生燃烧，均有本身固 定的最小点火能量要求，低于这一能量，燃 烧便不会发生。不同可燃物质燃烧所需的最 小点火能量各不相同。 如：在化学计量浓度下，汽油的最小点火能 量为0.2ｍJ，乙醚（5.1％）为0.19ｍJ，甲醇 (2.24％)为0.215mJ（毫焦）。
燃烧的充分条件
（1）一定的可燃物浓度
第二章 燃烧与火灾基本知识
31
Company
Logo
五、粉尘爆炸 凡颗粒极其微小，遇点火源能够发生燃烧 或爆炸的固体物质称为可燃粉尘。其中游浮在 空气中的粉尘称为悬浮粉尘，其具有爆炸危险 性；堆积在物体表面上的称为沉积粉尘，其具 有火灾危险性。 粉尘爆炸的危害性：具有极强的破坏性、 容易产生二次爆炸、能产生有毒气体。
32
Company
Company
Logo
2008年2月27日4时许，广东省深圳市南山区龙飞再 生物资回收公司废品收购站仓库发生火灾事故，造成15人 死亡，3人受伤。火灾原因系龙飞再生物资回收有限公司 在生产过程中电路超负荷运转，导致电线短路引发大火。
5
Company
Logo
2008年9月20日23时许，深圳龙岗舞王俱乐部发生特大 火灾，造成43人死亡，88人受伤。
20
Company
Logo
4、相互作用 燃烧不仅必须具备必要条件和充分条件， 而且还必须使燃烧条件相互结合、相互作用 燃烧才会发生或持续。否则，燃烧也不能发 生。Leabharlann 21Company
Logo
第二节
燃烧类型
燃烧按可燃物质着火方式分，主要有着火、 自燃、闪燃、爆炸和轰然五种类型。
22
Company
Logo
3
Company
Logo
浙江温州一个星期内连续发生三起较大火灾，造成17人死亡，引起相关媒体的 高度关注。
2007年12月3日，温州市鹿城区宽心老人公寓因老人使用打火机不当引燃可燃物
发生火灾，造成7人死亡。 12月5日，温州瑞安市飞云镇一民房因遗留火种引发火
灾，造成5人死亡。12月8日，温州市龙湾区沙城镇一民用出租房发生火灾，造成5人 死亡。 温州火灾频发，引起《新华网》等众多媒体的高度关注。 4
第二章 燃烧与大气污染
按获得方法分 按物态分 固体燃料 液体燃料 气体燃料 天然燃料 木柴、煤、油页岩 木柴、 石油 天然气 人工燃料 木炭、焦炭、煤粉等 木炭、焦炭、 汽油、煤油、柴油、 汽油、煤油、柴油、 重油 高炉煤气、 高炉煤气、发生炉煤 气、焦炉煤气
第二章 燃烧与大气污染
本章主要内容
主要的大气污染物：烟尘、NOx和 主要的大气污染物：烟尘、NOx和 SO2源于燃料燃烧 燃料燃烧过程的基本原理； 燃料燃烧过程的基本原理； 污染物的生成机理； 污染物的生成机理； 如何控制燃烧过程， 如何控制燃烧过程，以便减少污染物 的排放量。 的排放量。
第一节 燃料的性质
mf m a 114 114 = = 12.5(32 + 3.78 × 28) 1723 = 0.0662 s
气体组成通常以摩尔百分比表示，它不随气体温度和压力变化。 气体组成通常以摩尔百分比表示，它不随气体温度和压力变化。 燃烧产物的总摩尔数为8 47.25＝64.25，因此烟气组成为： 燃烧产物的总摩尔数为8＋9＋47.25＝64.25，因此烟气组成为：
３、煤的元素分析
