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燃烧的必要条件和充分条件

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)燃烧的必要条件燃烧必须具备3个必要条件,即可燃物、氧化剂和温度(点火源)。只有在上述的3个条件同时具备的情况下可燃物质才能发生燃烧。燃烧的充分条件有以下几点。

燃烧的必要条件和充分条件

(一)燃烧的必要条件

燃烧必须具备3个必要条件,即可燃物氧化剂和温度(点火源)。只有在上述的3个条件同时具备的情况下可燃物质才能发生燃烧。

但是对有焰燃烧,过程中存在未受抑制的游离基(自由基)作中间体,自由基能与其他的自由基和分子起反应,从而使燃烧按链式反应扩展。因此,有焰燃烧的发生需要4个必要条件,即可燃物、氧化剂、温度(点火源)和未抑制的链式反应。

1.可燃物

凡能与空气中的氧或其他氧化剂发生燃烧化学反应的物质都称“可燃物”。可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物。绝大多数的可燃固体、液体和气体材料都含有一定比例的碳和氢。除了含有碳和氢的化合物以外,含有其他元素的化合物也是可燃的。

2.氧化剂(助燃物)

与可燃物发生氧化反应的物质称为“氧化剂”,也称“助燃物”。燃烧过程中的氧化剂主要是氧,它包括游离的氧和化合物中的氧。除了氧以外,某些物质也可以作为燃烧反应的氧化剂,如氟、氯等。

3.温度(点火源)

点火源是指供给可燃物与氧或助燃剂发生燃烧反应的能量来源。一般分直接火源和间接火源两大类。

直接火源主要有:

(1)明火,指生产生活的炉火、灯火、烛火、焊接火、吸烟火、撞击、摩擦打火、机动车辆排气筒火星、飞火等;

(2)电弧电火花,指电气设备、电气线路、电气开关及漏电打火、电话、手机通信工具火花等;

(3)瞬间高压放电的雷击能引燃任何可燃物。

间接火源主要有:

(1)高温,指高温加热、烘烤、积热不散、机械设备故障发热、摩擦发热等;(www.xing528.com)

(2)自然起火,是指在既无明火、又无外来热源的情况下,物质本身自行发热、燃烧起火,如黄磷、烷基铝在空气中会自行起火;钾、钠等金属遇水着火;易燃可燃物质与氧化剂、过氧化物接触起火等。

4.链式反应

有焰燃烧都存在着链式反应。当某种可燃物受热时其分子会发生热裂作用,此时分子中一些原子间的共价键会发生断裂生成自由基。它是一种高度活泼的化学形态,能与其他的自由基和分子反应,而使燃烧持续下去,这就是链式反应。

(二)燃烧的充分条件

具备了燃烧的必要条件,并不等于燃烧必然发生。在各种必要条件下,还有一个量的概念,这就是发生燃烧或持续燃烧的充分条件。燃烧的充分条件有以下几点。

1.一定的可燃物浓度

可燃气体只有达到一定浓度才会发生燃烧或爆炸。如甲烷只有在浓度达到5%时才有可能发生燃烧。

2.一定的氧气含量

各种不同的可燃物着火燃烧,均有本身固定的最低含氧量要求。低于这一浓度,即使燃烧的其他必要条件全部具备,燃烧仍然不会发生。如汽油燃烧的最低含氧量要求为14.4%。

3.一定的点火能量

各种可燃物发生燃烧均有本身固定的最小点火能量要求。如在化学计量浓度下,汽油的最小点火能量为0.2 MJ,乙醚(5.1%)的最小点火能量为0.19 MJ。

4.未受抑制的链式反应

对于无焰燃烧,以上3个条件同时存在、相互作用,燃烧即会发生。对于有焰燃烧,除以上3个条件外,燃烧过程还需存在未受抑制的游离基(自由基),形成链式反应,使燃烧能够持续下去。

防火和灭火的基本原理就是去掉其中的一个或几个条件,使燃烧不至于发生或不能持续。

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