二、按燃燒物形態(tài)分類

　　燃燒物形態(tài)——?dú)怏w、液體、固體

　　(一)氣體燃燒

　　可燃?xì)怏w的燃燒不需像固體、液體那樣經(jīng)熔化、蒸發(fā)過(guò)程，其所需熱量?jī)H用于氧化或分解，或者將氣體加熱到燃點(diǎn)，因此容易燃燒且燃燒速度快。根據(jù)燃燒前可燃?xì)怏w與氧混合狀況不同，其燃燒方式分為擴(kuò)散燃燒和預(yù)混燃燒。

　　1.擴(kuò)散燃燒

　　機(jī)理：擴(kuò)散燃燒即可燃性氣體和蒸氣分子與氣體氧化劑互相擴(kuò)散，邊混合邊燃燒。在擴(kuò)散燃燒中，可燃?xì)怏w與空氣或氧氣的混合是靠氣體的擴(kuò)散作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的，混合過(guò)程要比燃燒反應(yīng)過(guò)程慢得多，燃燒過(guò)程處于擴(kuò)散區(qū)域內(nèi)，整個(gè)燃燒速度的快慢由物理混合速度決定。

　　擴(kuò)散燃燒的特點(diǎn)為：燃燒比較穩(wěn)定，火焰溫度相對(duì)較低，擴(kuò)散火焰不運(yùn)動(dòng)，可燃?xì)怏w與氣體氧化劑的混合在可燃?xì)怏w噴口進(jìn)行，燃燒過(guò)程不發(fā)生回火現(xiàn)象(火焰縮入火孔內(nèi)部的現(xiàn)象)。對(duì)穩(wěn)定的擴(kuò)散燃燒，只要控制得好，就不會(huì)造成火災(zāi)，一旦發(fā)生火災(zāi)也較易撲救。

　　例如：火炬、燃?xì)?/P>

　　2.預(yù)混燃燒

　　機(jī)理：預(yù)混燃燒是指可燃?xì)怏w、蒸氣預(yù)先同空氣(或氧)混合，遇引火源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒。預(yù)混燃燒一般發(fā)生在封閉體系中或在混合氣體向周?chē)鷶U(kuò)散的速度遠(yuǎn)小于燃燒速度的敞開(kāi)體系中，燃燒放熱造成產(chǎn)物體積迅速膨脹，壓力升高，壓強(qiáng)可達(dá)709.1～810.4kPa。火焰在預(yù)混氣中傳播，存在正�；鹧�?zhèn)鞑ズ捅�轟兩種方式。

　　預(yù)混燃燒的特點(diǎn)為：燃燒反應(yīng)快，溫度高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤�反�?yīng)混合氣體不擴(kuò)散，在可燃混合氣中引入一火源即產(chǎn)生一個(gè)火焰中心，成為熱量與化學(xué)活性粒子集中源。

　　【習(xí)題·單選】

　　1.根據(jù)燃燒前可燃?xì)怏w與氧(　)的不同，燃燒可分為兩大類。

　　A.混合時(shí)間

　　B.混合濃度

　　C.混合狀況

　　D.混合方式

　　『正確答案』C

　　『答案解析』根據(jù)燃燒前可燃?xì)怏w與氧混合狀況不同，其燃燒方式分為擴(kuò)散燃燒和預(yù)混燃燒。

　　2.天然氣井口發(fā)生的井噴燃燒屬于(　)。

　　A.預(yù)混燃燒

　　B.擴(kuò)散燃燒

　　C.蒸發(fā)燃燒

　　D.分解燃燒

　　『正確答案』B

　　『答案解析』氣體(蒸氣)擴(kuò)散多少，就燒掉多少。人們?cè)谏�產(chǎn)、生活中的用火(如燃?xì)庾鲲�、點(diǎn)氣照明、燒氣焊等)均屬這種形式的燃燒。

　　(二)液體燃燒--液體

　　燃燒的現(xiàn)象 1.閃燃、2.沸溢 3.噴濺

　　易燃、可燃液體在燃燒過(guò)程中，并不是液體本身在燃燒，而是液體受熱時(shí)蒸發(fā)出來(lái)的液體蒸氣被分解、氧化達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒，即蒸發(fā)燃燒。因此，液體能否發(fā)生燃燒、燃燒速率高低，與液體的蒸氣壓、閃點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸發(fā)速率等性質(zhì)密切相關(guān)�？扇家后w會(huì)產(chǎn)生閃燃的現(xiàn)象。

　　【習(xí)題·多選】

　　液體能否發(fā)生燃燒、燃燒速率的高低與液體的(　)等性質(zhì)有關(guān)。

　　A.蒸氣壓

　　B.閃點(diǎn)

　　C.沸點(diǎn)

　　D.蒸發(fā)速率

　　E.流動(dòng)性

　　『正確答案』ABCD

　　『答案解析』液體能否發(fā)生燃燒、燃燒速率高低，與液體的蒸氣壓、閃點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸發(fā)速率等性質(zhì)密切相關(guān)。

　　可燃液態(tài)烴類燃燒時(shí)，通常產(chǎn)生橘色火焰并散發(fā)濃密的黑色煙云。醇類燃燒時(shí)，通常產(chǎn)生透明的藍(lán)色火焰，幾乎不產(chǎn)生煙霧。某些醚類燃燒時(shí)，液體表面伴有明顯的沸騰狀，這類物質(zhì)的火災(zāi)較難撲滅。在含有水分、黏度較大的重質(zhì)石油產(chǎn)品，如原油、重油、瀝青油等燃燒時(shí)，沸騰的水蒸氣帶著燃燒的油向空中飛濺，這種現(xiàn)象稱為揚(yáng)沸(沸溢和噴濺)。

　　1.閃燃

　　閃燃是指易燃或可燃液體(包括可熔化的少量固體，如石蠟、樟腦、萘等)揮發(fā)出來(lái)的蒸氣分子與空氣混合后，達(dá)到一定的濃度時(shí)，遇引火源產(chǎn)生一閃即滅的現(xiàn)象。發(fā)生閃燃的原因是易燃或可燃液體在閃燃溫度下蒸發(fā)的速度比較慢，蒸發(fā)出來(lái)的蒸氣僅能維持一剎那的燃燒，來(lái)不及補(bǔ)充新的蒸氣維持穩(wěn)定的燃燒，因而一閃就滅了。但閃燃卻是引起火災(zāi)事故的先兆之一。閃點(diǎn)則是指易燃或可燃液體表面產(chǎn)生閃燃的最低溫度。

　　2.沸溢

　　以原油為例，其黏度比較大，且都含有一定的水分，以乳化水和水墊兩種形式存在。所謂乳化水是原油在開(kāi)采運(yùn)輸過(guò)程中，原油中的水由于強(qiáng)力攪拌成細(xì)小的水珠懸浮于油中而成。放置久后，油水分離，水因密度大而沉降在底部形成水墊。

　　燃燒過(guò)程中，這些沸程較寬的重質(zhì)油品產(chǎn)生熱波，在熱波向液體深層運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于溫度遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)，因而熱波會(huì)使油品中的乳化水汽化，大量的蒸汽就要穿過(guò)油層向液面上浮，在向上移動(dòng)過(guò)程中形成油包氣的氣泡，即油的一部分形成了含有大量蒸汽氣泡的泡沫。這樣，必然使液體體積膨脹，向外溢出，同時(shí)部分未形成泡沫的油品也被下面的蒸汽膨脹力拋出罐外，使液面猛烈沸騰起來(lái)，就像“跑鍋”一樣，這種現(xiàn)象稱為沸溢。

