防火防爆安全技術(shù)

　　火災爆炸事故機理

　　一、燃燒與火災

　　(一)燃燒和火災的定義、條件

　　1.燃燒的定義

　　燃燒是物質(zhì)與氧化劑之間的放熱反應，它通常同時釋放出火焰或可見光。

　　2.火災定義

　　《消防基本術(shù)語：第一部分》(GB5907—1986)將火災定義為：在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。以下情況也列入火災的統(tǒng)計范圍;

　　(1)民用爆炸物品引起的火災。

　　(2)易燃或可燃液體、可燃氣體、蒸氣、粉塵以及其他化學易燃易爆物品爆炸翱爆炸引起的火災(地下礦井部分發(fā)生的爆炸，不列入火災統(tǒng)計范圍)。

　　(3)破壞性試驗中引起非實驗體燃燒的事故。

　　(4)機電設備因內(nèi)部故障導致外部明火燃燒需要組織撲滅的事故，火災引起其他物件燃燒的事故。

　　(5)車輛、船舶;飛機以及其他交通工具發(fā)生的燃燒事故、火災由此引起的其他物件燃燒的事故(飛機因飛行事故而導致本身燃燒的除外)。

　　3.燃燒和火災發(fā)生的必要條件

　　同時具備氧化劑、可燃物、點火源，即火的三要素。這三個要素中缺少任何一個，燃燒都不能發(fā)生或持續(xù)。獲得三要素是燃燒的必要條件。在火災防治中，阻斷三要素的任何一個要素就可以撲滅火災。

　　(二)燃燒和火災過程和形式

　　1.燃燒過程

　　可燃物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，其受熱后所發(fā)生的燃燒過程也不同。除結(jié)構(gòu)簡單的可燃氣體(如氫氣)外，大多數(shù)可燃物質(zhì)的燃燒并非是物質(zhì)本身在燃燒，而是物質(zhì)受熱分解出的氣體或液體蒸氣在氣相中的燃燒。

　　由可燃物質(zhì)燃燒過程可以看出，可燃氣體最容易燃燒，其燃燒所需要的熱量只用于本身的氧化分解，并使其達到自燃點而燃燒;

　　可燃液體首先蒸發(fā)成蒸氣，其蒸氣進行氧化分解后達到自燃點而燃燒。

　　在固體燃燒中，如果是簡單物質(zhì)硫、磷等，受熱后首先熔化，蒸發(fā)成蒸氣進行燃燒，沒有分解過程;

　　如果是復雜物質(zhì)，在受熱時首先分解為氣態(tài)或液態(tài)產(chǎn)物，其氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物的蒸氣進行氧化分解著火燃燒。

　　有的可燃固體如焦炭等，不能分解為氣態(tài)物質(zhì)，在燃燒時則呈熾熱狀態(tài)，沒有火焰產(chǎn)生。

　　可燃物質(zhì)的燃燒過程包括許多吸熱、放熱的化學過程和傳熱的物理過程。在燃燒發(fā)生的整個過程中，熱量通過熱傳導、熱輻射和熱對流三種方式進行傳播。在凝聚相中，主要是吸熱過程，而在氣相燃燒中則是放熱過程。大多數(shù)情況下，凝聚相中發(fā)生的過程是靠氣相燃燒放出的熱量來實現(xiàn)的，在所有反應區(qū)域內(nèi)，若放熱量大于吸熱量，燃燒則持續(xù)進行，反之燃燒則中斷。

　　可燃物質(zhì)燃燒過程中，溫度變化是很復雜的。最初一段時間，加熱的大部分熱量用于對燃燒物質(zhì)的熔化、蒸發(fā)或分解，可燃物質(zhì)的溫度上升緩慢。當溫度達到氧化開始溫度時，可燃物質(zhì)開始進行氧化反應。此時由于溫度尚低，氧化反應速度不快，氧化所產(chǎn)生的熱量還不足以抵消系統(tǒng)向外界的散熱，此時停止加熱，可燃物質(zhì)溫度會降低,不會發(fā)生燃燒。繼續(xù)加熱，溫度的上升則很快，到氧化產(chǎn)生的熱量和系統(tǒng)向外界散失的熱量相等，溫度再稍升高一點，則打破了這種平衡狀態(tài)，這時即使停止加熱，可燃物質(zhì)溫度亦會自行升高，達到某個溫度，就會出現(xiàn)火焰并燃燒起來。因此，這個溫度可視為可燃物質(zhì)理論上的自燃點，是開始出現(xiàn)火焰的溫度，即通常實際測得的自燃點。

　　2.燃燒形式

　　氣態(tài)可燃物通常為擴散燃燒，即可燃物和氧氣邊混合邊燃燒;液態(tài)可燃物.(包括受熱后先液化后燃燒的固態(tài)可燃物)通常先蒸發(fā)為可燃蒸氣，可燃蒸氣與氧化劑發(fā)生燃燒;固態(tài)可燃物先是通過熱解等過程產(chǎn)生可燃氣體，可燃氣體與氧化劑再發(fā)生燃燒。

　　根據(jù)可燃物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，燃燒可分為以下4種形式：

　　(1)擴散燃燒�？扇細怏w(氫、甲烷、乙炔以及苯、酒精、汽油蒸氣等)從管道、容器的裂縫流向空氣時，可燃氣體分子與空氣分子互相擴散、混合，混合濃度達到爆炸極限范圍內(nèi)的可燃氣體遇到火源即著火并能形成穩(wěn)定火焰的燃燒，稱為擴散燃燒。

　　(2)混合燃燒�？扇細怏w和助燃氣體在管道、容器和空間擴散混合，混合氣體的濃度在爆炸范圍內(nèi)，遇到火源即發(fā)生燃燒，混合燃燒是在混合氣體分布的空間快速進行的，稱為混合燃燒。煤氣、液化石油氣泄漏后遇到明火發(fā)生的燃燒爆炸即是混合燃燒，失去控制的混合燃燒往往能造成重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。

　　(3)蒸發(fā)燃燒�？扇家后w在火源和熱源的作用下，蒸發(fā)出的蒸氣發(fā)生氧化分解而進行的燃燒，稱為蒸發(fā)燃燒。

　　(4)分解燃燒�？扇嘉镔|(zhì)在燃燒過程中首先遇熱分解出可燃性氣體，分解出的可燃性氣體再與氧進行的燃燒，稱為分解燃燒。

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