本篇内容为刘谛老师版2019年一级消防工程师《消防安全技术实务》精讲班培训课程-消防基础知识-燃烧（一），含消防安全技术实务课程视频、培训课件讲义，包括燃烧条件、燃烧类型及其特点等，免费试听刘谛老师精讲班课程>>
第一篇 消防基础知识
第1讲 燃烧（一）
第一篇 消防基础知识
第一章 燃烧
第一节 燃烧条件
第二节 燃烧类型及其特点
第三节 燃烧产物（略）
第一节 燃烧条件
燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象燃烧过程中，燃烧区的温度较高，使其中白炽的固体粒子和某些不稳定（或受激发）的中间物质分子内电子发生能级跃迁，从而发出各种波长的光。发光的气相燃烧区就是火焰，它是燃烧过程中最明显的标志。由于燃烧不完全等原因，燃烧产物中会产生一些小颗粒，这样就形成了烟。
燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧。通常看到的明火都是有焰燃烧;有些固体发生表面燃烧 时，有发光发热的现象，但是没有火焰产生，这种燃烧方式 则是无焰燃烧。
燃烧的发生和发展，必须具备三个必要条件，即可燃物、 助燃物和引火源，通常称为燃烧三要素。燃烧发生时，上述三个条件必须同时具备，用着火三角形来表示（如图 1-1-1 所示）。
但要导致燃烧的发生，不仅需要满足三要素条件，而且需要三者达到一定量的要求，并且存在相互作用的过程。因此，燃烧的充分条件可进一步表述为：具备足够数量或浓度的可燃物;具备足够数量或浓度的助燃物;具备足够能量的引火源;上述三者相互作用。
一、可燃物
凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质，均称为可燃物，如木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等。可燃物按其化学组成，可分为无机可燃物和有机可燃物两大类;按其 所处的状态，又可分为可燃固体、可燃液体和可燃气体三大类。
二、助燃物
凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质，均称为助燃物，如广泛存在于空气中的氧气。普通意义上，可燃物的燃烧均是指在空气中进行的燃烧。在一定条件下，各种不同的可燃 物发生燃烧，均有本身固定的最低氧含量要求。氧含量过低，即使其他必要条件已经具备，燃烧仍不会发生。
三、引火源
使物质开始燃烧的外部热源（能源）称为引火源。在一定条件下，各种不同可燃物只有达 到一定能量才能引起燃烧。常见的引火源有下列几种：
（1）明火。明火是指生产、生活中的炉火、烛火、焊接火、吸烟火，撞击、摩擦打火，机 动车排气管火星、飞火等。
（2）电弧、电火花。电弧、电火花是指电气设备、电气线路、电气开关及漏电打火，固定电话、手机等通信工具火花，静电火花（物体静电放电，如人体衣物静电打火、人体积聚静电对物体放电打火）等。
（3）雷击。雷击瞬间高压放电能引燃任何可燃物。
（4）高温。高温是指高温加热、烘烤、积热不散、机械设备故障发热、摩擦发热、聚焦发热 等。
四、链式反应自由基
自由基是一种高度活泼的化学基团，能与其他自由基和分子起反应，从而使燃烧按链式反 应的形式扩展，也称游离基。
研究表明，大部分燃烧的发生和发展除了具备上述三个必要条件以外，其燃烧过程中还存在未受抑制的自由基作中间体。多数燃烧反应不是直接进行的，而是通过自由基团和原子这些中间 产物瞬间进行的循环链式反应。自由基的链式反应是这些燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中的物理现象。因此，大部分燃烧发生和发展需要四个必 要条件，即可燃物、助燃物、引火源和链式反应自 由基，燃烧条件可以进一步用着火四面体来表示， 如图 1-1-2 所示，四个必要条件分别对应图中四面体的四个面。
第二节 燃烧类型及其特点
一、按燃烧发生瞬间的特点分类
按照燃烧形成的条件和发生瞬间的特点，燃烧可分为着火和爆炸。