　　從沸溢過(guò)程說(shuō)明，沸溢形成必須具備三個(gè)條件：

　�、僭�油具有形成熱波的特性，即沸程寬，密度相差較大。

　�、谠�油中含有乳化水，水遇熱波變成蒸汽。

　�、墼�油黏度較大，使水蒸氣不容易從下向上穿過(guò)油層。

　　3.噴濺

　　在重質(zhì)油品燃燒過(guò)程中，隨著熱波溫度的逐漸升高，熱波向下傳播的距離也加大，當(dāng)熱波達(dá)到水墊時(shí)，水墊的水大量蒸發(fā)，蒸汽體積迅速膨脹，以至把水墊上面的液體層拋向空中，向罐外噴射，這種現(xiàn)象叫噴濺。一般情況下，發(fā)生沸溢要比發(fā)生噴濺的時(shí)間早得多。發(fā)生沸溢的時(shí)間與原油的種類、水分含量有關(guān)。根據(jù)試驗(yàn)，含有1%水分的石油，經(jīng)45～60min燃燒就會(huì)發(fā)生沸溢。噴濺發(fā)生的時(shí)間與油層厚度、熱波移動(dòng)速度以及油的燃燒線速度有關(guān)。

　　研究表明，油滴飛濺高度和散落面積與油層厚度、油池直徑有關(guān)，一般散落面積的直徑與油池直徑之比均在10以上。由于噴濺帶出的燃油從池火燃燒狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐旱稳紵隣顟B(tài)，改變了燃燒條件，燃燒強(qiáng)度和危險(xiǎn)性隨之增加，并且油滴在飛濺過(guò)程中和散落后將繼續(xù)燃燒，極易造成火災(zāi)的迅速擴(kuò)大，影響周邊其他可燃物及人員、設(shè)備等，造成傷亡和損失，所以，對(duì)油池火災(zāi)而言，要避免噴濺現(xiàn)象的發(fā)生。

　　(三)固體燃燒

　　根據(jù)各類可燃固體的燃燒方式和燃燒特性，固體燃燒的形式大致可分為五種，其燃燒各有特點(diǎn)。

　　1.蒸發(fā)燃燒

　　硫、磷、鉀、鈉、蠟燭、松香、瀝青等可燃固體，在受到火源加熱時(shí)，先熔融蒸發(fā)，隨后蒸氣與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，這種形式的燃燒一般稱為蒸發(fā)燃燒。樟腦、萘等易升華物質(zhì)，在燃燒時(shí)不經(jīng)過(guò)熔融過(guò)程，但其燃燒現(xiàn)象也可看作是一種蒸發(fā)燃燒。

　　2.表面燃燒

　　可燃固體(如木炭、焦炭、鐵、銅等)的燃燒反應(yīng)是在其表面由氧和物質(zhì)直接作用而發(fā)生的，稱為表面燃燒。這是一種無(wú)火焰的燃燒，有時(shí)又稱之為異相燃燒。

　　3.分解燃燒

　　可燃固體，如木材、煤、合成塑料、鈣塑材料等，在受到火源加熱時(shí)，先發(fā)生熱分解，隨后分解出的可燃揮發(fā)分與氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，這種形式的燃燒一般稱為分解燃燒。

　　4.熏煙燃燒(陰燃)

　　可燃固體在空氣不流通、加熱溫度較低、分解出的可燃揮發(fā)分較少或逸散較快、含水分較多等條件下，往往發(fā)生只冒煙而無(wú)火焰的燃燒現(xiàn)象，這就是熏煙燃燒，又稱陰燃。陰燃是固體材料特有的燃燒形式，但其能否發(fā)生，主要取決于固體材料自身的理化性質(zhì)及其所處的外部環(huán)境。很多固體材料如紙張、鋸末、纖維織物、膠乳橡膠等，都能發(fā)生陰燃。這是因?yàn)檫@些材料受熱分解后能產(chǎn)生剛性結(jié)構(gòu)的多孔炭，從而具備多孔蓄熱并使燃燒持續(xù)下去的條件。此外，陰燃的發(fā)生需要有一個(gè)供熱強(qiáng)度適宜的熱源，通常有自燃熱源、陰燃本身的熱源和有焰燃燒火焰熄滅后的陰燃等。

