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2019一級消防工程師實務備考考點:燃燒類型及其特點

瀏覽次數: 日期: 2019-04-24 15:52

  一級注冊消防工程師證書炙手可熱,證書含金量在建筑行業證書中也是非常熱門。文道教育整理了 2019一級消防工程師實務考點:燃燒類型及其特點,分享給大家。

  一、按燃燒物形態分類

  (一)氣體燃燒

  根據燃燒前可燃氣體與氧混合狀況不同,其燃燒方式分為擴散燃燒和預混燃燒。

  1.擴散燃燒

  擴散燃燒即可燃性氣體和蒸氣分子與氣體氧化劑互相擴散,邊混合邊燃燒。在擴散燃燒中,可燃氣體與空氣或氧氣的混合是靠氣體的擴散作用來實現的,混合過程要比燃燒反應過程慢得多,燃燒過程處于擴散區域內,整個燃燒速度的快慢由物理混合速度決定。

  擴散燃燒的特點為:燃燒比較穩定,火焰溫度相對較低,擴散火焰不運動,可燃氣體與氣體氧化劑的混合在可燃氣體噴口進行,燃燒過程不發生回火現象(火焰縮入火孔內部的現象)。對穩定的擴散燃燒,只要控制得好,就不會造成火災,一旦發生火災也較易撲救。

  2.預混燃燒

  預混燃燒是指可燃氣體、蒸氣預先同空氣(或氧)混合,遇引火源產生帶有沖擊力的燃燒。預混燃燒一般發生在封閉體系中或在混合氣體向周圍擴散的速度遠小于燃燒速度的敞開體系中,燃燒放熱造成產物體積迅速膨脹,壓力升高。

  預混燃燒的特點為:燃燒反應快,溫度高,火焰傳播速度快,反應混合氣體不擴散,在可燃混合氣體中引入一火源即產生一個火焰中心,成為熱量與化學活性粒子集中源。 預混氣體從管口噴出發生動力燃燒,若流速大于燃燒速度,則在管中形成穩定的燃燒火焰,燃燒充分,燃燒速度快,燃燒區呈高溫白熾狀,如汽燈的燃燒;若可燃混合氣體在管口流速小于燃燒速度,則會發生“回火”,如制氣系統檢修前不進行置換就燒焊,燃氣系統于開車前不進行吹掃就點火,用氣系統產生負壓“回火”或漏氣未被發現而用火時,往往形成動力燃燒,有可能造成設備損壞和人員傷亡。

  (二)液體燃燒

  易燃、可燃液體在燃燒過程中,并不是液體本身在燃燒,而是液體受熱時蒸發出來的液體蒸氣被分解、氧化達到燃點而燃燒,即蒸發燃燒。因此,液體能否發生燃燒、燃燒速率高低,與液體的蒸氣壓、閃點、沸點和蒸發速率等性質密切相關。可燃液體會產生閃燃的現象。

  可燃液體會產生閃燃的現象。在含有水分、黏度較大的重質石油產品,如原油、重油、瀝青油等燃燒時,沸騰的水蒸氣帶著燃燒的油向空中飛濺,這種現象稱為揚沸(沸溢和噴濺)。

  1.閃燃

  閃燃是指易燃或可燃液體(包括可熔化的少量固體,如石蠟、樟腦、萘等)揮發出來的蒸氣分子與空氣混合后,達到一定的濃度時,遇引火源產生一閃即滅的現象。發生閃燃的原因是易燃或可燃液體在閃燃溫度下蒸發的速度比較慢,蒸發出來的蒸氣僅能維持一剎那的燃燒,來不及補充新的蒸氣維持穩定的燃燒,因而一閃就滅了。但閃燃卻是引起火災事故的先兆之一。閃點則是指易燃或可燃液體表面產生閃燃的最低溫度。

  2.沸溢

  以原油為例,其黏度比較大,并且都含有一定的水分,以乳化水和水墊兩種形式存在。所謂乳化水是原油在開采運輸過程中,原油中的水由于強力攪拌成細小的水珠懸浮于油中而成。放置久后,油水分離,水因密度大而沉降在底部形成水墊。

  燃燒過程中,這些沸程較寬的重質油品產生熱波,在熱波向液體深層運動時,由于溫度遠高于水的沸點,因而熱波會使油品中的乳化水汽化,大量的蒸汽就要穿過油層向液面上浮,在向上移動過程中形成油包氣的氣泡,即油的一部分形成了含有大量蒸汽氣泡的泡沫。這樣,必然使液體體積膨脹,向外溢出,同時部分未形成泡沫的油品也被下面的蒸汽膨脹力拋出罐外,使液面猛烈沸騰起來,就像“跑鍋”一樣,這種現象叫沸溢。

  3.噴濺

  在重質油品燃燒過程中,隨著熱波溫度的逐漸升高,熱波向下傳播的距離也加大,當熱波達到水墊時,水墊的水大量蒸發,蒸汽體積迅速膨脹,以至把水墊上面的液體層拋向空中,向罐外噴射,這種現象叫噴濺。一般情況下,發生沸溢要比發生噴濺的時間早得多。

