第 6 章 1 可燃固体的燃烧课件

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➢（5）如果一面受辐射热，另一面不绝热，则有
A Q 'r 'd 2 h t A T T 0 d A tcdT
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例 1：
用一温度为1300℃的火焰紧靠表面照射一厚度为50mm的有机玻 璃，如果表面温度达到燃点（约需6s）后移走火焰，判断该玻璃板 能否引燃？
相关参数：α＝1.1×10－7 m2/s，K=0.19w/(m.K)， △HC＝26.2 KJ/g，LV＝1.62 KJ/g，Gcr＝3.2g/(m2.s)
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6.1.3 固体着火燃烧理论
• 6.1.3.1 固体引燃条件和引燃时间
➢引燃条件：
HCGcrQ ELVGcrQ l
SH CLVG crQ EQ l 0
❖ 如果 S<0，固体不能被引燃或只能发生闪燃；
❖ 如果 S>0，固体表面接受的热量除了能维持持续燃烧，还有多余 部分。这部分热量可以使可燃气的释放速率进一步提高，为固 体持续燃烧创造更好的条件；
• （1）当薄物体2 两A 边h 同( T 时 受 T 温)度d 为 T∞( t的A ) 热气流c 加d 热 T
c dT
dt 2h T T
积分：t=0到ti；T=T0到Ti
T∞
ti
2hБайду номын сангаас学习交l流nPPTTT
T0 Ti
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➢（2）如果物体单面受热，另一面绝热，引燃时间为
ti
hclnTT
T0 Ti
《燃烧学》--第六章
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第6章 可燃固体的燃烧
6.1 固体燃烧概述
6.2 几类典型固体的燃烧（高聚物、木材、 煤）
6.3 固体可燃物的阴燃
6.4 粉尘爆炸
6.5 固体材料的阻燃概况
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6.1 固体燃烧概述
• 6.1.1固体燃烧的形式
• （1）蒸发燃烧
• 蜡烛、硫、磷、钾、钠、沥青、樟脑，萘
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➢（4）当物体一面受热通量为的辐射加热，另一面绝热时 假设物体吸收率为α，在时间间隔dt内，能量平衡方程可写成
A Q 'r ' d h t A T T 0 d A tcdT
dtQ r'' hcTT0dT
Qr
对该式从T0到Ti积分得引燃时间为
T0
ti hclnQ r'' hQ Tr''i T0
➢（3）如果物体单面受热，另一面不绝热
A h ( T T ) d ( A t ) c d A T h ( T T 0 ) dt
A h ( T 2 T T 0 )d ( tA ) c dT
dt (A)cdT
Ah(T2TT0)
T0
T∞
ti hclnTTT0T02Ti
Gcr g/（m2·s）
聚甲醛
聚甲基丙烯酸甲酯 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯
3.9
0.45 酚醛泡沫（GM—57） 4.4
0.17
3.2
0.27 聚乙烯—42％Cl
1.9
1.9
聚氨酯泡沫
2.2
2.2 聚异氰酸酯泡沫
3.0
3.0 聚乙烯—25％Cl
6.5
0.12
5.6
0.11
5.4
0.11
6.0
0.19
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• 熔点越低的可燃固体，闪点和燃点也越低，火灾危险性越大
• （2）热分解温度
• 可燃固体的热分解温度越低，燃点也越低，火灾危险性越大
• （3）自燃点
• 自燃点越低的固体，越容易燃烧，因而火灾危险性越大。
• （4）比表面积
• 相同的可燃固体，比表面积越大，火灾危险性越大。
• 随着粉尘的比表面积增大，其爆炸下限降低，最小引爆能变小而
ψ=0.27，着火点Ti＝543K，环境温度T0＝293K
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• 薄片状固体（Bi=hL/K数较小）：
• 如窗帘、幕布之类
• 估算薄物的引燃时间
• 假设一薄物体的厚度、密度、热容和它与周围环境间的 对流换热系数分别为τ、ρ、c、和 h；
• 薄物体的燃点和环境温度（或物体初温）分别为 Ti和T0。
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表6－3 某些常见高聚物的氧指数
物质 名称
氧指数
物质名 称
氧指 数
物质名 称
氧指数
聚苯 乙烯
聚苯并
氯丁橡
18
咪唑
41
胶
26
聚乙 烯醇
22
聚酰甲 胺
41
硅橡胶 26～39
聚氯 乙稀
45
聚糖醇 31
缩醛共 聚物
15
聚苯 氧
28
酚醛树 脂
35
聚碳酸 酯
27
聚砜
32
环氧树 脂
20
聚四氟 乙烯
• （2）表面燃烧
• 可燃固体（如木炭、焦炭、铁、铜等）
• （3）分解燃烧
• 木材、煤、塑料、橡胶等
• （4）熏烟燃烧（阴燃）
• 只冒烟而无火焰的燃烧现象
• （5）动力燃烧（爆炸）
• 燃粉尘爆炸 / 炸药爆炸 / 轰燃（回燃、回火）
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• 6.1.2 评定固体火灾危险性的参数
• （1）熔点、闪点和燃点
❖ S=0 固体能否被引燃的临界条件。
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➢ 对于一定厚度无限大固体，可用下式估算：
Ql Ti4
KTS
T0
t
➢ Gcr与 有如下关系：
Gcr hc130H0C0
h为火焰和固体间的对流换热系数，c为空气热容量
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物质名称
一些高聚物的Gcr和值
Gcr g/（m2·s）
物质名称
物质名称 自燃点（℃） 物质名称 自燃点（℃） 物质名称 自燃点（℃）
棉花
255
聚乙烯
349
聚酰胺
424
报纸
230
聚氯乙烯
454
醋酸纤维素
475
白松
260
有机玻璃 450～462 硝酸纤维素
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氧指数测定仪
1—试样； 2—夹具； 3—点火器； 4—金属丝网； 5—支架； 6—柱内玻璃珠； 7—钢底盘； 8—三通管； 9—截止阀； 10—支持器内小孔； 11—压力表； 12—精密压力调节器 13—过滤器； 14—针形阀； 15—转子流量计
最大爆炸压力增大。
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• （5）（极限）氧指数（LOI，OI)
• 定义：刚好维持物质燃烧时的混合气体中最低氧含量的体积百分 数。
• 氧指数越小的高聚物，火灾危险性越大。 • 氧指数小于22的属易燃材料； • 氧指数在22－27之间的属难燃材料； • 而氧指数大于27的属高难燃材料。
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固体着火温学度习测交流试PPT仪
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几种可燃固体的热分解温度与燃点的关系
固体名称 热分解温度（℃） 燃点（℃）
硝化棉 赛璐珞
麻
40 90～100
107
180 150～180 150～200
固体名称
棉花 木材 蚕丝
热分解温度 （℃）
燃点（℃）
120
210
150
250～295
235
250～300
常见高分子物质的自燃点