　　【習(xí)題·單選】

　　不是陰燃的條件是(　)。

　　A.空氣不流通

　　B.加熱溫度較低

　　C.可燃物含水分較多

　　D.與氧化劑接觸

　　『正確答案』D

　　『答案解析』可燃固體在空氣不流通、加熱溫度較低、分解出的可燃揮發(fā)分較少或逸散較快、含水分較多等條件下，往往發(fā)生只冒煙而無(wú)火焰的燃燒現(xiàn)象，這就是熏煙燃燒，又稱陰燃。

　　5.動(dòng)力燃燒(爆炸)

　　動(dòng)力燃燒是指可燃固體或其分解析出的可燃揮發(fā)分遇火源所發(fā)生的爆炸式燃燒，主要包括可燃粉塵爆炸、炸藥爆炸、轟燃等幾種情形。其中，轟燃是指可燃固體由于受熱分解或不完全燃燒析出可燃?xì)怏w，當(dāng)其以適當(dāng)比例與空氣混合后再遇火源時(shí)，發(fā)生的爆炸式預(yù)混燃燒。例如，能析出一氧化碳的賽璐珞、能析出氰化氫的聚氨酯等，在大量堆積燃燒時(shí)，常會(huì)產(chǎn)生轟燃現(xiàn)象。建筑室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生該現(xiàn)象，具體內(nèi)容見(jiàn)本篇第二章第三節(jié)。

　　這里需要指出的是，上述各種燃燒形式的劃分不是絕對(duì)的，有些可燃固體的燃燒往往包含兩種或兩種以上的形式。例如，在適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件下，木材、棉、麻、紙張等的燃燒會(huì)明顯地存在分解燃燒、陰燃、表面燃燒等形式。

　　三、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)的概念

　　不同形態(tài)物質(zhì)的燃燒各有特點(diǎn)，通常根據(jù)不同燃燒類型，用不同的燃燒性能參數(shù)來(lái)分別衡量不同可燃物的燃燒特性。

　　(一)閃點(diǎn)

　　1.閃點(diǎn)的定義

　　在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，液體揮發(fā)的蒸氣與空氣形成的混合物，遇引火源能夠閃燃的液體最低溫度(采用閉杯法測(cè)定)，稱為閃點(diǎn)。

　　2.閃點(diǎn)的意義

　　閃點(diǎn)是可燃性液體性質(zhì)的主要標(biāo)志之一，是衡量液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小的重要參數(shù)。閃點(diǎn)越低，火災(zāi)危險(xiǎn)性越大，反之則越小。閃點(diǎn)與可燃性液體的飽和蒸氣壓有關(guān)，飽和蒸氣壓越高，閃點(diǎn)越低。在一定條件下，當(dāng)液體的溫度高于其閃點(diǎn)時(shí)，液體隨時(shí)有可能被火源引燃或發(fā)生自燃;若液體的溫度低于閃點(diǎn)，則液體是不會(huì)發(fā)生閃燃的，更不會(huì)著火。

　　飽和蒸氣壓注釋：指在一個(gè)密閉空間內(nèi)，某種物質(zhì)在給定的溫度下，該物質(zhì)的液相、氣相共存時(shí)的氣體壓力(分壓)。此時(shí)，蒸發(fā)/凝結(jié)過(guò)程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。通常對(duì)水來(lái)說(shuō)溫度越高，蒸氣壓越大。

　　表1-1-1 常見(jiàn)的幾種易燃或可燃液體的閃點(diǎn)

名稱	閃點(diǎn)（℃）	名稱	閃點(diǎn)（℃）
汽油	－50	二硫化碳	－30
煤油	38～74	甲醇	11
酒精	12	丙酮	－18
苯	－14	乙醛	－38
乙醚	－45	松節(jié)油	35

