燃烧与火灾介绍
一、燃烧和火灾的条件
氧化剂、可燃物、点火源,即燃烧的三要素。
二、燃烧(火灾)过程和形式
1.燃烧过程
可燃物质的聚集状态不同,其受热后所发生的燃烧过程也不同。除结构简单的可燃气体(如氢气)外,大多数可燃物质的燃烧并非是物质本身在燃烧,而是物质受热分解出的气体或液体蒸气在气相中的燃烧。
2.燃烧形式
气态可燃物通常为扩散燃烧,即可燃物和氧边混合边燃烧;液态可燃物(包括受热后先液化后燃烧的固态可燃物)通常先蒸发为可燃蒸汽,可燃蒸汽与氧化剂发生燃烧;固态可燃物显示通过热解等过程产生可燃气体,可燃气体与氧化剂再发生燃烧。
可燃物质在空气中燃烧的形式有5种:
三、火灾的分类
(1)按物质的燃烧特性将火灾分为6类:
A类火灾:固体物质火灾,通常具有有机物质,在燃烧时能产生灼热灰烬,如木材、棉、毛、麻、纸。
B类火灾:液体和可熔化的固体物质火灾,如汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等。
C类火灾:气体火灾,如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气火灾等。
D类火灾:金属火灾,如钾、钠、镁,钛、锆、锂、铝镁合金火灾等。
E类火灾:带电火灾,是物体带电燃烧的火灾,如发电机、电缆、家用电器等。
F类火灾:烹饪器具内烹饪物火灾,如动植物油脂等。
(1)按照一次火灾事故造成的人员伤亡情况和直接财产损失的严重程度,火灾等级划分为4类:
四、火灾基本概念及参数
1.引燃能(最小点火能)
引燃能是指释放能够触发初始燃烧化学反应的能量,也叫最小点火能,影响其反应发生的因素包括温度、释放的能量、热量和加热时间。
2.着火延滞期(诱导期)
着火延滞期也称着火诱导期或感应期,指可燃性物质和助燃气体的混合物在高温下从开始暴露到起火的时间或混合气着火前自动加热的时间,在燃烧过程中又称为着火延滞期或着火落后期,单位ms。
3.闪燃
闪燃是在一定温度下,在液体表面上能产生足够的可燃蒸气,遇火能产生一闪即灭的燃烧现象。蒸发出来的气体仅能维持一刹那的燃烧,而来不及补充新的蒸气以维持稳定的燃烧。
4.闪点
发生闪燃的最低温度,称为该物质的闪点。 一般情况下闪点越低,火灾危险性越大。
5.燃点(着火点)
着火是指可燃物与火源接触而燃烧,并且在火源移去后仍能继续保持燃烧的现象。 可燃物质发生着火的最低温度为燃点(着火点)。 一般情况燃点(着火点)越低,火灾危险性越大。
6.阴燃
没有火焰和可见光的燃烧现象称为阴燃。通常会产生烟和温度升高,是处于燃烧初期的一种燃烧现象。
7.自燃点
自燃是指可燃物在没有外界火源的作用下,靠自热或外热而发生燃烧的现象。物质自燃分为自热自燃和受热自燃两种。
液体和固体可燃物受热分解并析出来的可燃气体挥发物越多(同一物质不同条件),其自燃点越低;固体可燃物粉碎得越细,其自燃点越低。 一般情况下,密度越大(不同物质),闪点越高而自燃点越低。例如,油品的密度:汽油<煤油<轻柴油<重柴油<蜡油<渣油其密度依次升高,而其闪点也依次升高,但自燃点则依次降低。
五、典型火灾的发展规律
分为初起期、发展期、最盛期、减弱至熄灭期。
①初起期主要特征是冒烟、阴燃。
②发展期,轰燃就发生在这一阶段。
③最盛期的火灾燃烧方式是通风控制火灾,火势的大小由建筑物的通风情况决定。
④减弱至熄灭期是火灾由最盛期开始消减直至熄灭的阶段,熄灭的原因可以是燃料不足、灭火系统的作用等。 某些情况下,建筑物内可燃物、通风条件不同,火灾有可能达不到最盛期,而是缓慢发展后就熄灭了。
六、燃烧机理
1.活化能理论
分子发生化学反应,首要条件是相互碰撞。但是参加反应的分子只是一部分,这一部分分子称为活化分子。使普通分子吸收的能量转化为活化分子的量称为活化能。温度越高,分子的运动越快。
2.过氧化物理论
燃烧反应中,首先是氧分子在热能下活化,并生成氧键—O—O—,氧键加在被氧化物上成为过氧化物。而后由过氧化物继续氧化其他被氧化物。
3.链反应理论
气态分子之间的作用,是活性分子先离解成自由基(游离基),然后自由基与另一分子作用产生一个新的自由基,新基与分子反应生成另一个新基……如此延续下去形成一系列的反应,直至反应物耗尽或因某种因素使链中断而造成反应终止。