用化学分析的方法测定去掉外部水分的煤中主要组分 硫和氧的含量 的含量。 碳、氢、氮、硫和氧的含量。 碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO 碳和氢：通过燃烧后分析尾气中CO2和H2O的生成量测定 在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收， 氮：在催化剂作用下使煤中的氮转化为氨，碱液吸收， 滴定 与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应， 硫：与氧化镁和无水硫酸钠混合物反应，S 定 SO42-，滴
燃料燃烧、空气量、烟气量计算
元素 C
重量（g） 摩尔数（mol） 需氧量（mol）
855
71.25
71.25
H
113
56.5
28.25
S
10
0.31
0.31
O
20
0.625
—
N2
2
—
—
燃烧1kg重油所需要的氧气量为： 71.25 + 28.25 + 0.31 － 0.625 =99.185 （mol/kg）
则理论空气量Va0 =（3.78+1）×99.185×22.4/1000 = 10.62 （m3/kg）
气量和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）。
解：
元素
重量（g） 摩尔数（mol）需氧量（mol）
C
657
54.75
54.75
S
17
0.53
0.53
H
3216Leabharlann 8H2O90
5
0
O
23
0.72
-0.72
污染物排放量的计算
①理论空气量
Va 0
(54.75
0.53
8 0.72) 1000
4.76 22.4
所以实际烟气体积Vfg=V0fg + V0a(α-1) = 11.01+10.47×（1.2-1）= 13.10 m3N/kg
污染物排放量的计算
例3 普通煤的元素分析如下：C 65.7％；灰分18.1％；S 1.7％；H 3.2；
水分 9.0％；O 2.3％。（含N量不计）试计算燃煤1kg所需要的理论空
量时可以忽略； e)燃料中氮主要被转化成氮气N2； f）燃料的化学式设为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别代
第二节燃烧类型
性的。
（二）物质的自燃点 引起可燃物质自燃的最低温度称为自燃点。 同样可燃物的自燃点也是物质危险性大小的衡量依据。
三、闪燃
（一）定义:在一定温度下，液体或固体物质表面上产 生的可燃蒸气与空气混和后，遇到火源能够产生一闪即 灭的火苗或火光的燃烧现象称为闪燃。
３.粉尘爆炸具有多种危害，关于它的危害 性，下列说法不正确的是
A.具有极强的破坏性 B.离起火点越近，破坏性越严重 C.容易产生二次爆炸 D.能产生有毒气体 （B ）
六、轰燃
（一）定义：轰燃是指火在建筑内部突发性 的引起全面燃烧的现象。
（二）发生轰燃的临界条件 两种观点： 1、以到达地面的热通量达到一定值为条件，
开口闪点
用规定的开口闪点测定器所测得的结果叫做 开口闪点，以℃表示。常用于测定润滑油。
闭口闪点
用规定的闭口闪点测定器所测得的结果叫做 闭口闪点，以℃表示。常用以测定煤油、柴 油、变压器油等。
问题：物质的开口闪点与闭口闪点那个更大 一些？
四、爆炸
（一）定义：爆炸是指物质从一种状态通过 物理或化学变化突然变成另一种状态，并在 瞬间以机械功的形式释放出巨大能量，或是 气体在瞬间发生剧烈膨胀等现象。
重要性：闪燃往往是可燃液体发生着火的先兆。从消防 角度来看，闪燃就是危险的警告。
（二）物质的闪点
在规定的实验条件下，液体挥发的蒸汽与空气形成混合 物，遇火源能够产生闪燃的液体最低温度，称为闪点 。
符号：℃ 特点：闪点是评定液体火灾危险性的主要依据。物质的
