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燃烧基础知识
文章来源: 发布时间: 2022-11-17

   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。通过学习燃烧基础知识,同学们可以进一步了解燃烧机理,评估实验室内物质的火灾危险性,增强火灾防范意识。

  一、燃烧的条件
  燃烧的发生和发展,必须具备三个必要条件,即可燃物、助燃物和引火源,通常称其为燃烧三要素,用着火三角形来表示。
   

 

  

  可燃物 

  例如氢气、汽油、煤炭、纸张等,按化学组成可划分为无机可燃物和有机可燃物;按所处状态又可划分为可燃固体、可燃液体和可燃气体。  

  助燃物 

  与可燃物结合能导致和支持燃烧的氧化剂,称为助燃物。普通的燃烧在空气中进行,助燃物是空气中的氧气。需指出的是,其它氧化剂如氟、氯等也可作为助燃物。

  引火源 

  使物质开始燃烧的外部热源(能源),称为引火源。常见引火源有明火焰、电弧、电火花、炽热物体、高温加热、化学反应热、雷击等。

  燃烧发生时,上述三个条件必须同时具备,且还须保证可燃物与助燃物混合浓度处于一定范围内,且点火能量必须超过一定值。因此,燃烧发生的充要条件为:具备足够数量或浓度的可燃物、具备足够数量或浓度的助燃物、具备足够能量的引火源。

  二、燃烧性能参数 

  不同形态物质的燃烧各有特点,通常根据不同燃烧类型,用不同的燃烧性能参数分别衡量不同可燃物的燃烧特性,如下表所示 

    

  以下主要介绍闪点、燃点、自燃点及爆炸极限。 

  闪点 

  闪燃是指可燃液体挥发的蒸气与空气混合达到一定浓度,遇明火发生一闪即灭的燃烧。但闪燃却是引起火灾事故的先兆之一。

  闪点是指在规定的试验条件下,可燃液体或固体表面产生的蒸气在试验火焰作用下发生闪燃的最低温度。闪点是衡量液体火灾危险性大小的重要参数。闪点越低,火灾危险性越大,反之则越小。例如,实验室内常见化学试剂丙酮、苯、酒精的闪点分别为-18℃、-11℃、12℃。在一定条件下,当液体温度高于其闪点时,液体随时有可能被引火源引燃或发生自燃。几种常见易燃或可燃液体的闪点见下表。

   

  燃点 

  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。在一定条件下,物质的燃点越低,越易着火。几种常见可燃物的燃点见下表。 

   

   

  自燃点 

  在规定的条件下,可燃物质发生自燃的最低温度称为自燃点。在这一温度下,物质与空气(氧)接触,不需明火作用就能发生燃烧。自燃点是衡量可燃物质受热升温导致自燃危险的依据。可燃物的自燃点越低,发生火灾的危险性就越大。几种常见可燃物在空气中的自燃点见下表。 

   

  爆炸极限   

  可燃气体、蒸汽或粉尘与空气混合后,遇火会发生爆炸的最高或最低的浓度,称为爆炸浓度极限,简称爆炸极限,一般认为是物质发生爆炸必须具备的浓度范围。下表是氢气、乙炔、甲烷、丙烷、氨等实验室内常见可燃气体在空气中的爆炸极限。

   

  三、燃烧产物及其危害 

  火场研究表明,火灾遇难人员多因吸入毒性气体致死。燃烧产物中含有大量有毒气体,如CO、HCN、SO2、NO2等。火场中约50%的人员死亡是由CO中毒引起,另一半则由直接灼伤、爆炸压力及其它有毒气体引起。火灾中其它常见有毒气体的来源、生理作用及短期估计致死浓度见下表。