燃烧物理基础
2.燃烧和火灾的基本知识
燃烧和火灾的基本知识第一节燃烧基础知识一、燃烧的定义燃烧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（或）发烟的现象。
二、燃烧的条件可燃物（按所处状态）：气、液、固助燃物（氧化剂）：与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质引火源（温度）：明火、电火花、雷击、高温、自燃引火源三、燃烧类型1、按燃烧发生瞬间的特点分类着火又称起火，它是日常生活、生产中最常见的燃烧现象，与是否由外部热源引发无关，并以出现火焰为特征。
爆炸：在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化，通常伴有强烈的放热、发光和声响的现象称为爆炸。
①爆炸按原理和性质不同分为：物理爆炸、化学爆炸、核爆炸。
②爆炸极限：可燃的蒸汽、气体或粉尘与空气组成的混合物，遇火源即能发生爆炸的最高或最低浓度称为爆炸极限。
遇火源即能发生爆炸的最低浓度称为爆炸下限，遇火源即能发生爆炸的最高浓度称为爆炸上限。
下限和上限之间的间隔称为爆炸极限范围。
范围越大，危险性越高。
2.按燃烧形态分类：①气体燃烧分为：扩散燃烧、预混燃烧扩散燃烧：可燃性气体与氧化剂互相扩散，边混合边燃烧，燃烧速度的快慢由物理混合速度决定。
燃烧比较稳定，扩散火焰不运动预混燃烧：可燃气体预先同氧化剂混合后的燃烧。
燃烧反应快，温度高，火焰传播速度快，从管口喷出燃烧，流速过大会脱火，流速过小会回火。
②液体燃烧：a.闪燃：可燃性液体挥发的蒸汽与空气混合后达到一定浓度后，遇明火发生一闪即灭的燃烧现象。
b.蒸发燃烧：可燃液体受热后边蒸发边与空气相互扩散混合，遇引火源后发生燃烧，呈现有火焰的气相燃烧形式。
液体可燃物在燃烧过程中，并不是液体本身在燃烧，而是蒸发出来的蒸气燃烧。
c.沸溢燃烧：正在燃烧的油层下的水层因受热沸腾膨胀，导致燃烧着的油品喷溅使燃烧瞬间增大的现象。
d.喷溅燃烧：储罐中含有水垫层的重质油品在燃烧过程中，随着热波温度逐渐升高，热波向下传播的距离也不断加大。
当热波达到水垫层时，水垫层的水变成水蒸气，体积迅速膨胀，蒸汽压力达到足以把水垫层上面的油层抬起时，蒸汽冲破油层将燃烧着的油滴和包油的油气抛向上空，向四周喷溅燃烧。
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
燃烧和火灾基本知识 燃烧基础知识及常见易错题全考点
燃烧和火灾基本知识燃烧基础知识及常见易错题全考点1 .燃烧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（或）烟气的现象。
2 .燃烧是一种十分复杂的氧化还原化学反应，能燃烧的物质一定能够被氧化，而能被氧化的物质不一定都能够燃烧。
物质是否发生了燃烧反应，可根据〃化学反应、放出热量、发出光亮〃这三个特征来判断。
3 .燃烧的必要条件,即可燃物（密度、比表面积、厚度）、助燃物（不一定是氧气，如：氯、氟、氯酸钾。
也有少数可燃物如：低氮硝化纤维、硝酸纤维的赛璐珞等含氧物质）和引火源（使物质开始燃烧的外部热源（能源）。
引火源温度越高，越容易点燃可燃物质。
生产生活实践中引火源通常有明火、高温物体、化学热能、电热能、机械热能、生物能、光能和核能），链式反应（有焰燃烧都存在着链式反应）。
4 .燃烧的充分条件是：一定数量或浓度的可燃物，一定含量的助燃物，一定能量的引火源（汽油燃烧晶氐含氧量14.4%,乙焕3.7%β无论哪种形式的引火源，都必须达到一定的能量，即要有一定的温度和足够的热量。
汽油燃烧所需的最小引燃能量0.2mJ乙醛（5.1%）0.19mJ）,相互作用。
5 .燃烧分为着火和爆炸两种类型。
可燃物着火一般有引燃和自燃两种方式。
6 .外部引火源（如明火、电火花、电热器具等）作用于可燃物的某个局部范围，使该局部受到强烈加热而开始燃烧的现象，称为引燃（又称点燃）。
在规定的试验条件下，物质在外部引火源作用下表面起火并持续燃烧一定时间所需的最低温度称为燃点。
物质的燃点越低，越容易着火，火灾危险性也就越大。
7 .可燃物在没有外部火源的作用时，因受热或自身发热并蓄热所产生的燃烧，称为自燃。
