化工安全工程课件第二章－燃烧与爆炸.ppt

第二章燃烧与爆炸
第一节燃烧及其特性
第二节燃烧机理
第三节燃烧速度
第四节爆炸及其类特性
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第一节燃烧及其特性
一、燃烧概述
燃烧是一种同时有光和热发生的剧烈的氧化还原反应。在化学反应中,失掉电子的物质被氧化,获得电子的物质被还原。所以,氧化反应并不限于同氧的反应。
燃烧的判断:
剧烈的氧化还原反应
放出大量的热
发出光
以上三个要点同时成立的才为燃烧。如,氢在***中燃烧。金属和酸反应非燃烧,灯泡中的灯丝非燃烧。
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二、燃烧条件
燃烧三要素:
有可燃物的存在;
有助燃物的存在;
有能导致着火的能源。
需要说明的是,具备以上三要素并不一定引起燃烧,如可燃物与助燃物的比例(浓度)、点火源的强度(温度)等。
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三、燃烧过程和燃烧形式
可燃物质和助燃物质存在的相态、混合程度和燃烧过程不尽相同,其燃烧形式是多种多样的。

按照可燃物质和助燃物质相态的不同,分为:
均相燃烧是指可燃物质和助燃物质间的燃烧反应在同一相中进行,如氢气在氧气中的燃烧,煤气在空气中的燃烧。
非均相燃烧是指可燃物质和助燃物质并非同相,如石油(液相)、木材(固相)在空气(气相)中的燃烧。非均相燃烧比较复杂,需要考虑可燃液体或固体的加热,以及由此产生的相变化。
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按照可燃气体的燃烧过程不同,分:
混合燃烧:可燃气体与助燃气体预先混合而后进行的燃烧。速度快、温度高,一般爆炸反应属于这种形式
扩散燃烧:可燃气体由容器或管道中喷出,与周围的空气(或氧气)互相接触扩散而产生的燃烧。在扩散燃烧中,由于与可燃气体接触的氧气量偏低,通常会产生不完全燃烧的炭黑。
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、分解燃烧和表面燃烧
蒸发燃烧:可燃液体蒸发出的可燃蒸气的燃烧。通常液体本身并不燃烧,只是由液体蒸发出的蒸气进行燃烧。
分解燃烧:固体或不挥发性液体经热分解产生的可燃气体的燃烧。如木材和煤大都是由热分解产生的可燃气体进行燃烧。
可燃固体和液体的蒸发燃烧和分解燃烧,均有火焰产生,属火焰型燃烧。
表面燃烧:当可燃固体燃烧至分解不出可燃气体时,便没有火焰,燃烧继续在所剩固体的表面进行的燃烧。金属燃烧即属表面燃烧,无气化过程,无需吸收蒸发热,燃烧温度较高。
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物质燃烧过程的温度变化历程
T初为可燃物质开始加热的温度。初始阶段,加热的热量用于可燃物质的熔化或分解,温度上升较缓慢。
到达T氧,可燃物质开始氧化。由于温度较低,氧化速度不快,氧化产生的热量尚不足以抵消向外界的散热。此时若停止加热,尚不会引起燃烧。
继续加热,到达T自,即使停止加热,温度仍自行升高。T自是理论上的自燃点,T自′是开始出现火焰的温度,为实际测得的自燃点。T燃为物质的燃烧温度。 T自到T自′的时间间隔称为燃烧诱导期(着火延滞期)。
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诱导期与自燃点的关系
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如果按照燃烧起因,燃烧分为闪燃、点燃和自燃三种类型。闪点、着火点和自燃点分别是上述三种燃烧类型的特征参数。
(1)闪燃和闪点可燃液体表而的蒸气与空气形成的混合气体与火源接近时会发生瞬间燃烧,出现瞬间火苗或闪光的现象称为闪燃。闪燃的最低温度称为闪点。如60%℃。可燃液体的温度高于其闪点时,随时都有被火点燃的危险。
闪点这个概念主要适用于可燃液体,某些可燃固体,如樟脑和萘等,也能蒸发或升华为蒸气,因此也有闪点。
四、燃烧种类
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(2)点燃和着火点可燃物质在空气充足的条件下,达到一定温度与火源接触即行着火,移去火源后仍能持续燃烧,这种现象称为点燃。点燃的最低温度称为着火点。
可燃液体的着火点约高于其闪点5-20℃。但闪点在l00℃以下时,二者往往相同。在没有闪点数据的情况下,也可以用着火点表征物质的火险。
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