闪点越低，火灾危险性就越大；反之，则越小。
粉尘爆炸:是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火
第二章 燃烧系统讲解
第二章燃烧系统第一节燃烧概况一概述燃烧方式采用从美国阿尔斯通能源公司引进的摆动式四角切圆燃烧技术。
本燃烧设备燃煤为神府东胜煤，采用中速磨煤机、冷一次风机、正压直吹式制粉系统设计，煤粉燃烧器为四角布置、切向燃烧、摆动式燃烧器。
燃烧器共设置六层煤粉喷嘴，锅炉配置6台HP1003型中速磨煤机，每台磨的出口由四根煤粉管接至炉膛四角的同一层煤粉喷嘴，锅炉MCR和ECR负荷时均投5层，另一层备用，煤粉细度R75=25%。
燃烧方式采用低NOx同轴燃烧系统（LNCFS）。
通过分析煤粉燃烧时NOx的生成机理，低NOx煤粉燃烧系统设计的主要任务是减少挥发份氮转化成NOx，其主要方法是建立早期着火和使用控制氧量的燃料/空气分段燃烧技术。
LNCFS的主要组件为：a.紧凑燃尽风（CCOFA）；b.可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）；c.预置水平偏角的辅助风喷嘴（CFS）；d.强化着火（EI）煤粉喷嘴。
LNCFS在降低NOx排放的同时，着重考虑提高锅炉不投油低负荷稳燃能力和燃烧效率。
通过技术的不断更新，LNCFS在防止炉内结渣、高温腐蚀和降低炉膛出口烟温偏差等方面，同样具有独特的效果。
主风箱设有6层强化着火煤粉喷嘴，在煤粉喷嘴四周布置有燃料风（周界风）。
在每相邻2层煤粉喷嘴之间布置有1层辅助风喷嘴，其中包括上下2只偏置的CFS喷嘴，1只直吹风喷嘴。
在主风箱上部设有2层CCOFA（Closed-coupled OFA，紧凑燃尽风）喷嘴，在主风箱下部设有1层UFA （Underfire Air，火下风）喷嘴。
参见图1：煤粉燃烧器布置图。
在主风箱上部布置有SOFA（Separated OFA，分离燃尽风）燃烧器，包括5层可水平摆动的分离燃尽风（SOFA）喷嘴。
参见图2：SOFA燃烧器布置图。
连同煤粉喷嘴的周界风，每角主燃烧器和SOFA燃烧器各有二次风挡板25组，均由电动执行器单独操作。
为满足锅炉汽温调节的需要，主燃烧器喷嘴采用摆动结构，由内外连杆组成一个摆动系统，由一台气动执行器集中带动作上下摆动。
内燃机原理第二章内燃机的工作循环
②工质比热变化 t
a. 理想循环工质的比热是不随温度变化的，
实际工质（空气和燃气的混合物）的比热随温度上升而上 升。
b. 理想的双原子气体（ O2 ，N2，空气等）比热比实际的多原 子燃气（CO2，H2O，SO2等）比热小。
c—z 为定压加入热量Q1Q1; z—b 为绝热膨胀；
b—a 为等容释放热量Q2。 定压加热过程的容积变化用初膨胀比
容循环。
Vz Vc
表示,其它同等
图2（a）为混合循环 a → c 为绝热压缩； c → z 为定容加入热量Q'1; y → z 为定压加热量Q''1; z → b 为绝热膨胀； b → a 为等容释放热量Q2。 由热力学知,混合循环
（5）当ε
： 相同时
>
t ,v
t ,vp
t,p
（6）当pz相同，Q1相同, ε 不相同时， t, p t,vp t,v
这是因pz不变时，等压循环的ε 最大，而等容循环的ε
最小之故。
2.2 涡轮增压内燃机的理想循环 在非增压的内燃机中，工质只膨胀到b点，然后由b点等容
