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用学到的消防知识保护自己保护他人授课内容：绪论：燃烧的起源第一章燃烧第一节燃烧的本质与条件第二节不同状态物质的燃烧方式第二章火灾第一节火灾的定义和分类第二节室内火灾的发展过程绪论：燃烧俗称火，早在远古时代，人类就开始用火了。然而，人类真正认识火的本质，科学地解释这一现象，则是从氧的发现开始的，至今只有200多年的历史。古代有关火的传说：我国的“五行说”：“金、木、水、火、土”古希腊的“四元说”：“水、土、火、气”古印度的“四大说”：“地、水、火、风”在古人看来，火是万物之源，火能化育万物。但由于当时科学技术和生产力水平的限制，在那时人们不可能再进一步探究火的本质。近代欧洲“燃素说”：“燃素说”认为，火是由无数细小的微粒构成的物质实体，这种火的微粒就是燃素。按照“燃素说”，所有的可燃物都含有燃素，并在燃烧时释放出来，变成灰烬；不含燃素的物质不能燃烧；物质燃烧之所以需要空气，是因为空气能够吸收燃素。直到18世纪下半叶，氧被发现后，燃烧的秘密才终于被揭开，从而也宣告了燃素说的破产。1774年，英国科学家普利斯特利在实验室里发现了氧。在此基础上，法国化学家拉瓦锡进行了大量的实验，通过对实验结果的归纳和分析，终于在人类历史上第一次提出了科学的燃烧学说－－燃烧的氧学说，并于1777年公布于世。氧学说的中心思想是：可燃物与氧的化合反应，同时放出光和热。现代燃烧学说：燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的发热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象。从本质上说，燃烧是一种氧化－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。第一章燃烧第一节燃烧的本质与条件一、燃烧的本质：1、燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的发热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象。从本质上说，燃烧是一种氧化－还原反应。2、现代链锁反应理论：燃烧是一种游离基的链锁反应，即在瞬间进行的循环连续反应。燃烧反应不是直接进行的，而是通过游离基团和原子这些中间产物在瞬间进行的循环链式反应。不是氧化整个分子，而是氧化链锁反应中间产物－－游离基和原子。游离基的链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。3、链锁反应的基理①链引发②链传递③链的终止如：H2＋Br22HBr该反应由以下链锁反应实现（M为自由基）M＋Br22Br－＋M（链引发）Br－＋H2HBr＋H＋H＋＋Br2HBr＋Br－（链传递）H＋＋HBrH2＋Br－M＋2Br－M＋Br2（链终止）链的终止反应在低压时主要发生在容器壁上，在高压时，主要发生在容器中气相内。二、燃烧的必要条件1、可燃物：凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质，均可称之为可燃物。2、助燃物（氧化剂）：凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质，均可称之为助燃物。3、点火源：凡是能引起物质燃烧的点燃能源，统称为点火源。上述三个条件通常被称之为燃烧三要素。着火三角形对于无焰燃烧可以很恰当的表示三者的关系。但对于有焰燃烧不适用。无焰燃烧的特点：①无链锁反应②氧在可燃烧的界面③可燃物为炽热的固体三、燃烧的充分条件1、一定量的可燃物浓度2、一定的氧气（氧化剂）含量3、一定能量的点火能量4、相互作用有焰燃烧特点：①燃烧过程中未受到抑制，形成链锁反应，存在游离基（自由基）②扩散并自动地连续着火，释放能量，达到有焰燃烧的温度③可燃物呈蒸气或气体状态第二节不同状态物质的燃烧方式（一）气体物质的燃烧1、扩散燃烧是指可燃气体从喷口（管口或容器泄漏口）喷出，在喷口处与空气中的氧边扩散混合、边燃烧的现象。