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燃

燒

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燃燒基礎目錄

contents燃燒本質和形式01燃燒條件02燃燒空氣量的計算03火焰04燃燒熱及燃燒溫度05燃燒過程中的熱量傳遞06火災煙氣07轟然和回燃08燃燒本質和形式01燃燒是指可燃物跟氧化劑發生的一種具有一定反應速率的放熱反應，通常伴有火焰、發光和（或）煙氣的現象。一、燃燒的概念氧化還原反應放熱發光和（或）發煙一、燃燒的概念燃燒三特征：1、氧化還原反應理論2、鏈鎖反應理論二、燃燒的本質1、質量作用定律3、請在此處添加具體內容，簡單說明即可，不必繁瑣。三、燃燒反應速度方程2、阿累尼烏斯公式三、燃燒反應速度方程3、影響燃燒反應速度的因素三、燃燒反應速度方程可燃物和助燃物濃度溫度活化能

燃燒條件02一、燃燒的必要條件123可燃物助燃物點火源必要條件溫度（引火源）可燃物（還原劑助燃物（氧化劑）二、燃燒的充分條件充分條件一定的可燃物濃度一定的助燃物濃度或含氧量一定的點火源能量未受抑制的鏈鎖反應1234可燃物助燃物點火源自由基燃燒三、燃燒條件的應用火災預防控制可燃物控制助燃物控制和消除點火源防止形成新的燃燒條件，阻止火勢擴散蔓延三、燃燒條件的應用滅火方法隔離法窒息法冷卻化學抑制燃燒空氣量的計算03描述參加燃燒反應的各種物質變化過程的表達式，就叫燃燒反應方程式。１.空氣中的氮氧比一、燃燒反應方程式2.燃燒反應方程式的書寫步驟①寫出以1mol可燃物為基準氧化方程式;②配出O2前的系數A（扣除可燃物自身含氧）;③方程式兩邊都應加上3.76Amol的N2。一、燃燒反應方程式

例如:一、燃燒反應方程式

二、純凈物燃燒空氣量的計算

1.氣態純凈物例1、試求1m3乙炔完全燃燒所需的空氣量？如果在常溫常壓下：

二、純凈物燃燒空氣量的計算2.固（液）態純凈物例2：求1Kg乙醇在常溫常壓下完全燃燒所需的空氣量？

三、混合物燃燒空氣量的計算1.氣態混合物例3、試求完全燃燒1m3高爐煤氣所需的空氣量？已知高爐煤氣的組成為：CO2—12%、CO—25%、CH4—1%、H2—2%、N2—60%。

三、混合物燃燒空氣量的計算2.固（液）態混合物例4、已知木材的組成為：C-48%、H-5%、O-40%、N-2%、H2O-5%，試求1kg這樣的木材在標準狀況下完全燃燒所需的空氣量？

四、理論空氣量和實際空氣量1.空氣供給系數

火焰041、按物質燃燒狀態不同，火焰可分為擴散火焰和預混火焰兩類。一、火焰及分類擴散燃燒預混燃燒2、根據流體力學原理，按通過火焰區的氣流性質，火焰可分為層流焰和湍流焰。一、火焰及分類湍流火焰層流火焰二、火焰的結構1、可燃物中氧、碳的含量三、火焰的特征顯光熏煙火焰C%>60%顯光不熏煙火焰C%<60%不顯光火焰O%>50%2、供氧條件三、火焰的特征3、火焰中的離子成分三、火焰的特征燃燒熱及燃燒溫度051、燃燒熱一、燃燒熱和熱值