放热至a点，损失了排气中的一部分热能，如果工质由Pz一直 膨胀到Pa ,即在b点后继续膨胀至 g 点，如图2－2所示，那么这 种循环，比无涡轮增压循环要来的完善，它在相同的加热条件 下，多获得一部分功（b—g），使 t 提高了。我们称这种循 环为继续膨胀循环。
理论上，定压涡轮的效率小于脉冲涡轮的效率。 在实际发动机中，因脉冲涡轮的效率较之定压涡轮的要低， 因此，当π k<2.5时，常采用脉冲涡轮增压，
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。
九年级物理第2章 第2节内燃机
可
知
，
燃
气
对
活
塞
的
平
均
压
力
F ＝ pS ＝ 5×105
Pa×100×10－4 m2＝5×103 N．
(2)一个做功冲程燃气对活塞做的功 W1＝Fs＝5×103 N×0．2 m＝1×103 J．
(3)一个工作循环，飞轮转两圈，对外做功一次，飞轮每分钟转 600 r，对外做功
300 次，做的功 W＝300 W1＝300×1×103 J＝3×105 J，汽油机的功率 P＝Wt ＝3×6010s5 J
能力提升
1．【广西贵港中考】如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲
程的剖面图，下列说法正确的是
()
C
A．该冲程是压缩冲程
B．该冲程中活塞向上运动
C．该冲程是内能转化为机械能的过程
D．该冲程是机械能转化为内能的过程
2．【江苏宿迁中考】如图所示，给试管里的水加热，水沸腾
后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与四冲程汽油
易混辨析 汽油机和柴油机的区别：
(1)在吸气冲程里，柴油机吸进汽缸的是空气，而汽油机吸进的 是汽油和空气的混合物．
(2)柴油机在压缩冲程里，活塞把空气的体积压缩得很小，空气 的压强更大，温度更高．
(3)点火方式不同：柴油机—压燃式；汽油机—点燃式．
(4)效率高低不同：汽油机效率低，比较轻巧；柴油机效率高， 比较笨重．
C．丙冲程是把机械能转化为内能
D．丁冲程是吸气冲程
5．汽油机是燃烧__汽_油_____的内燃机，它吸包气 括_____压__缩_冲程、 做_功_______冲排程气、________冲程、________冲程，在它2 的一 个工作循环中2，活塞往复运动_____次，飞轮带动曲轴转动 __6．__【_江周苏．镇江中考】如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于
化工安全 第二章-燃烧与爆炸
火源
(1)明火 在易燃液体装置附近，严禁明火。 为了防火安全，常常用隔墙的方法实现充分隔 离。隔墙一般推荐使用耐火建筑，即礴石或混凝土的 隔墙。 易燃液体在应用时需要采取限制措施。在加工 区，即使运输或贮存少量易燃液体，也要用安全罐盛 装。在火灾中，防止火焰扩散是绝对必要的。所有罐 都应该设置通往安全地的溢流管道，因而必须用拦液 堤容纳溢流的燃烧液体，否则火焰会大面积扩散，造 成人员或财产的更大损失。
固体燃烧有两种情况：对于硫、磷等简单物质，受 热时首先熔化，而后蒸发为蒸气进行燃烧，无分解过 程；对于复合物质，受热时首先分解成其组成部分， 生成气态和液态产物，而后气态产物和液态产物蒸气 着火燃烧。 可见，任何可燃物质的燃烧都经历氧化分解、 着火、燃烧等阶段。