一是自热自燃，例如煤堆、油脂类、赛璐珞、黄磷等物质。
二是受热自燃，例如油锅加热、沥青熬制。
受热介质达到一定温度而着火，就属于受热自燃。
在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度，称为自燃点。
可燃物的自燃点越低，发生火灾的危险性就越大。
燃烧理论基础考试重点
1;描述燃烧物理现象的方程有哪些？质量守恒方程，动量守恒方程，能量守恒方程，组分守恒方程。
2：研究基础有哪些基本定律和现象？牛顿粘性定律，傅里叶导热定律，费克扩散定律，斯蒂芬流问题。
例子：喷灯、家用煤气、气焊枪。
温度场，浓度场，速度场。
3：牛顿粘性定律表明：粘性是动量交换的必要条件。
由速度梯度变为动量梯度傅里叶导热定律表明：热扩散是能量交换的必要条件。
由温度梯度变为焓的梯度费克扩散定律表明：传质（扩散）是组分扩散的必要条件。
由密度梯度变为质量分数的梯度。
4：Stefen流产生的物理条件、化学条件：斯蒂芬流产生的条件是在相分界外既有扩散现象存在，又有物理和（或）化学过程存在，这两个条件是缺一不可的。
第四章着火1：着火过程由什么因素控制的？着火与混合气的压力、温度、浓度、壁面的散热率、（点火能量）气流运动有关。
2：燃烧速度的决定因素有哪些？举例说明哪些燃烧现象受物理过程控制，哪些受化学过程控制？由扩散、流动、传热及其他物理过程决定燃烧过程速度的燃烧为扩散控制燃烧，物理因素起主要的控制作用。
例如油滴、喷雾燃烧，未作预混合的气体射流燃烧，蜡烛、碳球的燃烧等均属此类。
汽油机、煤气机、喷灯等预混合气有火焰传播的燃烧则同时受化学动力学及扩散的控制。
3：燃烧反应过程中浓度与温度的关系燃烧反应速度主要与反应气体混合剂的温度及初始反应物、中间产物、最终产物的浓度有关。
反应速度与温度的关系常用Arrhenius指数项或简单的指数Tm的关系式表示。
4：简单反应或热反应：反应速度只受初始反应物浓度影响的反应复杂反应或自催化反应：反应速度受中间产物或最终产物浓度影响的反应5：热着火需要满足的条件是什么？可燃混合剂在某一条件下由外界加热，如火花塞、热容器壁、压缩等，到达某一特定温度时，反应物在此温度下的放热速度大于散热损失的速度。
6化学链着火需要满足的条件是什么？若燃烧反应有中间载链基的分枝链反应时，则甚至在等温条件下也能着火。
燃烧学—第2章
t = 12780 s = 3.55h
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7
《燃烧学》--第二章
∂f J air ,0 = − D0 ρ 0 air ∂y
0
∂f H 2O ∂y
<0 0
J H 2O,0 > 0
0
∂f air ∂y
> 0, 0
J air , 0 < 0
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2.3热辐射 2.3热辐射
Q Qr Qa Qd
4
吸收率α=Qa/Q, 黑体为 黑体为1 吸收率 反射率r=Qr/Q, 白体为 白体为1 反射率 透射率d=Qd/Q, 透明体为 透明体为1 透射率
E = εσT 辐射强度 常数， 辐射率 黑体， 。 辐射率， σ—Stefan-Boltzman常数，ε—辐射率，黑体，ε=1。 常数
⋅
8 δ h ≈ l Re l
y =0
⋅
1/ 2
1 δθ = Pr 3 δh
普朗特数Pr＝v/α
q' ' ≈ −
k
δθ
(T∞ − Ts )
hl = 0.35 Re 1 / 2 ⋅ Pr 1 / 3 k
h≈
k 1/ 2 −1 / 3 l (8 / Re ) ⋅ (Pr ) ⋅ 0.35
∂f A ∂y
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燃烧基础知识
燃烧基础知识目录一、燃烧概述 (1)二、燃烧要素 (2)1. 可燃物 (3)2. 氧化剂 (4)3. 点火源 (4)三、燃烧过程及阶段 (5)1. 燃烧过程的物理变化 (7)2. 燃烧过程的化学变化 (8)四、燃烧类型 (9)1. 扩散燃烧 (10)2. 预混燃烧 (11)五、燃烧反应方程式及计算 (12)1. 燃烧反应方程式的编写原则和方法 (13)2. 燃烧反应的计算方法与应用实例 (14)六、燃烧的应用与控制系统 (16)一、燃烧概述燃烧是一种化学反应过程，广泛存在于自然界以及人类生产生活中。
