物质发生燃烧所需的必要条件(中小学校的火灾危险性主要有什么)

防火技术基本理论

一、燃烧的条件

1.燃烧的必要条件

燃烧是有条件的,它必须是可燃物质、氧化剂和火源这三个基本条件同时存在并且相互作用才能发生。也就是说,发生燃烧的条件必须是可燃物质和氧化剂共同存在,并构成一个燃烧系统;同时,要有导致着火的火源。

(1)可燃物。物质被分成可燃物质、难燃物质和不可燃物质三类。可燃物质是指在火源作用下能被点燃,并且当火源移去后能继续燃烧,直到燃尽的物质,如汽油、木材、纸张等。难燃物质是在火源作用下能被点燃并阴燃,当火源移去后不能继续燃烧的物质,如聚氯乙烯、酚醛塑料等。不可燃物质是在正常情况下不会被点燃的物质,如钢筋、水泥、砖、瓦、灰、砂、石等。可燃物质是防火与防爆的主要研究对象。

凡是能与空气、氧气和其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质,都称为可燃物质。可燃物的种类繁多,按其状态不同可分为气态、液态和固态三类,一般是气体较易燃烧,其次是液体,再次是固体;按其组成不同可分为无机可燃物质和有机可燃物质两类。可燃物较多为有机物,少数为无机物。

无机可燃物质主要包括某些金属单质如生产中常见的铝、镁、钠、钾、钙,以及某些非金属单质,如磷、硫、碳;此外,还有一氧化碳、氢气等。有机可燃物质种类繁多,大部分都含有碳、氢、氧元素,有些还含有少量的氮、硫、磷等。其中,碳是主要成分,其次是氢,它们在燃烧时放出大量热量。硫和磷的燃烧产物会污染环境,对人体有害。

(2)氧化剂。凡具有较强的氧化性能,能与可燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。

氧气是最常见的一种氧化剂,由于空气中含有21%的氧气,因此,人们的生产和生活空间,普遍被这种氧化剂所包围。多数可燃物能在空气中燃烧,也就是说,燃烧的氧化剂这个条件广泛存在着,而且采取防火措施时,在人们工作和生活的场所,它不便被消除。此外,生产中的许多元素和物质如氯、氟、溴、碘,以及硝酸盐、氯酸盐、高锰酸盐、过氧化氢等,都是氧化剂。

(3)着火源。具有一定温度和热量的能源,或者说能引起可燃物质着火的能源称为着火源。

生产和生活中常用的多种能源都有可能转化为着火源。例如:化学能转化为化合热、分解热、聚合热、着火热、自燃热;电能转化为电阻热、电火花、电弧、感应发热、静电发热、雷击发热;机械能转化为摩擦热、压缩热、撞击热;光能转化为热能,以及核能转化为热能。同时,这些能源的能量转化可能形成各种高温表面,如灯泡、汽车排气管、暖气管、烟囱等。还有自然界存在的地热、火山爆发,等等。几种着火源的温度见表1-8。

物质发生燃烧所需的必要条件(中小学校的火灾危险性主要有什么)插图

几种着火源的温度

2.燃烧的充分条件

在研究燃烧条件时还应当注意到,上述燃烧三个基本条件在数量上的变化,也会直接影响燃烧能否发生和持续进行。例如,氧在空气中的浓度降低到16%~14%时,木材的燃烧即停止。又如,着火源如果不具备一定的温度和足够的热量,燃烧也不会发生。例如,锻件加热炉燃煤炭时飞溅出的火星可以燃油棉丝或刨花,但如果溅落在大块木材上,就会发现它很快熄灭了,不能引起木材的燃烧,这是因为火星虽然有超过木材着火的温度,但却缺乏足够热量的缘故。实际上,燃烧反应在可燃物、氧化剂和着火源等方面都存在着极限值。因此,燃烧的充分条件有以下几方面。

(1)一定的可燃物浓度。可燃气体或蒸气只有达到一定的浓度时才会发生燃烧。例如:氢气的浓度低于4%时,便不能点燃;煤油在20℃时,接触明火也不会燃烧,这是因为在此温度下,煤油蒸气的含量还没有达到燃烧所需浓度的缘故。

(2)一定的含氧量。几种可燃物质燃烧所需要的最低含氧量如表1-9所示。

物质发生燃烧所需的必要条件(中小学校的火灾危险性主要有什么)插图1

几种可燃物燃烧所需要的最低含氧量(体积百分比)

(3)一定的着火源能量,即能引起可燃物质燃烧的最小着火能量。某些可燃物的最小着火能量如表1-10所示。

物质发生燃烧所需的必要条件(中小学校的火灾危险性主要有什么)插图2

某些可燃物的最小着火能量

(4)相互作用。燃烧的三个基本条件须相互作用,燃烧才能发生和持续进行。

综上所述,燃烧必须在必要、充分的条件下才能进行。

文章摘编自《防火与防爆》主编:杨泗霖

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