达到T自，可燃物质开始氧 初始阶段，加热的大 如继续加热，温度上升 T 氧′是开始出现火焰的 T燃为物质的燃烧温度。 化。由于温度较低，氧化速度 部分热量用于可燃物质 很快，达到T自，即使停止 温度，为实际测得的自燃 T自到T自′间的时间间隔称 不快，氧化产生的热量尚不足 的熔化或分解，温度上 加热，温度仍自行升高， 点。 为燃烧诱导期，在安全上 以抵消向外界的散热。此时若 升比较缓慢。 达到T自′就着火燃烧。 有一定实际意义。 T燃为物质的燃烧温度。 停止加热，不会引起燃烧。
第四节 爆炸及其特性
一、爆炸概述
爆炸是指物系自一种状态迅速转变为另一状态，并在 瞬间以对外作机械功的形式放出大量能量的现象。 在爆炸过程中，爆炸物质所含能量的快速释放，变为
对爆炸物质本身、爆炸产物及周围介质的压缩能或运动能。
物质爆炸时，大量能量极短的时间在有限体积内突然 释放并聚积，造成高温高压，对邻近介质形成急剧的压力
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。
第二章燃烧的过程和分类
第二章燃烧的过程和分类第一节不同状态物质的燃烧方式一、气体燃烧根据燃烧前可燃气体与空气（氧）混合状况不同，其燃烧方式分为两大类：（一）扩散燃烧是指可燃气体从喷口（管道或容器泄漏口）喷出，在喷口处与空气中的氧边扩散混合、边燃烧的现象，称为扩散燃烧（也称为稳定燃烧）。
（二）预混燃烧是指可燃气体与空气（氧）在燃烧前混合，并形成一定浓度的可燃混合气体，被火源点燃所引起的燃烧，称为预混燃烧。
这类燃烧往往是爆炸式的燃烧，也称为动力燃烧，即通常所说的气体爆炸。
二、液体燃烧易燃可燃液体在燃烧过程中，并不是液体本身在燃烧，而是液体受热时蒸发出来的气体（蒸气）被分解、氧化达到燃点而燃烧，称为蒸发燃烧。
三、固体燃烧固体燃烧一般可分为以下四种：（一）蒸发燃烧是指熔点较低的可燃固体，受热后熔融，然后像易可燃液体一样蒸发成蒸气而燃烧，称为蒸发燃烧。
（二）分解燃烧是指分子结构复杂的可燃固体，在受热后分解出其组成成份与加热温度相应的热分解产物，这些分解产物再氧化燃烧，称为分解燃烧。
（三）表面燃烧是指某些固体可燃物的蒸气压非常小或者难子发生热分解，不能发生蒸发燃烧或分角燃烧，当空气（氧气）包围物质的表层时，呈炽热状态发生无焰燃烧，称为表面燃烧。
（四）阴燃是指某些固体可燃物在空气（氧）不足，加热温度较低或可燃物含水分较多等条件下发生的只冒烟、无火焰的缓慢燃烧现象，称为阴燃。
第二节燃烧产物一、燃烧产物的概念即由燃烧或热解作用而产生的全部物质，称为燃烧产物。
也就是说，可燃物燃烧时生成的气体、固体和蒸气等物质均称为燃烧产物。
二、完全燃烧产物和不完全燃烧产物可燃物质在燃烧过程中，如果生成的产物不能再燃烧，为完全燃烧，其产物为完全燃烧产物。
可燃物质在燃烧过程中，如果生成的产物还能继续燃烧，则称为不完全燃烧，其产物为不完全燃烧产物。
三、不同物质的燃烧产物燃烧产物的数量、成分随物质的化学组成以及温度、空气、（氧）的供给等燃烧状况不同而有所不同。
燃气的燃烧与应用 第02章 燃气的点火与着火
二、燃气的点火
• 热力着火与点火的本质没有差别，但在着
火方式上有较大的区别： ¾ 热力着火：整个可燃混合物的温度较高， 反应和着火是在容器的整个空间进行的。 ¾ 点火：可燃混合物的温度较低，混合物的 部分气体受到高温点火源的加热而反应， 而在混合物的大部分空间中没发生化学反 应，其着火是在局部地区首先发生，然后 向空间传播。
11
二、燃气的点火
