燃烧学 教学课件 作者 陈长坤 第2章 燃烧的化学基础.pptVIP

4.燃烧产物的体积百分组成计算 根据耗氧原理，完全燃烧热释放速率应为： （2-37） 由于可能存在不完全燃烧现象，净燃烧热释放速率应为完全燃烧热释放速率减去排出气体中CO完全转化为CO2的热释放速率： （2-38） 2.热释放速率的测量原理 2.5　燃烧时空气需要量及火焰温度的计算 2.5.1　燃烧时空气需要量的计算2.5.2　火焰温度的计算 2.5.1　燃烧时空气需要量的计算 1.固体和液体可燃物完全燃烧的理论空气需要量2.气体可燃物的理论空气需要量3.实际空气需要量及空气消耗系数 1.固体和液体可燃物完全燃烧的理论空气需要量 习惯上将固体和液体可燃物组成成分用质量百分数来表示，如下： C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100% (2-39) (1)C完全燃烧的化学方程式： (2)H的完全燃烧的化学反应式： (3)S完全燃烧的化学反应式： （2-40） （2-41）  （2-42）  （2-43） 1.固体和液体可燃物完全燃烧的理论空气需要量 2.气体可燃物的理论空气需要量 气体可燃物的组分(按体积计)可写为： （2-44） （2-45） （2-46） 3.实际空气需要量及空气消耗系数 在燃烧过程中，实际空气的供应量与燃烧所需要的理论空气量往往不相等。将可燃物完全燃烧所消耗的实际空气量与理论空气量之比定义为空气消耗系数，用α表示，即 2.5.2　火焰温度的计算 可燃物在燃烧时放出的热量，大部分用于加热燃烧产物，还有一部分通过热辐射损失于周围环境中。 根据热平衡理论，采用平均比定压热容，可求出如下理论燃烧温度的公式： （2-48） （2-49） 2.6　燃烧产物的毒害作用及参数计算 2.6.1　燃烧的主要产物及毒害作用2.6.2　碳烟形成机理与防治2.6.3　燃烧产物计算 2.6.1　燃烧的主要产物及毒害作用 2.6.1.1　燃烧的主要产物2.6.1.2　燃烧产物的毒害作用 2.6.1.1　燃烧的主要产物 燃烧产物是指由于燃烧而生成的气体、液体和固体物质，它分为完全燃烧产物和不完全燃烧产物。 2.6.1.2　燃烧产物的毒害作用 1.烟气对人体的危害2.对疏散的危害3.对扑救的危害 1.烟气对人体的危害 (1)火灾烟气的高温毒害作用。(2)烟气中毒。(3)缺氧。(4)窒息。 (1)火灾烟气的高温毒害作用。 火灾烟气的高温对人和物体都会产生不良影响。刚刚离开起火点的烟气温度可达到800℃以上，随着离开起火点距离增加，烟气温度逐渐降低，但通常在许多区域的烟气能维持较高的温度，足以对人员构成灼烧的危险。 (2)烟气中毒。 表2?-?9　疏散时有毒气体临界含量 (3)缺氧。 表2?-?10　缺氧对人体的影响程度 (4)窒息。 火灾时人员因头部烧伤或吸入高温烟气而使口腔及喉头肿胀，以致引起呼吸道阻塞而窒息。此时，如不能得到及时抢救，就会有被烧死或者被烟气毒死的可能性。 2.对疏散的危害 烟气具有流动性，火灾过程中烟气不仅会蔓延到着火区域的房间及疏散通道内，甚至会蔓延到远离着火区域的部位。烟气中含有大量一氧化碳及各种燃烧成分的热气，对眼睛、鼻和喉产生强烈刺激，使人视力下降且呼吸困难，对人员的疏散造成极大的困难。 3.对扑救的危害 消防队员在进行灭火与救援时，同样要受到烟气的威胁。烟气可能会引起消防队员中毒、窒息，严重妨碍救援行动的展开。弥漫的烟雾影响视线，使消防队员很难找到着火点或者辨别火势发展的方向，灭火工作也就难以有效地展开。 2.6.2　碳烟形成机理与防治 2.6.2.1　碳烟粒子特征2.6.2.2　碳烟的生成机理 2.6.2.3　碳烟的防治2.6.2.4　碳烟粒子生成模型*  2.6.2.1　碳烟粒子特征 表2?-?11　碳烟粒子直径与动力学特性 燃料生成碳烟，一般认为有两种形态： (1)气相析出型碳烟。即已蒸发的燃料在空气不足的状态下温度升高发生气相分解而形成的碳烟。气体、液体和固体燃料，在燃烧时都会产生这种碳烟。 (2)残炭型碳烟。即燃烧液体燃料时，由于火场高温或油滴周围火焰的传热，在低于蒸发温度下分解形成的碳烟。 2.6.2.1　碳烟粒子特征 2.6.2.2　碳烟的生成机理 1.碳烟粒子成核2.碳烟粒子表面增长和凝聚生长3.碳烟粒子氧化 1.碳烟粒子成核 在大部分非预混系统中，碳烟是在它与空气混合之后而发生氧化的。在富氧条件下，碳氢化合物的燃烧反应可以表示如下： 2.碳烟粒子表面增长和凝聚生长 碳烟粒子可通过表面生长或凝结生长而增大，其中表面生长是指气相组分附着在碳烟核表面，并成为其一部分而使碳烟微粒逐渐增大的过程。 3.碳烟粒子氧化 在碳烟生成的过程中，也始终伴随着其氧化过程。碳烟的生成速率很快，微粒形成的特征时间是10-4s