物质扩散燃烧的速度取决于可燃气体的喷出速度。2、预混燃烧是指可燃气体与氧在燃烧前混合，并形成一定浓度的可燃性预混气体，被点火源所引起的燃烧。这类燃烧通常是爆炸式的燃烧，也叫动力燃烧，即通常所说的气体爆炸。爆炸式的燃烧发生后，火焰返至漏气处，然后转变成稳定式的扩散燃烧。3、火焰传播机理①火焰传播的热理论热理论认为，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扩散理论认为凡是燃烧都是属于链式反应。火焰能在新鲜混气中传播是由于火焰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。火焰（即燃烧波）在预混气体中传播，从空气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。正常火焰传播的特点：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）进行传播爆轰的特点：①燃烧后气体压力要增加；②燃烧后气体密度要增加；③燃烧波以超音速进行传播可燃混气种类正常火焰传播速度爆轰波波速H2－O211.887m/s2821m/sC2H2－O211.277m/s2716m/sC3H8－O23.96m/s2280m/s4、可燃预混气体的爆炸火焰在预混气体中正常传播时，会产生二氧化碳和水蒸气等燃烧产物，同时释放出热量，并使产物受热、升温、体积膨胀。如果受热膨胀的燃烧产物不能及时排走，则会产生爆炸。可燃性预混气体的混合比不同，其爆炸压力是不相同的，当处于化学当量比时爆炸压力最大。某些物质的最大爆炸压力：物质种类爆炸压力（x105Pa）物质种类爆炸压力（x105Pa）乙醛7.3环乙烷8.6丙酮8.9丙烯8.6乙炔10.3二硫化碳7.8乙醚9.2硫化氢5.0乙醇7.5氯乙烯6.8乙烯8.9氢7.4环氧乙烷9.9丙烷8.6苯9.0正戊烷8.7爆炸产生的冲击波对砖墙建筑物的破坏：超压值（单位x105Pa）建筑物损坏情况0.02基本上没有破坏0.02－0.12玻璃窗的部分或全部破坏0.12－0.3门窗部分破坏，砖墙出现小裂缝0.3－0.5门窗大部分破坏，砖墙出现严重裂缝0.5－0.76门窗全部破坏，砖墙部分倒塌0.76砖墙全部倒塌爆炸产生的冲击波对动物的破坏：超压值（单位x105Pa）生物损伤情况0.1无损伤0.1－0.25轻伤，出现1/4的肺气肿，2-3个内脏出血点0.25－0.45中伤，出现1/3的肺气肿，1-3片内脏出血，一个大片内脏出血0.45－0.75重伤，出现1/2的肺气肿，3个以上的内脏片状出血，2个以上的内脏大面积出血0.75伤势严重，无法挽救，死亡可燃性预混气体发生爆炸的三个条件：①有可燃性气体②有空气（即有氧气等氧化剂），且可燃性气体与空气的比例必须在一定的范围内③存在一定能量的点火源预防可燃性预混气体爆炸的原则：①严格控制点火源②防止可燃性气体和空气形成爆炸性预混气体③切断爆炸传播途径（采用安全阀和爆破片等防爆措施）④在爆炸开始时及时泄出压力，防止爆炸范围扩大和爆炸压力升高可燃气体的爆炸极限：可燃气体与空气组成的混合气体遇火源能否发生爆炸，与混合气体中可燃气体浓度有关。可燃气体浓度在一定范围内，才会发生爆炸。爆炸下限：可燃气体与空气组成的混合气体遇火源能发生爆炸的可燃气体最低浓度（用体积百分数表示），称为爆炸下限。爆炸上限：可燃气体与空气组成的混合气体遇火源能发生爆炸的可燃气体最低浓度，称为爆炸上限。影响可燃气体爆炸极限的因素：①火源能量的影响引燃混合气体的火源能量越大，可燃混气的爆炸极限越宽，爆炸危险性越大。②初始压力的影响混合气体的压力增加，爆炸范围增大，爆炸危险性增加。③初始温度的影响混合气体的初始温度越高，混合气体的爆炸范围越宽，爆炸危险性越大。④惰性气体的影响在可燃混气中加入惰性气体，会使爆炸范围变窄，一般上限降低，下限变化比较复杂。5、可燃气体的爆轰：爆轰是一种激波。这种激波有预混气燃烧而产生，并依靠燃烧时释放的化学反应能量维持。爆轰形成的条件：①正常火焰传播能形成压缩扰动爆轰波的实质是一个激波，该激波是燃烧产生的压缩扰动形成的。初始正常火焰传播能否形成压缩扰动，是能否产生爆轰波的关键。