最小点火能与熄火距离 • 最小点火能Emin:电火花点燃可燃混合物需 要一个最小的火花能量，低于这个能量， 可燃混合物不能点燃。这一最小能量称为 最小点火能。 • 熄火距离：当其它条件给定时，点燃可燃 混合物所需要的能量与电极间距d有关，当 d小到无论多大的火花能量都不能使可燃混 合物点燃时，这个最小距离就叫做熄火距 离。
3
一、燃气的着火
• 热力着火：由于系统中响因素： ¾ 燃气的物理化学性质； ¾ 系统的热力条件。
4
一、燃气的着火
• 着火温度：可燃气体与空气混合后引起自 燃的最低温度。 • 着火温度与装置的尺寸、形状和材料，混 合物的初始温度，反应物的成分，时间， 压力等诸多因素有关。
第二章 燃气的点火与着火
本章要点
• 燃气着火的基本概念； • 燃气点火的基本概念； • 燃气点火的基本原理。
2
一、燃气的着火
•着火过程：可燃混合物的氧化反应能够自 发加速、自发升温达到化学反应速度剧 增，并伴随出现火光的过程。 •着火：由稳定的氧化反应转变为不稳定的 氧化反应而引起燃烧的一瞬间。 •着火可分为支链着火和热力着火。工程上 的着火一般为热力着火。
7
二、燃气的点火
1、热球或热棒点火 • 石英或铂球投摄入可燃混合物中，当表面 温度大于临界温度时，即点燃。 • 球体的临界温度与：球体尺寸，球体的催 化特性，与介质的相对速度，可燃混合物 的热力和化学动力特性等有关。
南京工业大学燃烧与爆炸理论-第二章-燃烧及其灾害
2021/3/28
37
抑制法
• 使灭火剂参与到燃烧反应中去,它可以销 毁燃烧过程中产生的游离基,形成稳定分 子或低活性游离基,从而使燃烧反应终止。
2021/3/28
38
第二节 燃烧过程及形式
一、燃烧过程
• 可燃物质的燃烧一般是在气相中进行的。 由于可燃物质的状态不同,其燃烧过程也 不相同。
2021/3/28
74
90
93.9
58.7
74.2
50
80
40
82
4.5
36.5
2021/3/28
9
2．极限氧浓度
• 对可燃性气体而言,并不是在任何氧浓度下 都可以发生燃烧,存在一个可引起燃烧的最 低氧浓度,即极限氧浓度（LOC）。
• 也称为最小氧浓度（MOC）,或者最大安 全氧浓度（MSOC）。
2021/3/28
• 这种现象称为闪燃。闪燃的最低温度称 为闪点。
2021/3/28
52
一、闪燃及闪点
• 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。 • 闪点是用来描述液体火灾爆炸危险性的
主要参数之一。
2021/3/28
53
闪点的测量
2021/3/28
54
2021/3/28
11
例2-1
估算丁烷（C4H10）的LOC。
2021/3/28
12
3．最小引燃能（MIE）
• 各种可燃性物质或爆炸性混合物,包括粉 尘,在外界火源作用下被引燃或引爆时都 存在一个最小的引燃能量或点燃能量,称 为最小引燃能（MIE）。
2021/3/28
13
第二章 燃气燃烧的基本原理
第四节
火焰传播浓度极限
火焰传播浓度极限
在燃气-空气(或氧气)混合物中，只有当燃气与空气的比例在一定 极限范围之内时，火焰才有可能传播。
1、若混合比例超过极限范围，即当混合物中燃气浓度过高或过低 时，由于可燃混合物的发热能力降低，氧化反应的生成热不足以 把未燃混合物加热到着火温度，火焰就会失去传播能力而造成燃 烧过程的中断。
湍流火焰传播
层流火焰和湍流火焰的不同
层流火焰
湍流火焰
外观清晰，火焰层薄
外观模糊，火焰层厚
长度较长
长度较短
火焰稳定，表面光滑
火焰抖动，呈毛刷状
燃烧时较安静
燃烧时有噪声
流动面积小，粘度系数大 流动面积大，粘度系数小
湍流火焰传播
特点：