燃烧的本质是物质之间的氧化反应，其中包含了能量的转化与释放。
燃烧过程涉及三个基本要素：可燃物、助燃物和点火源。
可燃物是燃烧反应的主体，助燃物主要是氧气，而点火源则是引发燃烧反应的能量来源。
燃烧反应是一种放热反应，意味着在反应过程中会释放热量。
这种热量释放的形式多样，可以表现为火焰、热辐射等。
燃烧反应的速度和强度取决于多种因素，包括可燃物的性质、助燃物的浓度、点火源的能量以及环境温度等。
了解燃烧的基础知识对于防止火灾、控制燃烧过程以及有效利用燃烧产生的能量具有重要意义。
在工业、农业、交通运输以及日常生活等领域，燃烧知识的应用十分广泛。
在发动机中燃烧燃料以产生动力，在烹饪中使用火来加热食物，以及在火灾发生时如何正确使用灭火设备等。
对燃烧基础知识的理解和掌握至关重要，不仅有助于我们更好地利用燃烧带来的好处，还能在紧急情况下采取正确的应对措施，保护生命财产安全。
我们将更详细地介绍燃烧的相关知识和理论。
二、燃烧要素燃烧是一种化学反应，通常涉及燃料、氧气和热量。
要使燃料燃烧，必须同时满足三个基本要素，即燃料、氧气和热量。
燃料：燃料是燃烧过程中产生能量的来源。
它可以是一种固体、液体或气体。
常见的燃料包括煤、石油、天然气、木材、纸张等。
燃料的种类和性质对燃烧过程有很大影响，不同燃料具有不同的燃烧特性和效率。
氧气：氧气是燃烧过程中的必要成分，燃料无法燃烧。
《燃烧基础知识》课件
燃烧的形式
1 明火燃烧
2 非明火燃烧
明亮的明火是可见光的一种，通常是可燃物表面 的氧化反应导致的。
非明火燃烧指没有明亮火焰的燃烧形式，如炭化、 熔化、蒸发。
3 烟气燃烧
4 火焰燃烧
燃烧过程中，可燃物产生的烟气是火焰中最重要 的组成部分之一。
火焰是燃烧过程中由可燃物和氧气生成的可见光 和热能。
燃烧的类型
化学燃烧
化学燃烧是指物质与氧气发生氧 化还原反应，形成新的物质和能 量。
物理燃烧
物理燃烧是指通过物理方式使物 质发生氧化分解反应，释放出能 量。
生物燃烧
生物燃烧是指生物体内的有机物 被氧化，释放出能量和二氧化碳。
燃烧的过程
1
燃烧的三要素
燃烧的三要素是可燃物、氧气和足够的温度，没有其中一项燃烧无法进行。
燃烧的安全问题
燃烧的危险性
燃烧过程中可能产生高温、燃 烧物飞溅、热辐射等危险因素。
燃烧的防范措施
正确使用和储存易燃物品，加 强火灾预防和探讨 如何预防和应对火灾事件。
2
燃烧的反应物
燃烧反应物是可燃物和氧气，可燃物氧化产生新的物质和能量。
3
燃烧的副产物
燃烧过程中会产生副产物，如二氧化碳、水蒸气和烟气等。
燃烧的应用
燃烧的热力学应用
燃烧的环保用
燃烧过程中释放的热能被用于发电、 发展清洁能源和减少排放是燃烧的
加热、工业生产等方面。
环保应用的重要方向。
燃烧的交通应用
燃油车和混合动力车中的燃烧过程 提供了动力能源，但也产生了尾气 污染。
《燃烧基础知识》PPT课 件
燃烧是一种化学反应，是物质在氧气存在下发生的剧烈氧化反应，常见于人 类生活和工业生产中。
消防燃烧学课件
爆炸升压速度：
爆炸威力指数=最大爆炸压力×平均升压速度。 爆炸总能量：
可燃气体的燃烧
爆炸极限
一、基本概念
1、爆炸下限：可燃气与空气组成的混合气体遇火源能发生爆炸 的最低浓度。 2、爆炸上限：可燃气与空气组成的混合气体遇火源能发生爆炸 的最高浓度。
二、实用意义
（一）评定气体和液体蒸气的火灾危险性大小。 （二）评定气体生产、储存的火险类别。 （三）确定安全生产操作规程。
着火与灭火的基本理论
三、着火条件
1、着火条件 如果在一定的初始条件下，系统将不可能在整个时间 区段保持低温水平的缓慢反应态，而将出现一个剧烈的加 速的过渡过程，使系统在某个瞬间达到高温反应态，这个 初始条件便称为着火条件。 2、正确理解着火条件 ① 达到着火条件，只是具备着火的可能。 ② 着火条件指的是系统初始应具备的条件。 ③ 着火条件是多种因素的总和。
