消防从业人员基础知识之燃烧的本质和条件篇.doc

消防从业人员基础知识之燃烧的本质和条件篇消防从业人员基础知识之燃烧的本质和条件篇第一节燃烧本质一、燃烧的本质燃烧是可燃物与氧化剂作用产生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。简而言之，燃烧是一种放热、发光的化学反应。随着现代科学的发展，近代链锁反应理论认为：燃烧是一种游离基的链锁反应。链锁反应也称为链式反应，即由游离基在瞬间进行的循环连续反应。游离基又称自由基或自由原子，是化合物或单质分子中的共价键在外界因素（如光、热）的影响下，分裂而成含有不成对电子的原子或原子基团，它们的化学活性非常强，在一般条件下是不稳定的，容易自行结合成稳定分子或与其它物质的分子反应生成新的游离基。当反应物产生少量的活化中心游离基（自由基或自由原子）时，即可发生链锁反应。只要反应一经开始，就可经过许多链锁步骤自行加速发展下去（瞬间自发进行若干次），直至反应物燃尽为止。当活化中心全部消失（即游离基消失）时，链锁反应就会终止。一般认为，链锁反应机理大致可分为三个阶段：1、链引发。即生成游离基，使链式反应开始。生成的方法通常有热离解、光照法、催化法、放射线照射法、加入引发剂和氧化还原法等。2、链传递。游离基作用于其它参与反应的分子，在生成产物的同时，产生新的游离基，使链式反应自行地一个传一个，不断地进行下去。3、链终止。即游离基的消失，使链式反应终止。终止的原因一般是由于杂质的影响、抑制剂的掺人、游离基形成稳定分子、游离基撞击器壁或反应物全部变完等。链反应有分支链和不分支链两种。核爆炸就是典型的分支链反应。综上所述，物质燃烧是氧化反应，而氧化反应不一定是燃烧，能被氧化的物质不一定都是能够燃烧的物质。可燃物质的多数氧化反应不是直接进行的，而是经过一系列复杂的中间阶段反应；不是氧化整个分子，而是氧化链锁反应中间产物游离基和原子。可见，燃烧是一种极其复杂的化学反应，游离基的链锁反应是燃烧反应的实质，光和热是燃烧过程中发生的物理现象。第二节燃烧必须具备的条件一、发生燃烧的必要条件发生燃烧所需要的必要条件有三个，即：可燃物、助燃物（氧化剂）和引火源。（一）可燃物凡是能与空气中的氧或其他氧化剂发生剧烈化学反应的物质，都称为可燃物（也就是一切能够燃烧的物质）。1、气体可燃物。凡是在空气中能发生燃烧的气体，都称为可燃气体。2、液体可燃物。凡是在空气中能发生燃烧的液体，都称为可燃液体。3、固体可燃物。凡遇明火、热源能在空气（氧化剂）中燃烧的固体物质，都称为可燃固体。（二）助燃物（氧或氧化剂）凡能帮助和支持燃烧的物质，即能与可燃物发生反应的物质都称为助燃物（实质上是氧或氧化剂）。助燃物主要有两大类：1、空气或氧气2、其他氧化剂。如氯酸甲、高锰酸甲、氯、溴等。（三）引火源（也称点火源）凡是能引起可燃物与助燃物发生燃烧反应的热能，都称为引火源。二、发生燃烧的充分条件（一）一定的可燃物浓度（二）一定的氧气（氧化剂）含量实验证明，虽有空气（氧气）存在，但浓度不够，燃烧也不会发生。由于可燃物质性质不同，燃烧所需要的含氧量也不同；在等量情况下，使某些物质完全燃烧，所需要的含氧量也有差异。便如，部分常见物质燃烧所需的最低含氧量，如图所示：部分常见物质燃烧所需要最低氧量物质名称含氧量（%）物质名称含氧量（%）气油14.4乙醇15.0煤油15.0橡胶屑13.0氢气5.9多量棉花8.0（三）一定的引火能量（点火能）不管何种形式的点火能量，都必须达到一定的强度才能引起可燃物质着火。否则，燃烧就不会发生不同可燃物质燃烧所需的引火能（点火能）各不相同。几种常见可燃物燃烧所需要的温度如表所示物质名称燃点（）物质名称燃点（）松木250照明煤油86棉花210橡油120布匹200麻150纸张130黄磷34-60蜡烛190松节油53（四）相互作用燃烧不仅必须具备必要条件（三要素）和充分条件，而且还必须使以上条件相互结合、相互作用，燃烧才会发生和持续，否则，燃烧也不能发生。对无火焰燃烧可用经典三角形（如图 1-2-2）表示三者关系。燃烧三要素（三边连接）同时存在、相互作用，燃烧才会发生。无火焰燃烧具有三个特点：（1）无链锁反应。（2）氧在可燃烧的界面。（3）可燃物为炽热的固体。对有火焰燃烧，由于燃烧过程中存在未受抑制的游离基（自由基）作中间体，所以燃烧三角形增加了一个空间坐标，形成燃烧四面体。如图 1-2-3 所示。火温度氧温度温度氧燃料链反应的自由基图 1-2-2 燃烧三角形图 1-2-3 燃烧四面体第三节燃烧中的几个常用概念闪燃：在液体（固体）表面上能产生足够的可燃蒸气，遇火能产生一闪，即灭的火焰的燃烧现象称为闪燃。阴燃：没有火焰的缓慢燃烧现象称为阴燃。爆燃：以亚音速传播的爆炸称为爆燃。自燃：可燃物质在没有外部明火等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自行燃烧现象称为自燃。亦即物质在无外界引火