• 湍流使火焰面变弯曲，
层 流
湍 流
增大反应面积
火
火
• 湍流加剧了热和活性
化中心浓度增加的数量大于其销毁的数量，这个过程就称为 不稳定的氧化反应过程。
5、着火： 由稳定的氧化反应转变为不稳定的氧化反应而引起燃烧的
一瞬间，称为着火。
着火
支链着火：
在一定条件下，由于活化中心浓度迅速增加而引起反应加速从而 使反应由稳定的氧化反应转变为不稳定的氧化反应的过程，称为
支链着火。
图2-29 火焰传播浓度极限测定装置
1-发火花间隙；2-底板；3-水银槽；4-压力计
影响火焰传播浓度极限的因素
各种因素对火焰传播浓度极限的影响如下： 1．燃气在纯氧中着火燃烧时，火焰传播浓度极限范围将扩大。 2．提高燃气-空气混合物温度，会使反应速度加快，火焰温度
上升，从而使火焰传播浓度极限范围扩大。 3．提高燃气-空气混合物的压力，其分子间距缩小，火焰传播
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章燃烧的过程和分类
第一节不同状态物质的燃烧方式
一、气体燃烧
根据燃烧前可燃气体与空气（氧）混合状况不同，其燃烧方式分为两大类：
（一）扩散燃烧
是指可燃气体从喷口（管道或容器泄漏口）喷出，在喷口处与空气中的氧边扩散混合、边燃烧的现象，称为扩散燃烧（也称为稳定燃烧）。
（二）预混燃烧
是指可燃气体与空气（氧）在燃烧前混合，并形成一定浓度的可燃混合气体，被火源点燃所引起的燃烧，称为预混燃烧。
这类燃烧往往是爆炸式的燃烧，也称为动力燃烧，即通常所说的气体爆炸。
二、液体燃烧
易燃可燃液体在燃烧过程中，并不是液体本身在燃烧，而是液体受热时蒸发出来的气体（蒸气）被分解、氧化达到燃点而燃烧，称为蒸发燃烧。
三、固体燃烧
固体燃烧一般可分为以下四种：
（一）蒸发燃烧
是指熔点较低的可燃固体，受热后熔融，然后像易可燃液体一样蒸发成蒸气而燃烧，称为蒸发燃烧。
（二）分解燃烧
是指分子结构复杂的可燃固体，在受热后分解出其组成成份与加热温度相应的热分解产物，这些分解产物再氧化燃烧，称为分解燃烧。
（三）表面燃烧
是指某些固体可燃物的蒸气压非常小或者难子发生热分解，不能发生蒸发燃烧或分角燃烧，当空气（氧气）包围物质的表层时，呈炽热状态发生无焰燃烧，称为表面燃烧。
（四）阴燃
是指某些固体可燃物在空气（氧）不足，加热温度较低或可燃物含水分较多等条件下发生的只冒烟、无火焰的缓慢燃烧现象，称为阴燃。
第二节燃烧产物
一、燃烧产物的概念
即由燃烧或热解作用而产生的全部物质，称为燃烧产物。
也就是说，可燃物燃烧时生成的气体、固体和蒸气等物质均称为燃烧产物。
二、完全燃烧产物和不完全燃烧产物
可燃物质在燃烧过程中，如果生成的产物不能再燃烧，为完全燃烧，其产物为完全燃烧产物。
可燃物质在燃烧过程中，如果生成的产物还能继续燃烧，则称为不完全燃烧，其产物为不完全燃烧产物。
三、不同物质的燃烧产物
燃烧产物的数量、成分随物质的化学组成以及温度、空气、（氧）的供给等燃烧状况不同而有所不同。
主要分为以下四种产物：（一）单质的燃烧产物
（二）化合物的燃烧产物
（三）合成高分子材料燃烧产物
（四）木材燃烧产物
四、燃烧产物对灭火和人员疏散的影响
燃烧产物与灭火工作有着密切的关系。
它既有有利方面，也有不利方面。
（一）有利方面
1、在一定条件下有阻燃作用。
2、为火情侦察、寻找火点提供依据。
（二）不利方面
1、影响视线。
2、引起人员中毒、窒息。
3、会使人员灼伤、汤伤。
4、造成火势发展蔓延。
第三节燃烧类型
按可燃物质着火方式，燃烧主要可以分为下列四种类型。
