2016年一級(jí)消防工程師實(shí)務(wù)知識(shí)點(diǎn)：燃燒類型-一級(jí)注冊(cè)消防工程師

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2016年一級(jí)消防工程師實(shí)務(wù)知識(shí)點(diǎn)：燃燒類型

由于可燃物質(zhì)存在的狀態(tài)不同，可分為均一系燃燒和非均一系燃燒。均一系燃燒指的是燃燒反應(yīng)在同一相中進(jìn)行，如氫氣在氧氣中燃燒。與其相反的燃燒反應(yīng)在兩相間即是非均一系燃燒，如石油、木材和塑料等液體和固體的燃燒。

可燃性氣體的燃燒有混合燃燒和擴(kuò)散燃燒之分?？扇夹詺怏w預(yù)先同空氣(或氧氣)混合，而后進(jìn)行的燃燒即為混合燃燒。若可燃性氣體與周圍空氣一邊混合一邊燃燒，則稱為擴(kuò)散燃燒，如可燃性氣體自管中噴出在管口發(fā)生的燃燒，即為擴(kuò)散燃燒。混合燃燒反應(yīng)迅速，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫部?，化學(xué)爆炸即屬于這種形式。在擴(kuò)散燃燒中，由于氧進(jìn)入反應(yīng)帶只是部分參與反應(yīng)，所以常產(chǎn)生不完全燃燒的碳黑。

可燃液體的燃燒有蒸發(fā)燃燒和分解燃燒之分。液體蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)行燃燒叫蒸發(fā)燃燒。難揮發(fā)可燃液體的燃燒是受熱后分解產(chǎn)生的可燃性氣體進(jìn)行燃燒，故稱為分解燃燒。液體的蒸發(fā)燃燒和分解燃燒的機(jī)理和氣體燃燒是相同的。

可燃固體燃燒，如木材和煤的燃燒，是由分解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的燃燒，因此屬于分解燃燒。像硫磺和萘這類可燃固體的燃燒，是先熔融蒸發(fā)而后進(jìn)行燃燒。因此可看作蒸發(fā)燃燒。固體燃燒一般有火焰產(chǎn)生，故又稱火焰型燃燒。當(dāng)可燃固體燃燒到最后，分解不出可燃?xì)怏w時(shí)，就剩下炭，此時(shí)沒有可見火焰，燃燒轉(zhuǎn)為表面燃燒或叫均熱型燃燒。金屬的燃燒也是一種表面燃燒。此外根據(jù)燃燒的起因和劇烈程度的不同，又有閃燃、著火以及自燃的區(qū)別。

根據(jù)燃燒的起因不同，燃燒可分為閃燃、著火和自燃三類。

物質(zhì)燃燒時(shí)的溫度變化

T初為可燃物開始加熱時(shí)的溫度。最初一段時(shí)間，加熱的大部分熱量用于熔化或分解，可燃物溫度上升較緩慢，到T氧(氧化開始溫度)時(shí)，可燃物開始氧化。由于溫度尚低，故氧化速度不快，氧化所產(chǎn)生的熱量，還不足以克服系統(tǒng)向外界所放熱量，如果此時(shí)停止加熱，仍不能引起燃燒。如繼續(xù)加熱，則溫度上升很快，到T自氧化產(chǎn)生的熱量和系統(tǒng)向外界散失的熱量相等。若溫度再稍升高，超過這種平衡狀態(tài)，即使停止加熱，溫度亦能自行上升，到T′自出現(xiàn)火焰而燃燒起來。T自為理論上的自燃點(diǎn)，T′自為開始出現(xiàn)火焰的溫度，即通常測(cè)得的自燃點(diǎn)。T自到T′自這一段延滯時(shí)間稱為誘導(dǎo)期。

誘導(dǎo)期在安全上有實(shí)用價(jià)值。在可燃?xì)怏w存在的車間中使用的防爆照明，當(dāng)燈罩破裂或密封性喪失時(shí)，即使能自動(dòng)切斷電路熄滅，但灼熱的燈絲自3000℃冷到室溫還需要一定的時(shí)間，爆炸的可能性取決于可燃?xì)怏w的誘導(dǎo)期。對(duì)于誘導(dǎo)期較長(zhǎng)的甲烷或汽油蒸氣 (數(shù)秒)，普通燈絲不致有危險(xiǎn)，但對(duì)于誘導(dǎo)期很短的氫(0.01秒)就需要尋求冷卻得特別快的特殊材料作燈絲，才能保證安全。

燃燒的活化能理論

燃燒是化學(xué)反應(yīng)，而分子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的必要條件是互相碰撞。但并不是所有碰撞的分子都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只有少數(shù)具有一定能量的分子互相碰撞才會(huì)發(fā)生反應(yīng)。這少數(shù)分子稱為活化分子。活化分子的能量要比分子平均能量超出一定值。這超出分子平均能量的定值稱為活化能。活化分子碰撞發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故稱為有效碰撞。

當(dāng)明火接觸可燃物質(zhì)時(shí)，部分分子獲得能量成為活化分子，有效碰撞次數(shù)增加而發(fā)生燃燒反應(yīng)。例如，氧原子與氫反應(yīng)的活化能為25.10kJ?mol-1，在27℃、0.1MPa時(shí)，有效碰撞僅為碰撞總數(shù)的十萬分之一，不會(huì)引發(fā)燃燒反應(yīng)。而當(dāng)明火接觸時(shí)，活化分子增多，有效碰撞次數(shù)大大增加而發(fā)生燃燒反應(yīng)。

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