2、熱值

熱值，是指單位質量或單位體積的可燃物完全燃燒時所釋放出的熱量，又稱發熱量，通常用Q表示。1、氣態純凈物熱值的計算二、熱值的計算

2、液（固）態純凈物熱值的計算

3、熱值的估算二、熱值的計算對火災中常見的可燃物進行試驗發現，絕大多數物質在完全燃燒時消耗單位體積的氧氣時所產生的熱量是一個常數：17.1×103kJ/m3（25℃）。1、絕熱燃燒溫度二、燃燒溫度當可燃物和空氣的初始狀態，即燃料/空氣比及溫度一定時，絕熱過程燃燒產物所能達到的溫度，這個溫度成為絕熱燃燒（火焰）溫度（最理想狀態，最高溫度）。2、實際燃燒溫度二、燃燒溫度指可燃物在實際條件下燃燒的產物溫度，也包括火場條件下的燃燒溫度。部分可燃物的絕熱燃燒溫度二、燃燒溫度物質名稱燃燒溫度物質名稱燃燒溫度物質名稱燃燒溫度甲烷1800丙酮1000鈉1400乙烷1896乙醚2861石蠟1427丙烷1977原油1100一氧化碳1680丁烷1982汽油1200硫1820戊烷1977煤油700～1030二硫化碳2195己烷1965重油1000液化氣2110苯2032煙煤1647天然氣2020甲苯2071氫氣2130石油氣2120乙炔2127煤氣1600～1850磷900甲醇1100木材1000～1177氨700乙醇1180鎂3000二、燃燒溫度影響因素可燃物種類預熱溫度富氧程度空氣供給三、熱釋放速率熱釋放速率：單位時間內材料燃燒時所釋放的熱量。熱釋放速率越大，燃燒反饋給材料表面的熱量越多，熱解速度越快，可以生成更多可燃蒸汽，從而加速火焰傳播。熱釋放速率對火災發展起著決定性作用，它決定了燃燒時能與周圍環境交換多少能量，也決定了火災的發展速度熱釋放速率是表征材料火災危險性的重要參數。燃燒過程中的熱量傳遞06熱傳播方式：熱傳導、熱對流和熱輻射1、概念一、熱傳導連續介質直接傳遞熱量而又沒有各部分之間相對的宏觀位移的一種傳熱方式。屬于接觸式傳熱，消防員通常會通過門把手來預判屋內溫度(建議用熱成像儀)2、影響因素一、熱傳導3、熱傳導與火災一、熱傳導熱傳導及時、不間斷冷卻金屬構建金屬構件受熱加熱可燃物自身受熱軟化著火坍塌疏散、清除、隔離金屬構建附近的可燃物2、分類二、熱對流流體各部分之間發生的相對位移，冷熱流體相互摻混引起量傳遞的現象。1、概念自然對流

強制對流氣體對流

液體對流3、影響因素二、熱對流124溫度差通風空洞所處的高度3

通風空洞面積風力和風向4、熱對流與火災二、熱對流火勢蔓延、新的起火點

建筑物火災排煙人為改變火災煙氣流動方向及路徑設置水槍陣地布防、堵截

原油火災

沸溢

噴濺

合理使用滅火劑排除水墊層1、概念三、熱輻射輻射是物體通過電磁波傳遞能量的過程。如果發射的輻射能是物體內部與溫度有關的內能所轉化的，則稱熱輻射。2、特點12任何物體能輻射熱量熱量總是從高溫物體輻射到低溫物體3

不需要任何介質1、影響因素三、熱輻射表面情況（粗糙度、顏色等）相對位置（角度、距離）及障礙物溫度（與溫度的4次方成正比）距離（與距離的平方成正比）1、熱輻射與火災三、熱輻射火災煙氣07一、火災煙氣概念物質高溫分解或燃燒時產生的固體小顆粒、液體微粒、氣體，連同夾帶混入的空氣形成的氣流稱為火災煙氣。包括：（1）可燃物熱解或燃燒產生的氣相產物；（2）由于卷吸而進入的空氣；（3）多種懸浮的微小固體顆粒和液滴。

大多數燃燒都會產生火災煙氣，統計結果表明，火災中80%以上遇難者是因吸入大量煙塵及有毒氣體昏迷后致死的。1、影響因素二、火災煙氣產生（1）熱解或燃燒所產生的氣（汽）體（2）熱解或燃燒所產生的懸浮微粒三、火災煙氣成分影響因素四、火災煙氣的蔓延路線：

a著火房間→走廊→樓梯間→上部樓層→室外；b著火房間→室外；C著火房間→相鄰上層房間→室外。途徑:

內墻門、洞口，外墻門、窗口，房間隔墻，空心結構，悶頂，樓梯間，各種豎井管道，樓板上的孔洞及穿越樓板、墻壁的管線和縫隙等。四、火災煙氣的蔓延煙氣流動速率:水平方向：火災初期約0.1~0.3m/s，火災中期約為0.5~0.8m/s；垂直方向：煙氣的擴散流動速率大約為1~5m/s，在煙囪效應作用下可達6~8m/s?？照{系統電梯活塞效應煙囪效應火風壓火災煙氣蔓延的驅動力