因为只有压缩波才具有后面的波速比前面快的特点。②管子要足够长或自由空间的预混气体积要足够大由一系列连续压缩波重叠形成激波有一个过程，需要一段距离，若管子不够长，或自由空间的预混气体积不够大，初始正常火焰不能形成激波。③可燃混气浓度要处于爆轰极限范围内爆轰极限范围一般比爆炸极限范围要窄④管子直径大于爆轰临界直径管子直径越小，火焰的热损失越大，火焰中自由基碰到管壁销毁的机会越多，火焰传播越慢。当管子小到一定程度以后，火焰便不能传播，也就不能形成爆轰，管子能形成爆轰的最小直径称为爆轰临界直径，约为12－15mm。爆轰波的破坏特点：①爆轰波波速很快，会使设备中的常压泄压装置失去作用；②爆轰波压力很大，特别是碰到器壁反射时，压力会增加得更大；③爆轰波对生物的杀伤作用。爆轰波对生物的杀伤力与冲击波相似。防止爆轰波的产生关键是防止火焰向爆轰波转变，在未生成爆轰波前，阻止火焰的传播。为此，可在火焰传播途径中安装阻火器。在爆轰波初始生成时，可采用将管径急剧增大的方法，是爆轰中断，但此时火焰并未消除，因此还应与阻火器联合使用。（二）可燃液体的燃烧可燃液体：在常温下以液态存在，遇火、受热或接触氧化剂时，容易起火或能够燃烧的物质。饱和蒸汽压：在一定温度下，液体和它的蒸汽处于平衡状态时，蒸汽所具有的压力叫做饱和蒸汽压。液体的沸点：是指液体的饱和蒸汽压与外界压力相等时液体的温度。闪燃：在可燃液体的上方，蒸气空气的混合物遇火源发生的一闪即灭的燃烧现象。闪点：在规定的实验条件下，液体表面能够产生闪燃的最低温度。爆炸温度极限：对特定的可燃液体，饱和蒸汽压（或相应的蒸汽浓度）与温度构成一一对应关系时，蒸汽爆炸浓度上、下限所对应的液体温度称为可燃液体的爆炸温度上、下限，分别用t上、t下表示。液体的燃点：在规定的实验条件下，发生引燃着火的可燃液体的最低温度称为液体的燃点或着火点。可燃液体的爆炸分析：①凡爆炸温度下限（t下）小于最高室温（环境温度）的可燃液体，其蒸汽与空气混合物遇火源均能发生爆炸；②凡爆炸温度下限（t下）大于最高室温的可燃液体，其蒸汽与空气的混合物遇火源均不能发生爆炸；③凡爆炸温度上限（t上）小于最低室温的可燃液体，其饱和蒸汽与空气的混合物遇火源不发生爆炸；其非饱和蒸汽与空气的混合物遇火源有可能发生爆炸。（三）可燃固体的燃烧1、可燃固体的燃烧方式根据各类可燃固体的燃烧方式和燃烧特性，固体燃烧的形式大致可以分为以下五种：①蒸发燃烧②表面燃烧③分解燃烧④熏烟燃烧（阴燃）⑤动力燃烧（爆炸）①蒸发燃烧可燃固体在受到火源加热时，先熔融蒸发，然后其蒸汽与氧气发生的燃烧反应。特点：可燃固体只是受热蒸发，并没有发生分子分解。代表性物品：硫、磷、钾、钠、蜡烛、松香、沥青等。樟脑、萘等可升华物质，在燃烧时不经过熔融过程，但其燃烧现象也可以看做是一种蒸发燃烧。②表面燃烧在可燃固体表面上，由氧和物质直接作用而发生的燃烧现象。这是一种无火焰的燃烧，有时又称为异相燃烧。（异相燃烧：可燃物与氧化剂处于固、气两种不同状态时的燃烧现象。）代表性物质：木炭、焦炭、铁、铜等。③分解燃烧可燃固体，在受到火源加热时，先发生热分解，随后分解出的可燃挥发份与氧发生燃烧反应，这种形式的燃烧称之为分解燃烧。代表性物质：木材、煤、合成塑料、钙塑材料等。④熏烟燃烧（阴燃）可燃固体在堆积或空气不足的情况下发生的只冒烟而无火焰的燃烧现象。代表性物质：硝化纤维、红麻、稻草等熏烟燃烧的相关条件：可燃固体在空气流通较少、加热温度较低、分解出的可燃挥发份较少或逸散较快、含水分较多的情况下阴燃与有焰燃烧的主要区别是无火焰，与无焰燃烧的主要区别是能热分解出可燃气体。⑤动力燃烧（爆炸）指可燃固体或其分解析出的可燃挥发份遇火源所发生的爆炸式燃烧。主要包括粉尘爆炸、炸药爆炸、轰燃等几种情形。代表性物质：赛璐珞（析出CO）、聚氨脂（析出HCN）注意：上述各种燃烧形式的划分不是绝对的，有些可燃固体的燃烧往往包含两种或两种以上的形式。例如：在适当的外界条件下，木材、棉、麻、纸张等的燃烧会明显地存在分解燃烧、阴燃、表面燃烧等形式。2、评定固体火灾危险性的参数①熔点、闪点和燃点熔点越低的可燃固体，闪点和燃点通常也越低，火灾危险性也越大。固体熔点是固体变成液体的初始温度。固体燃点是指对可燃固体加热到一定温度，遇明火发生持