第四章 防火防爆安全技術
第一節 火災爆炸事故機理
一、燃燒與火災
(一)燃燒和火災的定義、條件
1．燃燒的定義
燃燒是物質與氧化劑之間的放熱反應，它通常同時釋放出火焰或可見光。
2．火災定義
《消防基本術語：第一部分》(GB5907—1986)將火災定義為：在時間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害。以下情況也列入火災的統計范圍；
(1)民用爆炸物品引起的火災。
(2)易燃或可燃液體、可燃氣體、蒸氣、粉塵以及其他化學易燃易爆物品爆炸翱爆炸引起的火災(地下礦井部分發生的爆炸，不列入火災統計范圍)。
(3)破壞性試驗中引起非實驗體燃燒的事故。
(4)機電設備因內部故障導致外部明火燃燒需要組織撲滅的事故，火災引起其他物件燃燒的事故。
(5)車輛、船舶；飛機以及其他交通工具發生的燃燒事故、火災由此引起的其他物件燃燒的事故(飛機因飛行事故而導致本身燃燒的除外)。
3．燃燒和火災發生的必要條件
同時具備氧化劑、可燃物、點火源，即火的三要素。這三個要素中缺少任何一個，燃燒都不能發生或持續。獲得三要素是燃燒的必要條件。在火災防治中，阻斷三要素的任何一個要素就可以撲滅火災。
(二)燃燒和火災過程和形式
1．燃燒過程
可燃物質的聚集狀態不同，其受熱后所發生的燃燒過程也不同。除結構簡單的可燃氣體(如氫氣)外，大多數可燃物質的燃燒并非是物質本身在燃燒，而是物質受熱分解出的氣體或液體蒸氣在氣相中的燃燒。
由可燃物質燃燒過程可以看出，可燃氣體最容易燃燒，其燃燒所需要的熱量只用于本身的氧化分解，并使其達到自燃點而燃燒；
可燃液體首先蒸發成蒸氣，其蒸氣進行氧化分解后達到自燃點而燃燒。
在固體燃燒中，如果是簡單物質硫、磷等，受熱后首先熔化，蒸發成蒸氣進行燃燒，沒有分解過程；
如果是復雜物質，在受熱時首先分解為氣態或液態產物，其氣態和液態產物的蒸氣進行氧化分解著火燃燒。
有的可燃固體如焦炭等，不能分解為氣態物質，在燃燒時則呈熾熱狀態，沒有火焰產生。
可燃物質的燃燒過程包括許多吸熱、放熱的化學過程和傳熱的物理過程。在燃燒發生的整個過程中，熱量通過熱傳導、熱輻射和熱對流三種方式進行傳播。在凝聚相中，主要是吸熱過程，而在氣相燃燒中則是放熱過程。大多數情況下，凝聚相中發生的過程是靠氣相燃燒放出的熱量來實現的，在所有反應區域內，若放熱量大于吸熱量，燃燒則持續進行，反之燃燒則中斷。
可燃物質燃燒過程中，溫度變化是很復雜的。最初一段時間，加熱的大部分熱量用于對燃燒物質的熔化、蒸發或分解，可燃物質的溫度上升緩慢。當溫度達到氧化開始溫度時，可燃物質開始進行氧化反應。此時由于溫度尚低，氧化反應速度不快，氧化所產生的熱量還不足以抵消系統向外界的散熱，此時停止加熱，可燃物質溫度會降低,不會發生燃燒。繼續加熱，溫度的上升則很快，到氧化產生的熱量和系統向外界散失的熱量相等，溫度再稍升高一點，則打破了這種平衡狀態，這時即使停止加熱，可燃物質溫度亦會自行升高，達到某個溫度，就會出現火焰并燃燒起來。因此，這個溫度可視為可燃物質理論上的自燃點，是開始出現火焰的溫度，即通常實際測得的自燃點。
2．燃燒形式
氣態可燃物通常為擴散燃燒，即可燃物和氧氣邊混合邊燃燒；液態可燃物．(包括受熱后先液化后燃燒的固態可燃物)通常先蒸發為可燃蒸氣，可燃蒸氣與氧化劑發生燃燒；固態可燃物先是通過熱解等過程產生可燃氣體，可燃氣體與氧化劑再發生燃燒。
根據可燃物質的聚集狀態不同，燃燒可分為以下4種形式：
(1)擴散燃燒?？扇細怏w(氫、甲烷、乙炔以及苯、酒精、汽油蒸氣等)從管道、容器的裂縫流向空氣時，可燃氣體分子與空氣分子互相擴散、混合，混合濃度達到爆炸極限范圍內的可燃氣體遇到火源即著火并能形成穩定火焰的燃燒，稱為擴散燃燒。
(2)混合燃燒。可燃氣體和助燃氣體在管道、容器和空間擴散混合，混合氣體的濃度在爆炸范圍內，遇到火源即發生燃燒，混合燃燒是在混合氣體分布的空間快速進行的，稱為混合燃燒。煤氣、液化石油氣泄漏后遇到明火發生的燃燒爆炸即是混合燃燒，失去控制的混合燃燒往往能造成重大的經濟損失和人員傷亡。
(3)蒸發燃燒。可燃液體在火源和熱源的作用下，蒸發出的蒸氣發生氧化分解而進行的燃燒，稱為蒸發燃燒。
(4)分解燃燒。可燃物質在燃燒過程中首先遇熱分解出可燃性氣體，分解出的可燃性氣體再與氧進行的燃燒，稱為分解燃燒。
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