速度3-5m/s四、火災煙氣的蔓延四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——火風壓火風壓是指建筑物內發生火災時，在起火房間內，由于溫度上升，氣體迅速膨脹，對樓板和四壁形成的壓力。假定有如圖的一個建筑和豎井。豎井高H，內外溫度分別為Ts和T0，內外氣體的密度別為和。地板平面的大氣壓力為P，則在該建筑內部和外部高H處的壓力分別為：四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——煙囪效應豎井H處內外壓力差為：四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——煙囪效應在垂直的圍護物中，由于氣體對流，促使煙塵和氣流向上或向下流動的效應，稱為“煙囪效應”。四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——煙囪效應h在的高度形成壓力中性面。同理，距中性面任意距離h處，豎井內外壓差為：密度差越大，距離中性面越遠，壓力差就越大，煙囪效應越顯著。四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——煙囪效應火場上最直觀的參數為溫度,用溫度參數替換密度參數：..........(3)近似計算：..........(4)四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——煙囪效應g、P、R、M為常數，令gPM/R=Ks,則上式改寫為：煙囪效應表達式

距中性面的距離越遠，壓力差就越大，煙囪效應越顯著。管道內外溫差越大，壓力差也就越大，煙囪效應越顯著。四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——煙囪效應上下開口的豎井，當內部溫度比外部高時，火災煙氣就會在豎井內向上流動，這種氣流上升的現象稱為正煙囪效應。四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——煙囪效應上下開口的豎井，當內部溫度比外部溫度低時，火災煙氣就會在豎井內向下流動，這種氣流下降的現象稱為逆煙囪效應。四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——煙囪效應高層建筑起火，火災煙氣流動規律：高層建筑物起火，人員搜索順序：樓層搜救順序：著火層-著火層上一層-著火層上二層-中性面以上樓層-著火層下一層著火層搜救順序：著火房間-著火房間兩側房間-著火房間對面房間-其他房間四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——煙囪效應四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——外界風四、火災煙氣的蔓延火災煙氣蔓延的驅動力——空調系統通風管道將促使煙氣在樓內的蔓延。若風機正常工作，會加劇煙氣的蔓延。1.火災煙氣具有窒息性、毒性、刺激性和腐蝕性。五、火災煙氣特性CO2CO氰化氫鹵化氫氮氧化合物五、火災煙氣特性2.

火災煙氣具有高溫性最高溫度800℃受傷溫度100℃輻射溫度180℃五、火災煙氣特性3.

火災煙氣具有流動性五、火災煙氣特性4.

火災煙氣具有減光性火災煙氣濃度增加一倍，能見距離減少一半。當能見距離降到3m以下時，逃離火場就十分因難。五、火災煙氣特性5.

火災煙氣具有爆炸性六、火災煙氣對滅火救援的影響（一）火災煙氣對人員的影響

1.

火災煙氣會引起人員窒息、中毒六、火災煙氣對滅火救援的影響（一）火災煙氣對人員的影響2.火災煙氣會引起人員燙傷六、火災煙氣對滅火救援的影響（一）火災煙氣對人員的影響

3.

火災煙氣影響人員疏散及逃生行為六、火災煙氣對滅火救援的影響（二）火災煙氣對火災撲救的影響1.

煙氣在一定條件下對燃燒有阻燃作用當燃燒產物的濃度（如CO2、水蒸汽等完全燃燒產物）達到一定程度時，燃燒就會停止。據實驗證明，如果空氣中的CO2濃度達到30%時，大多數的固體可燃物就不能再發生燃燒。六、火災煙氣對滅火救援的影響（二）火災煙氣對火災撲救的影響2.

為火情偵察提供參考與依據六、火災煙氣對滅火救援的影響（二）火災煙氣對火災撲救的影響3.

為火情偵察提供參考與依據。六、火災煙氣對滅火救援的影響（二）火災煙氣對火災撲救的影響

4.