（一）着火
可燃物在与空气共存的条件下，当达到某一温度时，与引火源接触即能引起燃烧，并在引火源离开后仍能持续燃烧，这种持续燃烧的现象叫着火。着火就是燃烧的开始，并且以出现火焰为特征。着火是日常生活中常见的燃烧现象。可燃物的着火方式一般分为下列两类：
1.点燃（或称强迫着火）
点燃是指从外部能源，如电热线圈、电火花、炽热质点、点火火焰等得到能量，使混气的局部范围受到强烈的加热而着火。这时就会在靠近点火源处引发火焰，然后依靠燃烧波传播到 整个可燃混合物中，这种着火方式习惯上称为引燃。
2. 自燃
可燃物质在没有外部火源的作用时，因受热或自身发热并蓄热所产生的燃烧，称为自燃。 即物质在无外界引火源条件下，由于其本身内部所发生的生物、物理或化学变化而产生热量并 积蓄，使温度不断上升而自然燃烧的现象。自燃点是指可燃物发生自燃的最低温度。
（1）化学自燃。这类着火现象通常不需要外界加热，而是在常温下依据自身的化学反应发生的，因此习惯上称为化学自燃。例如，火柴受摩擦而着火，炸药受撞击而爆炸，金属钠在空 气中自燃，煤炭因堆积过高而自燃等。
（2）热自燃。如果将可燃物和氧化剂的混合物预先均匀地加热，随着温度的升高，当混合 物加热到某一温度时便会自动着火（这时着火发生在混合物的整个容积中） ，这种着火方式习 惯上称为热自燃。
（二）爆炸
爆炸是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间以机械功的形式释放出巨大 的能量，或是气体、蒸气在瞬间发生剧烈膨胀等现象。爆炸最重要的一个特征是爆炸点周围发 生剧烈的压力突变，这种压力突变就是爆炸产生破坏作用的原因。作为燃烧类型之一的爆炸主 要是指化学爆炸，关于爆炸的具体分类及其特点详见本篇第三章。
二、按燃烧物形态分类
燃烧物按形态分为气体燃烧、液体燃烧和固体燃烧。可燃物质受热后，因其聚集状态的不 同而发生不同的变化。绝大多数可燃物质的燃烧都是在蒸气或气体的状态下进行的，并出现火 焰。而有的物质则不能成为气态，其燃烧发生在固相中，如焦炭燃烧时呈灼热固态。可燃物质 的性质、状态不同，燃烧的特点也不一样。
（一）气体燃烧
可燃气体的燃烧无须像固体、液体那样经熔化、蒸发过程，其所需热量仅用于氧化或分解，或者将气体加热到燃点，因此容易燃烧且燃烧速度快。根据燃烧前可燃气体与氧混合状况 不同，其燃烧方式分为扩散燃烧和预混燃烧。
1.扩散燃烧
扩散燃烧即可燃性气体和蒸气分子与气体氧化剂互相扩散，边混合边燃烧。在扩散燃烧 中，可燃气体与空气或氧气的混合是靠气体的扩散作用来实现的，混合过程要比燃烧反应过程 慢得多，燃烧过程处于扩散区域内，整个燃烧速度的快慢由物理混合速度决定。
扩散燃烧的特点为：燃烧比较稳定，火焰温度相对较低，扩散火焰不运动，可燃气体与气 体氧化剂的混合在可燃气体喷口进行，燃烧过程不发生回火现象（火焰缩入火孔内部的现象）。
2. 预混燃烧
预混燃烧是指可燃气体、蒸气预先同空气（或氧）混合，遇引火源产生带有冲击力的燃烧。预混燃烧一般发生在封闭体系中或在混合气体向周围扩散的速度远小于燃烧速度的敞开体系中，燃烧放热造成产物体积迅速膨胀，压力升高，压强可达 709.1 - 810.4kPa。火焰在预混气中传播，存在正常火焰传播和爆轰两种方式。按照混合程度不同，预混燃烧还可分为部分预混式燃烧和完全预混式燃烧。
预混燃烧的特点为：燃烧反应快，温度高，火焰传播速度快，反应混合气体不扩散，在可燃混合气体中引入一个火源即产生一个火焰中心，成为热量与化学活性粒子集中源。预混气体从管口喷出发生动力燃烧，若流速大于燃烧速度，则在管中形成稳定的燃烧火焰，燃烧充分， 燃烧速度快，燃烧区呈高温白炽状，如汽灯的燃烧;若可燃混合气体在管口流速小于燃烧速度，则会发生“回火”，如制气系统检修前不进行置换就烧焊，燃气系统于开车前不进行吹扫 就点火，用气系统产生负压"回火"或漏气未被发现而用火时，往往形成动力燃烧，有可能造 成设备损坏和人员伤亡。
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