（二）阻火器：阻火器是阻止火焰传播的火焰阻断装置。 金属网阻火器：在器内用若干层有一定 孔径的金属网，把空间分隔成许多小孔隙。 砾石阻火器：器内是用沙粒、卵石、玻璃 球、铁屑等作为充填料，将器内空间分隔 成许多小孔隙。 波纹金属片阻火器：通常由交迭放置的 波纹金属片组成的有三角形孔隙的方形 阻火器和将一条波纹带与一条扁平带绕 在一个芯子上组成的圆形阻火器。
2、爆轰区的特点：
（1）燃烧后气体压力要增加； （2）燃烧后气体密度要增加； （3）燃烧波以超音速传播。
可燃气体的燃烧
层流预混气中正常火焰传播速度
火焰传播机理
1、热理论
火焰能在混气中传播是由于火焰中加速的结果。
2、扩散理论
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
着火与灭火的基本理论
谢苗诺夫自燃理论
燃烧学 第四章 燃烧物理学基础
g CD
p a a
2 dp
二、粒径
• 粒径表示每个固体颗粒大小的程度，是判断颗粒
粗细程度的一个指标。
– 如果颗粒是球形或接近于球形，那么可以取其直径作 为粒径。
– 若颗粒的大小和形状不同，要对颗粒进行准确测定并 将其表示出来几乎不可能的。
粒径的测量方法
• 直接测定的当量直径 （显微镜直径） • 间接测定的有效直径（沉降颗粒直径）
f——某截面上某点处介质射流浓度
四、旋转射流
• 旋转射流有三个方向分速度
– 轴向速度 – 切向速度 – 径向速度（通常较小，可忽略）
• 切向速度大，在射流中心区形成反流区
（逆流区或回流区）称为强旋流
• 切向速度小，未在中心形成反流区，称为
弱旋流
四、旋转射流
• 旋转射流特点
– 强旋流的回流区可提供点火热源，实现稳定燃烧 – 扩散角大，初期混合强烈，射程短，后期混合弱，
• 在考虑两种组分以上的多组分混合物的扩散问题时，常常
把考虑的组分当作一种组分，而把组分以外的所有组分作 为另一种组分，这样近似地处理为双组分扩散问题，那么
扩散方程可以写为：
uuv Js
Ds
s
y
二、扩散定律
• 假定把混合物看作理想气体，还可以把扩散方程表示成分
压力梯度或质量百分数的形式，即：
v J
射流中心有负压区
回流区
轴向速度分布
切向速度分布
一、颗粒的悬浮速度
• 颗粒的沉降速度和悬浮速度
FD
FD W FB
FB
FD
CD
4
d
2 p
1 2
aug2
W
FB
d
燃烧学—第2章
Nu
努塞尔数 葛拉晓夫数
8
gl3 gl3 T Gr v 2 v2
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《燃烧学》--第二章
过渡区 U∞ U（ y ） y U∞ 层流边界层 湍流边界层 δh（x）
δh（x）
x
x
流线
层流内层
U（0）＝0
（ a） 图2-3 平板上的绝热流动边界层系统
1/ 2
热边界层
T q ' ' k y
8 h l Re l
y 0
1 Pr3 h
普朗特数Pr＝v/α
q' '
k
T Ts
hl 0.35Re1 / 2 Pr1 / 3 k
h
k 1/ 2 1 / 3 l 8 / Re P r 0.35
T∞
T0
x
初始条件和边界条件
t 0, 0
x 0,
h( ) k
θ h , x ( ) k x
解为：
T T0 erfc( x / 2 t ) exp( xh / k h 2t / k 2 ) erfc( x / 2 t h t / k ) T T0
（b）
U∞ T∞
U∞
T＝T（y） δh（x）
x
δθ（x）
Ts 图2-4 平板上的非绝热流动边界层系统 （虚线表示流动边界层，实线表示热边界层）
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9
《燃烧学》--第二章
2.3热辐射
Q Qr Qa 吸收率α=Qa/Q, 黑体为1 反射率r=Qr/Q, 白体为1 透射率d=Qd/Q, 透明体为1
燃烧学复习资料
第一章 燃烧的化学基础燃烧：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（或）发烟的现象。
本质：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。