煙氣流動，有造成新的火源和促使火災發展、蔓延的危險七、火災煙氣的控制（一）防煙系統自然通分系統

機械加壓送風系統（二）排煙系統自然排煙系統

機械排煙系統轟燃和回燃08七、火災煙氣的控制（一）防煙系統自然通分系統

機械加壓送風系統（二）排煙系統自然排煙系統

機械排煙系統初期增長階段充分發展階段衰減階段轟燃a圖1-1

室內火災溫度-時間曲線室內火災發生，室內有足夠的可燃物，有足夠的助燃物即良好的通風條件，火災發生后沒有任何的人為干預，火災自由的發展，直至可燃物全部燒完。一、室內火災發展過程初期增長階段充分發展階段衰減階段轟燃a圖1-1室內火災溫度-時間曲線從出現明火算起；主要為物料控制型燃燒；燃燒面積小，室內平均溫度不高，溫度分布不平衡；燃燒狀況與敞開環境中的燃燒類似；火勢較小，是滅火的有利時機。初期增長階段:曲線a工況：一、室內火災發展過程初期增長階段充分發展階段衰減階段轟燃a圖1-2室內火災溫度-時間曲線充分發展階段:充分發展階段從轟燃開始算起；轟燃是火災充分發展階段的標志；既有物料控制型燃燒又有通風控制型燃燒，以通風控制型燃燒為主；頂棚射流、立體燃燒；全面燃燒，熱釋放速率很大，室溫急劇上升，持續高溫；是火災中最危險的階段。曲線a工況：一、室內火災發展過程初期增長階段充分發展階段衰減階段轟燃a圖1-3室內火災溫度-時間曲線衰減階段:從室內平均溫度降到其峰值的80%時算起。此階段隨著室內可燃物數量的減少，火災燃燒速度減慢，室內溫度逐漸下降，直至火災完全熄滅。曲線a工況：一、室內火災發展過程圖1-4室內火災溫度-時間曲線時間火災未發展到充分發展階段就自動熄滅或是撲滅。為孤立火源，著火物質燒完火災自行熄滅；火災被及時發現，及時干預，且滅火火行動高效，火災還未發展到充分發展階段就被撲滅。曲線b工況：一、室內火災發展過程圖1-5室內火災溫度-時間曲線時間火災發生，有足夠的可燃物，但燃燒空間相對密閉，燃燒一段時間后，室內氧含量降低，火災由有焰燃燒轉為陰燃，燃燒速度下降，火災慢慢熄滅。曲線c工況：一、室內火災發展過程圖1-6室內火災溫度-時間曲線室內火災發生，有足夠的可燃物，但燃燒空間相對密閉，燃燒一段時間后，室內氧含量降低，火災由有焰燃燒轉為陰燃，但是，此時通風條件突然改變，熱煙氣流出，新鮮空氣流入，發生回燃，室內再次發生有焰燃燒，火災再次進入充分發展階段。曲線d工況：一、室內火災發展過程初期增長階段充分發展階段衰減階段轟燃a圖

室內火災溫度-時間曲線轟燃：某一空間內，所有可燃物的表面全部卷入燃燒的瞬變過程。轟燃是建筑物室內火災發展到充分發展階段的標志。1、轟燃概念二、轟燃2、轟燃形成過程室內火災的初步發展階段二、轟燃屋頂下積累形成熱煙氣層，產生輻射熱二、轟燃2、轟燃形成過程火焰熱輻射、火災煙氣的熱輻射、屋頂和墻壁的熱輻射，其他可燃物開始裂解，并釋放出可燃的氣態裂解產物。二、轟燃2、轟燃形成過程當室內的可燃氣體達到一定濃度時，可燃氣體發生著火，所有的可燃表面同時引燃，形成轟燃。二、轟燃2、轟燃形成過程3、轟燃的形成條件（1）室內有足夠的可燃物；（2）燃燒條件良好；（3）持續燃燒；（4）室內積累大量的熱量。二、轟燃2、轟燃形成過程4、轟燃的臨界條件沃特曼（Waterman）：地板平面處至少要接收到20kw/m2以上的熱通量，可燃物燃燒速率必須大于40g/s，并維持一段時間。呼格拉德（Hugglund）：頂棚溫度達到600℃才能出現轟燃。二、轟燃5、轟燃的征兆（1）產生灼熱皮膚的輻射熱，幾秒鐘后輻射熱強度可達到10kw/m2；（3）門熱得燙手，木質部分溫度平均超過320℃；（2）室內的熱氣流使人無法堅持，室內溫度接近450℃；（4）當室內頂棚及門窗充滿高熱濃煙，或煙從窗口上部噴出，并呈翻滾現象；（5）煙氣層降至離地面1m左右，并出現滾動現象。二、轟燃6、影響轟燃的因素（1）室內燃燒物的性質合成纖維及其制品起火后比天然纖維及其制品更容易發生轟燃。（2）房屋的條件①房間大小，決定轟燃發生的先后。②與房間內保溫有關。③用塑料紙和可燃性粘結劑裝飾頂棚和墻壁，在火災中先開始燃燒，這就更增加了室內的熱量，轟燃將更快到來。二、轟燃7、轟燃的危害（1）轟燃對人員逃生危害大（2）轟燃易加速火勢蔓延（3）轟燃會破壞建筑物結構二、轟燃8、轟燃的安全防范一是加強火場的排煙散熱二是強制冷卻預防轟燃的危害：預防轟燃的發生：一是設立安全員、觀察哨，發現轟燃征兆，及時撤離；二是強化安全意識，加強安全防護。二、轟燃

建筑室內火災過程1、回燃的產生密閉室內火災發生一段時間后，由于新鮮空氣補充