  由于噴濺帶出的燃油從池火燃燒狀態轉變為液滴燃燒狀態,改變了燃燒條件,燃燒強度和危險性隨之增加,并且油滴在飛濺過程中和散落后將繼續燃燒,極易造成火災的迅速擴大,影響周邊其他可燃物及人員、設備等,造成傷亡和損失,所以,對油池火災而言,要避免噴濺現象的發生。

  (三)固體燃燒

  1.蒸發燃燒

  硫、磷、鉀、鈉、蠟燭、松香、瀝青等可燃固體,在受到火源加熱時,先熔融蒸發,隨后蒸氣與氧氣發生燃燒反應,這種形式的燃燒一般稱為蒸發燃燒。樟腦、萘等易升華物質,在燃燒時不經過熔融過程,但其燃燒現象也可看作是一種蒸發燃燒。

  2.表面燃燒

  可燃固體(如木炭、焦炭、鐵、銅等)的燃燒反應是在其表面由氧和物質直接作用而發生的,稱為表面燃燒。這是一種無火焰的燃燒,有時又稱之為異相燃燒。

  3.分解燃燒

  可燃固體,如木材、煤、合成塑料、鈣塑材料等,在受到火源加熱時,先發生熱分解,隨后分解出的可燃揮發分與氧發生燃燒反應,這種形式的燃燒一般稱為分解燃燒。

  4.熏煙燃燒(陰燃)

  可燃固體在空氣不流通、加熱溫度較低、分解出的可燃揮發分較少或逸散較快、含水分較多等條件下,往往發生只冒煙而無火焰的燃燒現象,這就是熏煙燃燒,又稱陰燃。很多固體材料,如紙張、鋸末、纖維織物、膠乳橡膠等,都能發生陰燃。此外,陰燃的發生需要有一個供熱強度適宜的熱源,通常有自燃熱源、陰燃本身的熱源和有焰燃燒火焰熄滅后的陰燃等。

  5.動力燃燒(爆炸)

  動力燃燒是指可燃固體或其分解析出的可燃揮發分遇火源所發生的爆炸式燃燒,主要包括可燃粉塵爆炸、炸藥爆炸、轟燃等幾種情形。其中,轟燃是指可燃固體由于受熱分解或不完全燃燒析出可燃氣體,當其以適當比例與空氣混合后再遇火源時,發生的爆炸式預混燃燒。例如,能析出一氧化碳的賽璐珞、能析出氰化氫的聚氨酯等,在大量堆積燃燒時,常會產生轟燃現象。

  這里需要指出的是,上述各種燃燒形式的劃分不是絕對的,有些可燃固體的燃燒往往包含兩種或兩種以上的形式。例如,在適當的外界條件下,木材、棉、麻、紙張等的燃燒會明顯地存在分解燃燒、陰燃、表面燃燒等形式。

  二、閃點、燃點、自燃點的概念

  (一)閃點

  1.閃點的定義

  在規定的試驗條件下,液體揮發的蒸氣與空氣形成的混合物,遇引火源能夠閃燃的液體最低溫度(采用閉杯法測定),稱為閃點。

  2.閃點的意義

  閃點是可燃性液體性質的主要標志之一,是衡量液體火災危險性大小的重要參數。閃點越低,火災危險性越大,反之則越小。閃點與可燃性液體的飽和蒸氣壓有關,飽和蒸氣壓越高,閃點越低。

  3.閃點在消防上的應用

  根據閃點的高低,可以用來確定生產、加工、儲存可燃性液體場所的火災危險性類別。

  (二)燃點

  1.燃點的定義

  在規定的試驗條件下,應用外部熱源使物質表面起火并持續燃燒一定時間所需的最低溫度稱為燃點。

  2.常見可燃物的燃點

  在一定條件下,物質的燃點越低,越易著火。

  3.燃點與閃點的關系

  易燃液體的燃點一般高出其閃點1~5℃,并且閃點越低,這一差值越小,特別是在敞開的容器中很難將閃點和燃點區分開來。因此,評定這類液體火災危險性大小時,一般用閃點。固體的火災危險性大小一般用燃點來衡量。

  (三)自燃點

  1.自燃點的定義

  在規定的條件下,可燃物質產生自燃的最低溫度稱為自燃點。在這一溫度時,物質與空氣(氧)接觸,不需要明火的作用就能發生燃燒。

  2.常見可燃物的自燃點

  自燃點是衡量可燃物質受熱升溫導致自燃危險的依據。可燃物的自燃點越低,發生自燃的危險性就越大。

  3.影響自燃點變化的規律

  不同的可燃物有不同的自燃點,同一種可燃物在不同的條件下自燃點也會發生變化。可燃物的自燃點越低,發生火災的危險性就越大。

  對于液體、氣體可燃物,其自燃點受壓力、氧濃度、催化、容器的材質和表面積與體積比等因素的影響。而固體可燃物的自燃點,則受受熱熔融、揮發物的數量、固體的顆粒度、受熱時間等因素的影響。

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