燃烧爆炸学

（1）控制可燃物质（2）隔绝空气（3）消除点火源（4）设防火间距防火方法：（1）隔离法（2）冷却法（3）窒息法（4）抑制法灭火方法：第一节燃烧的本质和条件第二节燃烧反应速度理论第一章燃烧的化学基础燃烧的本质氧化还原反应燃烧速度快火灾3、任一反应的反应速率：fFeEbBaAAω;dtdcωBBdtdcωEEdtdcωFFbadcdcBAfωeωfeωωfedcdcFEFEFEeωbωebωωebdcdcEBEBEBωfωeωbωaωFEBABAωωbωaωBA系统反应速率badtdcA第二节燃烧反应速度理论一、反应速率的基本概念二、反应速率大小（质量作用定律）碰撞理论：化学反应是通过“碰撞”进行的。并非所有的碰撞都能引起化学反应，我们把那些能引起化学反应的碰撞称为“有效碰撞”。活化分子：有可能发生有效碰撞的分子，这些分子具有较高的能量。只有活化分子在适当的取向上的碰撞才能引发化学反应要让一个分子变成活化分子，必需给它提供足够的能量。二、质量作用定律1、质量作用定律：反应速率与各反应物的浓度的幂次方成正比，其中各反应物的浓度的幂即为该反应物化学计量数2、表达式：速度方程为：注意：质量作用定律只适于基元反应，对于非基元反应，只有分解为若干个基元反应时，才能逐个运用质量作用定律。a+b被称为反应级数。fFeEbBaAbBaACKCV三、阿累尼乌斯定律)RTEexp(KK0适用条件：（1）基元反应（2）具有明确反应级数和速度常数的复杂反应0lnKTRElnK1－0lgKT2.303RElgK1－两边取对数：1、阿累尼乌斯定律：2、基元反应速度方程：)RTEexp(CCKVbBaA0－＝)RTE(bBaA0eCCK－＝2、基元反应速度方程：)RTEexp(CCKVbBaA0－＝)RTE(bBaA0eCCK－＝频率因子K0，跟碰撞频率有关，受分子量，分子直径，温度的影响活化能E：并不是所有分子之间发生碰撞都能使反应物分子转化为产物分子，只有能量高的活化分子的碰撞才能使反应发生。这类分子的能量要比平均能量高出一定值，普通分子变成活化分子所需要的能量被称为活化能。2、基元反应速度方程：)RTEexp(CCKVbBaA0－＝)RTE(bBaA0eCCK－＝频率因子K0，跟碰撞频率有关，受分子量，分子直径，温度的影响活化能E：并不是所有分子之间发生碰撞都能使反应物分子转化为产物分子，只有能量高的活化分子的碰撞才能使反应发生。这类分子的能量要比平均能量高出一定值，普通分子变成活化分子所需要的能量被称为活化能。可燃物组成分析1、工业分析固体2、元素分析固、液体％％＝％＋％＋％＋％＋％＋％＋100WASNOHC3、成份分析%O%H%N%O%COS%H%HC%HCO%10022222mn2气体%100%%%%FCVAW几个前提条件1、可燃物百分组成：固、液体通常用质量百分数表示；气体通常用体积百分数表示？2、空气组成：按重量计按体积计3、将所有气体都看作理想气体，22.4m3/kmol；4、完全燃烧，可燃物、氧化剂符合化学计量比。O223.2%，N276.8%；O221%，N279%，其余成分忽略不计；第三节燃烧时空气需要量计算一、固体和液体可燃物的理论空气需要量1、质量百分数组成％％＝％＋％＋％＋％＋％＋％＋100WASNOHC2、1kg固体、液体可燃物完全燃烧需要的氧气质量2COOC2OHO2H22SOOS21232381232121681323211(kg/kg)10O)S8HC38(G2O0,2(kg/kg)10O)S8HC38(G2O0,23、1kg固体、液体可燃物完全燃烧需要的氧气体积2O0,V/kg)(m10O)S8HC38(0.73222.4322O0,Gair0,G0.212O0,V(kg/kg)104.31O)4.31S34.48H(11.49C20.2322O0,G/kg)(m103.33O)3.33S26.67H(8.89C32air0,V5、1kg固体、液体可燃物完全燃烧需要的空气体积4、1kg固体、液体可燃物完全燃烧需要的空气质量例题1-1试求4kg木材燃烧所需要的理论空气量。已知木材的组成为：C~43%，H~7%，O~41%，N~2%，W~6%，A~1%（质量百分数）。