文档介绍：1 消防基础知识
燃烧原理
可燃物的燃烧
火灾基础知识
消防系统及消防方针
燃烧,系指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和发烟现象。燃烧的基本特征表现为:放热、发光、生成新物质。
近代链式反应理论认为燃烧是一种游离基的链式反应。链式反应也称链锁反应,即化合物或单分子中的共价键在外界因素(如光、热)的影响下,裂解而成化学活性非常强的原子或原子团——游离基(也称自由基),在一般条件下这些原子或原子团容易自行结合成分子或与其他物质分子反应生成新的游离基。反应物产生少量新的游离基时,即可发生链式反应。
燃烧原理
链式反应机理大致可以分为三个阶段:
⑴链引发,即生成游离基,使链式反应开始。生成方法有热分解、光化、放射线照射、氧化还原、加入催化剂等。
⑵链传递,游离基作用于其他参加反应的物质分子,产生新的游离基。
⑶链终止,即游离基消失,使链的反应终止。
以聚合物为例 阐述燃烧的机理和过程
有机物聚合物的燃烧大致分为以下五个不同的阶段。 (1)加热阶段:由外部热源产生的热量给予聚合物,使聚合物的温度升高,升温的速度取决于外界热源供给能量的多少,接触聚合物的体积大小,火焰温度的高低,同时也取决于聚合物的导热容和导热系数。
(2)降解阶段 聚合物被加热到一定温度后,聚合物分子中最弱的键断裂,即发生降解,这一阶段取决于该键的键能大小,不同共价键能的大小见表1。 表1不同共价健的键能
键键能k/mol 键键能k/mol O-O C-H C-N O-H C-Cl C-F - C-C C=C C-O C=O N-H C=N
由表3-1可以看出,O-O键是最弱的键,极易断裂;C=N健是最强的键,不易断裂。
(3)分解阶段 当温度上升到一定程度时,除弱键断裂外,强健也开始断裂,即发生裂解,产生低分子化合物。一般包括(1)可燃体:H2、CH4、C2H6、CH2O、CH2COCH2、CO等;(2)不燃性气体:CO2、HCl、HBr等;(3)液态产物:聚合物部分解聚为液态产物;(4)固态产物:聚合物可部分焦化为焦碳,也可不完全燃烧产生危害很大的烟雾。 聚合物不同其分解产物的组成也不同,但大多数为可燃烃类,而且所产生的气体多是有毒或有腐蚀性的。
(4)点燃阶段 当分解阶段所产生的可燃性气体达到一定浓度,且温度也达到其燃点或闪点,并有足够的氧或氧化剂存在时,开始出现火焰,这就是点燃,燃烧从此开始。 (5)燃烧阶段 燃烧释放出的能量使活性游离基引起链式反应,不断提供可燃物质,使燃烧自动传播和扩散,火焰愈来愈大,其反应过程用方程表示如下: RH→R·+H· H·+O2→HO·+O· R·+O2→R1CHO+OH· OH·+RH→R·+H2O
燃烧的发生和发展,一般必须具备以下三个必要条件,即可燃物、氧化剂和温度。
燃烧三角形表示无焰燃烧的基本条件是确切的;而对有焰燃烧,因燃烧过程中存在未受抑制的游离基作为中间体,即前面所说的链式反应理论,所以表示有焰燃烧应增加一个必要条件——链式反应,这样就形成了燃烧四面体。
(1)可燃物:凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三种类别。可燃烧物质大多是含碳和氢的化合物,某些金属如镁、铝、钙等在某些条件下也可以燃烧,还有许多物质如肼、臭氧等在高温下可以通过自己的分解而放出光和热。
(2)氧化剂:帮助和支持可燃物燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。燃烧过程中氧化剂主要是空气中游离的氧,另外如氟、氯、溴、碘卤素元素,硝酸盐、过氧化物等化合物都可以作为燃烧反应的氧化剂。
燃烧的必要条件: