燃烧问题答案

1．灭火剂通常都会选用热容（大）的化学物质作为原料。热容小，施加灭火剂的可燃物（温度）降低较慢，灭火效果降低。2.新开采的煤堆积体易发生自燃，主要原因是煤的（比表面积）较大，堆积体的（氧化反应放热量）越大，有利于热量的积累。3、在扑救棉、麻、草等堆垛的火灾时，用（A类灭火剂）扑灭表面上燃烧的火焰后，不应突然打开门窗，会使供氧不足的室内阴燃转为（回燃）。4、层流扩散火焰高度与可燃气流速和喷嘴横截面积的乘积成（正比），湍流扩散火焰高度与流速无关，只与（喷嘴横截面积）成正比。5、研究人在火灾中行为的基本原则包括：行为研究中不能套用进化心理学中的概念、（多种方法相结合的原则）、伦理准则、（多学科结合的原则）。6、由于液体火灾本质上是液体蒸气的扩散燃烧，所以只有当液体的蒸发速率小于燃烧速度时才能灭火，或将表层温度降至（着火点以下）才能灭火。7、灭火剂通常具有高的（热容）。干粉灭火剂的主要灭火作用是（窒息作用）。1.F-K自燃理论得出了什么结论？利用F-K自燃理论可以确定哪些热力学参数和自燃参数？答：F-K自燃理论认为自热体系能否着火，取决于体系能否得到稳态的温度分布。利用F-K自燃理论可以确定物质的活化能、临界自燃准则参数δcr和特征尺寸。2.在扑救油罐火灾时，主要采用何种灭火剂，试用火灾学原理对其灭火作用进行分析。答：扑救油罐火灾主要使用泡沫灭火剂。泡沫灭火剂的灭火机理主要有以下几个方面：（1）覆盖作用（主要作用）：灭火泡沫在燃烧物表面形成的泡沫覆盖层，可使燃烧物表面与空气隔离，可以遮挡火焰对油面的热辐射，阻止油体的蒸发，使可燃气体难以进入燃烧区。（2）冷却作用：泡沫析出的液体对燃烧油面可起到冷却作用。（3）稀释作用：泡沫受热蒸汽产生的水蒸气有稀释燃烧区氧气浓度的作用。3.丙酮和原油发生火灾时的主要特点有何不同？产生的后果有何不同？扑救时采用的方法有何不同？答：丙酮是单组份液体，只有单一的沸点，其燃烧时的特点如下：（一）液面温度接近但稍低于液体的沸点。（二）液面加热层的厚度和液面以下的温度分布都是一定的，而且加热层很薄。原油是多组分液体，有较宽沸程，且有水垫层，其燃烧时的特点如下：(1)燃烧过程中形成热波(2)热波温度不断上升随燃烧进行，液面蒸发组分的沸点逐渐升高，热波温度会由150ºC逐渐上升到315ºC。(3)被加热层的厚度不断增大，即有热波特性。丙酮发生火灾时始终处于稳定燃烧，原油发生火灾是易发生沸溢和喷溅现象。前者发生火灾时使用普通B类灭火剂即可，后者发生火灾时需要尽量对油罐罐体进行冷却，减缓热波下降速率，推迟或避免沸溢和喷溅现象的发生。4.聚甲醛（POM）是一种性能优异的工程塑料，下图是根据锥形量热计(ConeCalorimeter)和火焰传播速率测试仪的试验结果绘制的聚甲醛的燃烧性能图，试分析回答以下问题。（1）使用锥形量热计测试材料的热释放速率，其试验的基本原理是什么？答：锥形量热仪采用氧消耗原理测量材料的热释放速率。氧消耗原理即：材料燃烧时消耗每一单位氧气所释放的热量基本相同。锥形量热仪将材料燃烧或分解释放的所有产物收集起来并通过排气管道排出气体经过充分混合后，测出其质量流和组分，测出O2、CO、CO2的浓度，通过计算可得到燃烧过程中氧气消耗量，从而计算出热释放速率。（2）图中材料的热释放速率（峰值）曲线的起点在左边纵轴上，此点代表的意义是什么？没有图（3）如果对材料进行阻燃处理，其引燃时间和热释放速率将发生什么变化？为什么？答：如对材料进行阻燃处理其燃烧速率下降，热释放速率肯定下降。但是引燃时间的变化主要看所采用的阻燃剂，常用的有机阻燃剂是通过使材料提前炭化形成保护层或释放自由基来阻燃，引燃时间会缩短。而有些无机阻燃剂，对引燃时间影响不大，甚至还能使引燃时间变长，如有机改性蒙脱土。5.图2是测定可燃气体爆炸极限的实验装置，试回答以下问题：（1）如何根据该装置对可燃气体爆炸极限进行测定？没有图，请参阅《消防燃烧学》P182页（2）由上述装置测得某气态可燃物与空气的混合物中各组分的浓度及爆炸极限为：体积%爆炸下限（V%）爆炸上限（V%）CH42.05.015.0C2H60.81.27.4C2H40.52.736空气96.7试判断该混合物遇火源能否发生爆炸。请参阅《消防燃烧学》P185-189页，使用下面公式计算算出之后，可燃混气总量为2.0+0.8+0.5=3.3%，看是否处于计算上下极限之间，如果是就能爆炸，如果在该范围之外则不会爆炸。6.对于固体可燃材料而言，在其受热引燃阶段存在热厚性与热薄性之分。所谓热厚性是指受热物体内部从受热面到背热面之间存在温度梯度，而热薄性则不存在温度梯度，内部温度是均一的。在锥形量热计试验中，对热厚性材料而言，外加热辐射强度（热通量）与材料引燃时间均方根的倒数具有线性关系；对热薄性材料而言，则与引燃时间的倒数具有线性关系。要求写出试验步骤及分析计算方法。锥形量热仪的实验步骤和计算方法你得去问一下实验室，锥形我也没接触过，我翻了一堆资料，还是没找到这两点。%NPNPNPNPxii332211100or%下)(上7．某些可燃固体在模拟实验条件下的QL、QF、LV如表所示。（1）计算可燃固体的理想燃烧速度；（2）由计算结果和实验结果相比较可以获得什么信息？没有表没法比较vlFSLQQG答：（1）临界热通量是不能引燃PMMA的最大热通量或者说是可以引燃的最低热通量。（2）引燃时间先随辐射热通量的增大而缩短，当辐射热通量达到一定值之后引燃时间基本不变。（3）辐射热通量增大时，PMMA接受的热量多，因此放热反应的速率加快，因此热释放速率上升。（4）引燃时间越长，热释放速率越低火灾风险越小，反之火灾风险越大。1301灭火剂的分子式为CF3Br，受热时分解，与燃烧所产生的OH∙、H∙、O∙等活性自由基进行链式反应。CF3∙+Br∙分解出的Br∙参与燃烧的化学反应：BrF3CH∙+Br∙HBrOH∙+HBr∙H2O+Br∙第二步产生出来的Br∙和灭火剂产生的Br∙按照上述两步反应不断消耗OH∙、H∙，使燃烧链无法维持下去，从而达到灭火目的。答：F-K自燃理论和Semenov自燃理论都属于热自燃理论。F-K自燃理论适用于固体或Bi10的物体，该理论认为自热体系能否着火，取决于体系能否得到稳态的温度分布。如果得到稳态温度分布就不会着火，反之能着火。Semenov自燃理论适用于气体或Bi0.1的物体，该理论认为自热体系能否着火取决于其放热因素和散热因素的相互关系。如果放热占优势，体系热量能够积累，温度上升，反应加速，就能够自燃，反之就不能着火。链锁反应理论认为反应体系着火与否取决于该体系自由基的生成速度和销毁速度之间的关系。如果自由基增长因素占优势，系统就会发生自由基积累，能够自燃，反之就不能自燃。答：（1）锥形量热仪采用氧消耗原理测量材料的热释放速率。氧消耗原理即：材料燃烧时消耗每一单位氧气所释放的热量基本相同。锥形量热仪将材料燃烧或分解释放的所有产物收集起来并通过排气管道排出气体经过充分混合后，测出其质量流和组分，测出O2、CO、CO2的浓度，通过计算可得到燃烧过程中氧气消耗量，从而计算出热释放速率。（2）临界热通量是不能引燃高冲击聚苯乙烯的最大热通量或者说是可以引燃的最低热通量。（3）材料竖直放置时，向上的火焰传播速率大于向下的火焰传播速率。因为向上传播时，火焰和热的燃烧产物对未燃部分有很好的预热作用，有利于未燃部分温度升高，放热反应加快。而向下火焰传播对未燃部分预先加热作用较弱，因此传播速率慢。