也有人认为游离基的连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。
爆炸：与燃烧没有本质差别，是燃烧的常见表现形式。
燃烧的必要条件1、可燃物（还原剂）：凡能与氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质。
2、助燃物（氧化剂）：凡与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质。
3、点火源：凡能引起物质燃烧的点燃能源，统称为点火源。
燃烧的充分条件 1.一定的可燃物浓度2.一定的助燃物浓度3.一定的引燃能量 相互作用 燃烧持续的要素 1.外加热（着火源）或者反应释放足够能量维持燃烧 2.可燃物质3.氧或助燃剂4.合理配比 5.混合作用火灾：在时间和（或）空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
火灾预防：1、控制可燃物2、隔绝空气3、消除点火源 火灾扑救：1、隔离法2、窒息法3、冷却法4、抑制法反应速率：单位时间内在单位体积中反应物消耗或生成物产生的摩尔数。
()sm mol dtdc dt Vdn⋅=⋅=3/ωfF eE bB aA +→+ωωωωω====febaFEBA系统反应速率(ω)代表反应系统的化学反应速率，其数值是唯一的。
质量作用定律：等温条件下，任何瞬间反应速度与该瞬间各反应物的浓度的某次幂成正比。
在基元反应中，各反应物浓度的幂次等于该反应物的化学计量系数。
fF eE bB aA +→+反应速度方程为：bB a AC KC V =K 为反应速度常数，其值等于反应物为单位浓度时的反应速率。
(a+b) 称为反应级数。
注意：质量作用定律只适于基元反应，对于非基元反应，只有分解为若干个基元反应时，才能逐个运用质量作用定律。
1. 反应温度对化学反应速度影响很大，通常是反应速度随着温度的升高而加快。
2. 范德霍夫近似规则：对于一般反应，如果初始浓度相等，温度每升高10℃，反应速度大约加快2~4倍。
燃烧基础知识
燃烧基础知识第一章燃烧基础知识学习要求通过本章学习，应了解燃烧的必要条件和充分条件,掌握燃烧的四种类型,熟悉气体、液体、固体燃烧的特点以及燃烧产物的概念和几种典型物质的燃烧产物。
燃烧基础知识主要包括燃烧条件、燃烧类型、燃烧方式与特点及燃烧产物等相关内容，是关于火灾机理及燃烧过程等最基础、最本质的知识。
第一节燃烧条件燃烧，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（或）发烟现象。
燃烧过程中，燃烧区的温度较高，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，会使产物中产生一些小颗粒，这样就形成了烟。
燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧。
通常看到的明火都是有焰燃烧；有些固体发生表面燃烧时，有发光发热的现象，但是没有火焰产生，这种燃烧方式则是无焰燃烧。
燃烧的发生和发展，必须具备三个必要条件，即可燃物、氧化剂（助燃物）和温度（引火源）。
当燃烧发生时，上述三个条件必须同时具备，如果有一个条件不具备，那么燃烧就不会发生。
如图1-1-1 图1-1-1 着火三角形一、可燃物凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质，均称为可燃物，如木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等。
可燃物按其化学组成，分为无机可燃物和有机可燃物两大类。
按其所处的状态，又可分为可燃固体、可燃液体和可燃气体三大类。
二、氧化剂（助燃物）凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质，称为助燃物，如广泛存在于空气中的氧气。
普通意义上，可燃物的燃烧均指在空气中进行的燃烧。
在一定条件下，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，氧含量过低，即使其他必要条件已经具备，燃烧仍不会发生。