一、闪然
（一）闪燃的概念
在一定温度下，易燃、可燃、可燃液体（也包括能蒸发出蒸气的少量固体，如石蜡、樟脑、萘等）表面上产生的蒸气，当与空气混合后，一遇着火源，就会发生一闪即灭的火苗或火光，这种现象就称为闪燃。
闪燃是一种瞬间燃烧现象，往往是着火的先兆。
（二）闪点
在规定的试验条件下（采用闭杯法测定），液体挥发的蒸气与空气形成的混合物，遇火源能够闪燃的液体最低温度，称为闪点（又称闪火点）。
闪点，是评价液体火灾危险性大小的主要依据。
如下表几种常见易燃和可燃液体的闪点
二、着火
（一）着火的概念
可燃物质在空气中与火源接触，达到某一温度时，开始产生有火焰的燃烧，并在火源移去后仍能持续燃烧的现象，称为着火。
（二）燃点
可燃物质开始发生持续燃烧所需要的最低温度，称为燃点（也称火点）。
物质的燃点越低，越容易着火，火灾危险性就越大。
部分常见可燃物的燃点，如下表所示。
三、自然
（一）自然的概念
可燃物质在没有外部火花、火焰等热源的作用下，因受热或自身发热积热不散引起的燃烧，统称为自然。
（二）自燃点
在规定的条件下，物质发生自燃的最低温度，称为自燃点。
在这一温度时，物质与空气（氧）接触，不需要明火的作用，就能发生燃烧。
物质的自燃点越低，发生自燃火灾的危险性就越大。
几种常见物质的自燃点，如下表所示。
四、爆炸
（一）爆炸的概念
凡是物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象，称为爆炸。
从广义上讲，物质从一种状态迅速地转变为另一种状态，并在瞬间以机械功的形式释放出巨大能量，或是气体、蒸气在瞬间发生剧烈膨胀等现象，称为爆炸。
（二）爆炸的分类
从消防角度讲，爆炸通常分为物理爆炸和化学爆炸两大类。
1、物理爆炸。
装在容器内的液体或气体，如果受热引起体积迅速膨胀，使容器压力急剧增加，由于超压力和（或）应力变化使容器发生爆炸，并且爆炸前后物质的化学成分均不改变的现象，称为物理爆炸。
2、化学爆炸。
由于物质发生急剧的化学反应，产生出大量气体和较高温度，使温度，压力增加或两者同时增加而形成的爆炸现象，称为化学爆炸。
（三）爆炸浓度极限
可燃气体、蒸气或粉尘与空气（氧）的混合物，必须在一定的浓度范围内，遇引火源才能发生爆炸，这个浓度范围，称为爆炸浓度极限（简称爆炸极限），遇火源能够发生爆炸的最低浓度，称为爆炸下
限（也称为爆炸浓度下限）；遇火源能发生爆炸的最高浓度，称为爆炸上限（也称为爆炸浓度上限）。
以下几种常见可燃气体、蒸气或粉尘的爆炸极限如下表所示
（四）爆炸温度极限
可燃液体除了爆炸浓度极限外，还有一个爆炸温度极限，因为液体的蒸气浓度是在一定温度下形成的。
可燃液体在一定温度下，由于蒸发而形成的等于爆炸浓度极限的蒸气浓度，这时的温度称为爆炸温度极限。
爆炸温度极限也有下限、上限之分。
液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸气浓度，此时的温度称为爆炸温度下限。
液体的爆炸温度下限实际上就是液体闪点。
液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸气温度，此时的温度称为爆炸温度上限。
通常所说的爆炸极限，如果没有标明，就是指爆炸浓度极限。
几种常见液体爆炸浓度极限与爆炸温度极限比较，如下表所示：
爆炸极限，在消防管理中可用于评定气体（蒸气）或粉尘的火灾危险性大小。
爆炸下限愈低，爆炸浓度范围愈大，发生火灾爆炸的危险性就越大。