化工安全工程課件第二章－燃燒與爆炸(已修改)
2025-01-31 08:49 本頁面
【正文】 第二章 燃燒與爆炸 第一節(jié) 燃燒及其特性 第二節(jié) 燃燒機(jī)理 第三節(jié) 燃燒速度 第四節(jié) 爆炸及其類特性 第一節(jié) 燃燒及其特性 一、燃燒概述 燃燒是一種同時(shí)有光和熱發(fā)生的劇烈的氧化還原反應(yīng) 。在化學(xué)反應(yīng)中，失掉電子的物質(zhì)被氧化，獲得電子的物質(zhì)被還原。所以，氧化反應(yīng)并不限于同氧的反應(yīng)。 燃燒的判斷 ： ?劇烈的氧化還原反應(yīng) ?放出大量的熱 ?發(fā)出光 以上三個(gè)要點(diǎn)同時(shí)成立的才為燃燒。如，氫在氯中燃燒。金屬和酸反應(yīng)非燃燒，燈泡中的燈絲非燃燒。 二、燃燒條件 燃燒三要素 ： 有可燃物的存在； 有助燃物的存在； 有能導(dǎo)致著火的能源。 需要說明的是，具備以上三要素并不一定引起燃燒，如可燃物與助燃物的比例（濃度）、點(diǎn)火源的強(qiáng)度（溫度）等。 三、燃燒過程和燃燒形式 可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)存在的相態(tài)、混合程度和燃燒過程不盡相同，其燃燒形式是多種多樣的。 1．均相燃燒和非均相燃燒 按照可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)相態(tài)的不同，分為： ? 均相燃燒是指可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)間的燃燒反應(yīng)在同一相中進(jìn)行 ，如氫氣在氧氣中的燃燒，煤氣在空氣中的燃燒。 ? 非均相燃燒是指可燃物質(zhì)和助燃物質(zhì)并非同相 ，如石油(液相 )、木材 (固相 )在空氣 (氣相 )中的燃燒。非均相燃燒比較復(fù)雜，需要考慮可燃液體或固體的加熱，以及由此產(chǎn)生的相變化。 2．混合燃燒和擴(kuò)散燃燒 按照可燃?xì)怏w的燃燒過程不同，分： ? 混合燃燒 ：可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w預(yù)先混合而后進(jìn)行的燃燒。速度快、溫度高，一般爆炸反應(yīng)屬于這種形式 ? 擴(kuò)散燃燒 ：可燃?xì)怏w由容器或管道中噴出，與周圍的空氣 (或氧氣 )互相接觸擴(kuò)散而產(chǎn)生的燃燒。在擴(kuò)散燃燒中，由于與可燃?xì)怏w接觸的氧氣量偏低，通常會(huì)產(chǎn)生不完全燃燒的炭黑。 、分解燃燒和表面燃燒 ? 蒸發(fā)燃燒： 可燃液體蒸發(fā)出的可燃蒸氣的燃燒。通常液體本身并不燃燒，只是由液體蒸發(fā)出的蒸氣進(jìn)行燃燒。 ? 分解燃燒： 固體或不揮發(fā)性液體經(jīng)熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的燃燒。如木材和煤大都是由熱分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行燃燒。 可燃固體和液體的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒，均有火焰產(chǎn)生，屬火焰型燃燒。 ? 表面燃燒： 當(dāng)可燃固體燃燒至分解不出可燃?xì)怏w時(shí)，便沒有火焰，燃燒繼續(xù)在所剩固體的表面進(jìn)行的燃燒。金屬燃燒即屬表面燃燒，無氣化過程，無需吸收蒸發(fā)熱，燃燒溫度較高。 物質(zhì)燃燒過程的溫度變化歷程 T初 為可燃物質(zhì)開始加熱的溫度。初始階段，加熱的熱量用于可燃物質(zhì)的熔化或分解，溫度上升較緩慢。 到達(dá) T氧 ，可燃物質(zhì)開始氧化。由于溫度較低，氧化速度不快，氧化產(chǎn)生的熱量尚不足以抵消向外界的散熱。此時(shí)若停止加熱，尚不會(huì)引起燃燒。 初T氧T自T39。自T 燃T?T? 繼續(xù)加熱，到達(dá) T自 ，即使停止加熱，溫度仍自行升高。 T自 是理論上的自燃點(diǎn)， T自 ′是開始出現(xiàn)火焰的溫度，為實(shí)際測(cè)得的自燃點(diǎn) 。 T燃 為物質(zhì)的燃燒溫度。 T自 到 T自 ′的時(shí)間間隔稱為燃燒誘導(dǎo)期（著火延滯期）。
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