三、引火源凡是能引起物质燃烧的点燃能源，统称为引火源。
在一定条件下，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（见本篇第三章第三节），只有达到一定能量才能引起燃烧。
燃烧基础知识培训教材
燃烧基础知识培训教材一、燃烧的定义燃烧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（或）发烟现象。
二、燃烧的必要条件燃烧必须具备三个基本条件，即：可燃物、氧化剂和温度（点火源）。
只有在三个条件同时具备的情况下，可燃物才会发生燃烧。
1、可燃物：是指能与空气中的氧气起燃烧反应的物质。
如：木材、纸张、布料、油漆等。
2、氧化剂：是指助燃的物质，它本身不一定可燃，但可以给予可燃物足够的氧化力，使其在空气或氧气中燃烧。
如：氧气、高锰酸钾等。
3、温度（点火源）：是指引燃可燃物的外部热源。
如：火柴、打火机、烟蒂等。
三、燃烧的过程燃烧过程分为三个阶段：预热阶段、燃烧阶段和熄灭阶段。
1、预热阶段：此阶段可燃物吸收热量，温度升高，逐渐分解成可燃气体和固体颗粒。
2、燃烧阶段：当温度达到可燃物的着火点时，可燃物开始燃烧并放出大量热量。
此时火焰迅速蔓延，颜色明亮，温度升高。
3、熄灭阶段：燃烧结束后，火焰逐渐熄灭，可燃物逐渐冷却。
四、火灾的扑救在火灾扑救中，应根据不同情况采取不同的灭火方法和措施。
以下是一些常见的灭火方法和措施：1、扑灭初期火灾：在火灾初期，应迅速采取措施扑灭火灾，如使用灭火器、灭火器材等。
2、断绝火源：在火灾发生时，应迅速断绝火源，如关闭阀门、切断电源等。
3、喷水灭火：对于一般固体物质火灾，可用喷水灭火的方式扑灭。
焊接基础知识培训教材一、概述焊接是一种通过加热或加压两个或多个金属部分使其结合在一起的工艺。
它是工业制造过程中广泛应用的一种连接金属的方法。
为了提高焊接质量，减少返工和浪费，所有从事焊接工作的员工都需要接受焊接基础知识的培训。
二、焊接的种类1、熔化焊：这是最常见的焊接方式，通过加热金属至其熔点，使其变成液态，然后冷却固化，使两个金属部分连接在一起。
2、压焊：这种焊接方式是通过压力，而不是热源，使两个金属部分结合在一起。
3、钎焊：这是一种使用低熔点金属作为钎料，将金属零件连接在一起的方法。
燃烧基础知识
3、烟气
火灾过程中产生的气体，剩余空气和悬浮在 大气中可见的固体或液体微粒的综合。 危害 ① 毒害性：CO、HCN、SO2 ② 减光性 ③ 恐怖性
52
烟气的毒害性
二氧化碳(CO2)
二氧化碳为完全燃烧产物，是一种无色不燃的气体， 溶于水，有弱酸味，密度1.52g/L。有窒息性，在空 气中其浓度对人体健康的影响见下表1所示。
a)粉尘的可燃性 b)粉尘有足够大的比表面积 c)悬浮于空气中，并与空气 混合达到爆炸浓度极限范围 d)有足够的点火能量
43
III.燃烧的过程及特点
一、固体物质的燃烧形式
表面燃烧 阴燃 分解燃烧 蒸发燃烧
44
二、液体物质的燃烧形式
蒸发燃烧 动力燃烧 沸溢燃烧 喷溅燃烧
45
46
47
如丙酮的爆炸浓度范围，当温度在0℃时为4.2～
8.0%，50℃时为4.0～9.8%，当温度达100℃时为
3.2～10.0%。
17
3、压力
压力增高会使燃烧反应变快，爆炸上限升高，燃 烧范围变宽，引燃温度和闪点降低。
18
4、惰性介质
惰性介质增加会使燃烧范围变小，且至一定值时燃 烧便不能发生。其特点是，对爆炸上限的影响较为显
1180
烟头表面
机械火星 煤炉火星
250
1200 1000 600 600-700
煤油灯焰
植物油灯焰 蜡烛焰 焊割焰 汽车废气火星
780-1030
500-700 640-940 2000-300 600-800
24
烟囱火星 石灰与水反应
II. 燃烧的类型
一、燃烧按可燃物质着火方式分
氢气 (H2)的爆炸极限为4%～74%， 这就是说与空气
燃烧学—第二章
s / 1, Ts T
在热流作用下，固体表面的升温速度，与固 体本身的k2/a=kρc 有关。
安全工程学院：齐黎明
18
《燃烧学》--第二章
热惯性较小的材料，其表面 温度在加热的同时上升很快，易点燃
1.0 PVC950 FIB20×103
Kρc---热惯性.