　　3.閃點(diǎn)在消防上的應(yīng)用

　　閃點(diǎn)是判斷液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小以及對(duì)可燃性液體進(jìn)行分類的主要依據(jù)�？扇夹砸后w的閃點(diǎn)越低，其火災(zāi)危險(xiǎn)性也越大。例如，汽油的閃點(diǎn)為-50℃，煤油的閃點(diǎn)為38～74℃，顯然汽油的火災(zāi)危險(xiǎn)性就比煤油大。根據(jù)閃點(diǎn)的高低，可以確定生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存可燃性液體場(chǎng)所的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別：閃點(diǎn)<28℃的為甲類;28℃≤閃點(diǎn)<60℃的為乙類;閃點(diǎn)≥60℃的為丙類(詳見(jiàn)第二篇第二章)。

　　(二)燃點(diǎn)

　　1.燃點(diǎn)的定義

　　在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，應(yīng)用外部熱源使物質(zhì)表面起火并持續(xù)燃燒一定時(shí)間所需的最低溫度稱為燃點(diǎn)。

　　2.常見(jiàn)可燃物的燃點(diǎn)

　　在一定條件下，物質(zhì)的燃點(diǎn)越低，越易著火。

　　表1-1-2 幾種常見(jiàn)可燃物的燃點(diǎn)

物質(zhì)名稱	燃點(diǎn)（℃）	物質(zhì)名稱	燃點(diǎn)（℃）
蠟燭	190	棉花	210～255
松香	216	布匹	200
橡膠	120	木材	250～300
紙張	130～230	豆油	220

　　3.燃點(diǎn)與閃點(diǎn)的關(guān)系

　　易燃液體的燃點(diǎn)一般高出其閃點(diǎn)1～5℃，并且閃點(diǎn)越低，這一差值越小，特別是在敞開(kāi)的容器中很難將閃點(diǎn)和燃點(diǎn)區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此，評(píng)定這類液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小時(shí)，一般用閃點(diǎn)。固體的火災(zāi)危險(xiǎn)性大小一般用燃點(diǎn)來(lái)衡量。

　　(三)自燃點(diǎn)

　　1.自燃點(diǎn)的定義

　　在規(guī)定的條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度，稱為自燃點(diǎn)。在這一溫度時(shí)，物質(zhì)與空氣(氧)接觸，不需要明火的作用就能發(fā)生燃燒。

　　2.常見(jiàn)可燃物的自燃點(diǎn)

　　自燃點(diǎn)是衡量可燃物質(zhì)受熱升溫導(dǎo)致自燃危險(xiǎn)的依據(jù)�？扇嘉锏淖匀键c(diǎn)越低，發(fā)生自燃的危險(xiǎn)性就越大。常見(jiàn)可燃物在空氣中的自燃點(diǎn)見(jiàn)表1-1-3。

　　表1-1-3 某些常見(jiàn)可燃物在空氣中的自燃點(diǎn)(單位：℃)

物質(zhì)名稱	自燃點(diǎn)	物質(zhì)名稱	自燃點(diǎn)
氫氣	400	丁烷	405
一氧化碳	610	乙醚	160
硫化氫	260	汽油	530～685
乙炔	305	乙醇	423

　　3.影響自燃點(diǎn)變化的規(guī)律

　　不同的可燃物有不同的自燃點(diǎn)，同一種可燃物在不同的條件下自燃點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化�？扇嘉锏淖匀键c(diǎn)越低，發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性就越大。

　　對(duì)于液體、氣體可燃物，其自燃點(diǎn)受壓力、氧濃度、催化、容器的材質(zhì)和表面積與體積比等因素的影響。而固體可燃物的自燃點(diǎn)，則受受熱熔融、揮發(fā)物的數(shù)量、固體的顆粒度、受熱時(shí)間等因素的影響。

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