2O0,V/kg)(m10O)S8HC38(0.73222.4322O0,G2O0,V/kg)0.91(m/kg)(m10)40838(0.73321743)(m.33140.210.9137air0,V第三节燃烧时空气需要量计算二、气体可燃物的理论空气需要量1、体积百分数组成%O%H%N%O%COS%H%HC%HCO%10022222mn22、1m3气体可燃物完全燃烧需要的理论氧气体积22COOCO21OHOH222212222SOOHOSH23OH2mnCO)Om(nHC222mn4mol211mol211mol231mol)4m(n13m2113m2113m2313m)4m(n1)/m(m10OHC4mnSH23H21CO213322mn22O0,2V3、1m3气体可燃物完全燃烧需要的理论空气体积air0,V)/m(m10OHC4mnSH23H21CO213322mn22O0,2V)/m(m10OHC4mnSH23H21CO214.763322mn220.212O0,V试求5m3焦炉煤气燃烧所需要的理论空气量.已知组成为：CO~6.8%，H2~57%，CH4~22.5%,N2~4.7%,C2H4~3.7%,CO2~2.3%,H2O~3%（均为体积百分数）例题1-21.567.34425.22441)4(）（）（解mnHCmn）（32222.094.2010]01.5657218.621[76.4510])4(2121[76.45mOHCmnHCOVmnair)/m(m10OHC4mnSH23H21CO214.763322mn22air0,V第三节燃烧时空气需要量计算三、实际空气需要量airairVV,0,2、表达式：1、α空气消耗系数（CoefficientofAirConsumption）：实际空气量与理论空气量之比。理论空气需要量实际空气需要量α对气体可燃物：α＝1.02～1.2对液体可燃物：α＝1.1～1.3对固体可燃物：α＝1.3～1.7第三节燃烧时空气需要量计算二、气体可燃物的理论空气需要量1、体积百分数组成%O%H%N%O%COS%H%HC%HCO%10022222mn22、1m3气体可燃物完全燃烧需要的理论氧气体积22COOCO21OHOH222212222SOOHOSH23OH2mnCO)Om(nHC222mn4mol211mol211mol231mol)4m(n13m2113m2113m2313m)4m(n1)/m(m10OHC4mnSH23H21CO213322mn22O0,2V3、1m3气体可燃物完全燃烧需要的理论空气体积air0,V)/m(m10OHC4mnSH23H21CO213322mn22O0,2V)/m(m10OHC4mnSH23H21CO214.763322mn220.212O0,V一、燃烧产物的基本概念第四节燃烧产物及其计算1、完全燃烧产物（ProductsofCompleteCombustion）：不能再继续燃烧的产物。2、不完全燃烧产物（ProductsofIncompleteCombustion）：能继续燃烧的产物。3、分裂产物（DissociationProducts）：受燃烧高温作用，产物分子可逆地分解为其他分子、原子（团、或离子）。4、烟（Smoke）：由燃烧或热解作用所产生的悬浮于大气中可见的固体和（或）液体微粒。燃烧产物：由于燃烧而生成的气体、液体和固体物质。碳粒子生成的影响因素：a.氧气供给情况:氧气供给充分，碳粒子生成少，或不生成碳粒子。氧气供给不充分，碳粒子生成多。b.可燃物分子中碳氢比值：可燃物分子中碳氢比值不同，生碳能力不同，碳氢比值大的生碳能力强。c.可燃物分子结构：环状结构的芳香族化合物生碳能力比直链的脂肪族化合物高。第四节燃烧产物及其计算二、燃烧产物的毒害作用：（一）缺氧窒息作用（二）毒性、刺激性及腐蚀作用（三）高温气体的热损伤作用一、燃烧热和热值计算（一）基本概念1、反应热（EnthalpyofReaction）：以热的形式向环境散发或从环境吸收的、生成物所含能量的总和与反应物所含能量总和之间的差值。2、生成热（EnthalpyofFormation）：化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热，称为该化合物的生成热，又称为生成焓。3、燃烧热（HeatofCombustion）：可燃物和助燃物作用生成稳定产物时的化学反应热。P40表1-15第五节燃烧热及燃烧温度计算2、燃烧热的计算式（c、复杂结构的可燃物）第五节燃烧热及燃烧温度计算一、燃烧热和热值计算（二）燃烧热的计算热值（CalorificValue）：单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧所放出的热量；用Q表示。高热值低热值质量热值体积热值放热量物质形态第五节燃烧热及燃烧温度计算三、燃烧温度的计算1、理论燃烧温度（IdealTemperatureofCombustion）符合以下条件：（1）初温：298K（25℃）；（2）可燃物与空气符合化学计量比；（3）完全燃烧；（4）燃烧前后压力基本不变；（5）燃烧过程绝热。