石棉90×103 0.5 橡木780×103
安全工程学院：齐黎明
13
《燃烧学》--第二章
令θ=T－T0,假如物体性质不变，则初始条件 和边界条件分别为： ( x,0) 0
(0, t )
其解为：
1 erf x 2 t
（t>0）
高斯误差函数的定义为：erf（）＝
2
0
e
2
d
安全工程学院：齐黎明
（虚线表示流动边界层，实线表示热边界层）
安全工程学院：齐黎明
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《燃烧学》--第二章
在壁面上流体的流速为U（0）=0,垂直方向 上速度分布设为U＝U（y）,离壁面无穷远处速度 U（∞）＝U∞。 流动边界层的厚度定义为从壁面到U（y）＝ 0.99U∞点的距离. 对于较小的x值，边界层内的流动为层流。随 着x的增大，在经过一个转变区域后，流动将充分 发展为湍流。 靠近壁面处，始终存在着一个“层流内层”， 其流动性质决定于当地雷诺数Rex＝xU∞ρ/μ ，
4
《燃烧学》--第二章
热通量，W/m2; dT/dx, 温度梯度，℃/m; k,导热系数，W/（m•K） 导热系数k即为单位温度梯度时的热通量。 不同的物质其导热系数不同，同种物质的导热系 数也会因材料的结构、密度、湿度、温度等因素 的变化而变化。
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wx wz wy wz wz wz y z x
21
结论:
10个 10个未知数 3个时均速度 w x w y wz 1个时均压力 p 2 2 2 ' ' ' wz 3个湍流正应力 wx wy ' ' ' ' ' ' w w w w w w 3个湍流切应力 x y y z z x
12
2
1
脉动的特性：
(1) 速度脉动w´（或p´）对时间的平均值（时均值）为0。
1 2 1 2 wd w w d 0 1 1 1 2 2 w w w d 0 (2) 速度脉动w´的时均根值
2
即
(3) 流场中任意一点上的两个不同方向上的速度脉动如wx´、
wx wx wy wx wz wx y z x wy p wy wy 2 gy wx wy wy w w z y y x x y y z z wx wy wy wy wz wy y z x wz p w wz 2 g z z w w w w w x z y z z z x x y y z z
2
19
时均化处理 :
连续方程时均化后为： X方向
w x w y wz 0 x y z
可以合并
2 wx 2 wx 2 wy p 2 gx w w w w w x y x z x 2 2 x 2 x y z x y z wx wx wy wx wz wx y z x
11
脉动 瞬时速度 w 或 者瞬时压力 p
w w 或 p p
速度时均值 w 压力时均值 p
l b
w( p ) 是瞬时真实速度w（或者压力p）对时间的
积分中值：
1 即 w 1 p
2
1
wd ; p p
x y z
wx wx wx wx wy wx wz x y z
17
时均化处理 :
第一项
1
2
1
1 wx d ( wx d ) ( wx ) 0
wx
（时均值不随时间变化）
第二项 ( wx wx ) x
运动方程:
wx wy wz 0 x y z
X方向： Y方向： Z方向：
dwx 2 wx 2 wx 2 wx 1 p gx ( 2 2 ) 2 d x x y z dwy 2 wy 2 wy 2 wy 1 p gy ( 2 ) d y x y 2 z 2
18
时均化处理 :
重力项
1
2
1
g x d g x
p 1 p d x x
压力项 粘性力项
1 1
2
1
1
2 2 2 w w wx 2 2 x x 1 wx d w x ( x 2 y 2 z 2 )
会形成浓度边界层。扩散介质的浓度变化主 要发生在浓度边界层之内。
y u, C A
C A
C Aw
x
8
重要的准则数
普朗特准则数
Pr
a
施密特准则数
Sc
D
对流传热的努谢尔特数 对流传质的舍伍德数
l Nu
Sh
Dl
D
9
管内强制对流湍流换热的公式
Nu 0.023Re Pr
3
费克（Fick）第一定律
质量基准
摩尔基准
jA DAB A DAB A
总质量浓度ρ为常数
总摩尔浓度C为常数
J A DABCxA DABCA
对于一维扩散
d A j A DAB dy dC A J A DAB dy
4
费克（Fick）第二定律
0.8
0.4
管内强制对流传质的公式
Sh 0.023Re
0.83
Sc
0.44
10
4.2 湍流物理模型及计算
4.2.1 湍流的物理本质——脉动 1883年，雷诺（Reynolds）首先发现了粘性流体存在 着两种不同的流动状态——层流和湍流 当 Re=wd/Relj 时，由定常的层流流动 → 非定常的紊 流流动—湍流。 湍流的特征：流体质点的速度w大小、方向和压力p都 随时间τ不断地变化，有时流体微团还会绕其瞬时轴无 规则、且经常受扰动的有旋运动，所以在流体中明显 出现很多集中的漩涡，不断地产生 — 消灭 — 再产生 — 再消灭。这种瞬息变化的现象称为脉动。 实验还发现湍流状态下，速度w、压力p、某组分物质 的量m及流体的温度T总是在一个平均值上下不断的脉 动。
x
x
y
y
y z
z
x
4.2.2 湍流的数学描写—雷诺方程式
粘性不可压缩流体连续性方程和运动微分方程 Navier-Stokes方程
按牛顿第二定律：惯性力=重力（体积力)+压力（表面力）+粘性力
连续方程：
2 2 2
——湍流热通量 热量传递 ——湍流传质通量 质量传递 w*——某一特征速度 c ——比热 m´——流体某一组分 物质量的脉动量
2 2 w w wz wz y y x z x z x y 15 2
2
2
2
——湍流切应力 ——湍流正应力 ——湍动度
动量传递
c T w y
其中：
mw y
另外两个主要量： 1 2 2 2 湍流动能 ( w x wy wz ) 2 湍流耗散 2 w w w w w
传质，也称为质量传递。 传质的两种基本方式：分子扩散传质和对流 传质。
2
扩散的基本定律
传质的推动力是组分的浓度梯度。组分i的浓
度通常用质量浓度i kg/m3或摩尔浓度Ci kmol/m3来表示。 p Ci i 对于混合气体， RT 可见在等温系统中，组分的摩尔浓度与分压 成正比。
1 e12
2
1
w2 d w1 w2 w1
， e w2 ； 12 当y→时 令e12=0，说明点1与点2湍流 无关。
w2 w w1
14
速度脉动wx´决定湍流中的“三传”过程
w x wy
2 w x
( w x wy wz ) / 3 w*
dwz 2 wz 2 wz 2 wz 1 p gz ( 2 ) 2 2 d z x y z
16
时均化处理 :
考虑在湍流状态下，流体质点的不定常
湍动，因此必须对各参数进行时均化处 理。按上述方程式从左向右进行时均化。 惯性力
w w w dwx wx wx dx wx dy wx dz 连续方程 0 x y z d x d y d z d w w w w x wx x wy x wz x w wx wy wz x x y z x y z w w w w w w w x wx x x wx wy x y wx wz x z wx x x y y z z
由湍流脉动引 起的附加应力
20
附加应力与粘性力合并后得 ： 雷诺方程组
连续方程 X方向 Y方向 Z方向
wx wy wz 0 x y z wy p wx wx 2 gx w w w w w x y x z x x x x y y z z
质量基准
对于一维扩散 摩尔基准 对于一维扩散
A DAB 2 A t
A d 2A DAB t dy 2
C A DAB 2C A t
CA d 2C A DAB t dy 2
5
质扩散率
费克中出现的质扩散率 D，表征物质扩散能力的大
1 2 1 2 '2 ' ' w w d ( w w )( w w ) d ( w w ) ( wx ) x x x x x x x x 1 1 x x x x ' ' ( w w ) ( w w x y x y) 同理：第三项时均化后： y y 第四项时均化后： z (wx wz ) z (wx' wz' )
1
wy´的乘积的时间平均值
w x wy wx wx
1 wy wy
2
1
w x wy d 0
只有当 wx wx （非湍流） 或 wy wy
w x wy 0
13
流场中，任意相距y的两点1和2上，其相关性
用e12表示 当y=0时
小，是个物性参数。它的数值取决于扩散时的温度、 压力及混合物系统的性质，主要依靠实验来确定。 一般只用到二元混合物的质扩散率，有半经验的计 算公式，在已知p0,T0条件下的D0时，推算p,T条件 下的D