第六节可燃液体的燃烧

第六节第六节 可燃液体的燃烧可燃液体的燃烧一、什么是可燃液体一、什么是可燃液体可燃液体是指在标准状态下的空气中遇着火源可发生燃烧的液体。(例如汽油、乙醇等)可燃液体的火灾危险性是按液体闪点的高低进行分类的。（闪点越低液体的危险性越大，反之则越小。）二、液体的燃烧过程二、液体的燃烧过程液体在燃烧过程中，不是液体本身在燃烧，而是液体在燃烧过程中，不是液体本身在燃烧，而是液体受热是蒸发出来的蒸气被分解、氧化达到自液体受热是蒸发出来的蒸气被分解、氧化达到自燃点而燃烧。如汽油在燃烧时，首先受热蒸发出燃点而燃烧。如汽油在燃烧时，首先受热蒸发出蒸气，然后再进行分解、氧化，再进行燃烧。所蒸气，然后再进行分解、氧化，再进行燃烧。所以液体燃烧的快慢程度，以液体燃烧的快慢程度，取决于液体挥发的难易取决于液体挥发的难易程度程度。挥发性好的液体燃烧速度快，反之则慢。挥发性好的液体燃烧速度快，反之则慢。对烃类液体而言，相对密度大的液体，由于其分对烃类液体而言，相对密度大的液体，由于其分子间的引力大，不易挥发，因而相对密度大的液子间的引力大，不易挥发，因而相对密度大的液体比相对密度小的液体难于燃烧。体比相对密度小的液体难于燃烧。（一）为什么液体在燃烧时先是（一）为什么液体在燃烧时先是小火焰小火焰，后来越来越大？，后来越来越大？液体在燃烧时，由于开始时液体表面温度低，蒸发速度慢，所以燃烧的速度较慢，生成的火焰不高。但随着燃烧的进行，液体表面温度增高，蒸发速度加快，燃烧速度和火焰随之增高，直到液体沸腾，燃尽为止。（二）为何液体的化学组成不同，（二）为何液体的化学组成不同，其燃烧过程不同？其燃烧过程不同？这是因为液体在燃烧时，纯的液体燃烧时，蒸发出来的蒸气与液体的组成相同；多种混合液体燃烧时，先蒸发出来的主要是低沸点的成分，而沸点较高的成分蒸发出来的很少。所以，混合液体的燃烧，在剩下的液体中，高沸点成分的含量相对地增加，其相对密度、黏度、闪点也相应地增高。所以燃烧着火时，可对盛装的容器进行冷却。三、液体的闪点三、液体的闪点液体的闪点是指在规定的试验条件下，液体表面上能产生闪燃的最低温度。（在闭杯试验条件，何谓闭杯，是指在封闭的小杯中）1、液体闪点的变化规律、液体闪点的变化规律在闪点温度下，液体只能闪燃而不能持续燃烧，它的燃烧速度并不快，蒸气量较少，生成的蒸气仅能维持一刹那的燃烧，还未来得及供应新的蒸气继续燃烧下去，所以只能发生闪燃。闪燃往往是着火的先兆。注意，液体在闪燃时形成的蒸气浓度即是该液体的爆炸极限下限。其变化规律如下：（1 1）不同种类的液体，其化学组成不同，闪点）不同种类的液体，其化学组成不同，闪点也不同；也不同；（2 2）同类（同系物）液体的闪点变化，一般规）同类（同系物）液体的闪点变化，一般规律如下：律如下：A A、同类液体的闪点随分子量的增加而变高；、同类液体的闪点随分子量的增加而变高；B B、同类液体的闪点随沸点的升高而升高。如苯、同类液体的闪点随沸点的升高而升高。如苯的沸点为的沸点为80.36 80.36 度，闪点为度，闪点为-12-12度，甲苯的沸点度，甲苯的沸点为为110110度，其闪点为度，其闪点为5 5度。度。C C、同系物中，正构体比异构体的闪点高。这主、同系物中，正构体比异构体的闪点高。这主要是由于分子之间的范德华力的不同造成的。要是由于分子之间的范德华力的不同造成的。为何不能往煤油中加汽油？为何不能往煤油中加汽油？（3 3）混合液体的闪点）混合液体的闪点A A、两种完全互溶的可燃液体混合物的闪点，一、两种完全互溶的可燃液体混合物的闪点，一般低于这两种液体闪点的算术平均值，并且接近般低于这两种液体闪点的算术平均值，并且接近于含量大的组分的闪点。比方说：车用汽油的闪于含量大的组分的闪点。比方说：车用汽油的闪点为点为-38-38，照明用煤油的闪点为，照明用煤油的闪点为4040，如果将，如果将这两种液体按这两种液体按1:11:1比例混合时，其闪点应低于（比例混合时，其闪点应低于（-38+4038+40）1/21/2=1=1。如果往煤油中添加汽油，。如果往煤油中添加汽油，即使加的量不多，也能大大降低煤油的闪点，因即使加的量不多，也能大大降低煤油的闪点，因而也就增加了它的火灾危险性。在消防安全上，而也就增加了它的火灾危险性。在消防安全上，禁止往煤油灯里加汽油就是这个原故。禁止往煤油灯里加汽油就是这个原故。为何不能用水灭液体火灾为何不能用水灭液体火灾?B B、在可燃液体中掺入可互溶的不燃液体，其闪点会随、在可燃液体中掺入可互溶的不燃液体，其闪点会随着不燃液体含量的增加而升高，当不燃组分含量达到一着不燃液体含量的增加而升高，当不燃组分含量达到一定值时，混合液体不再发生闪燃。如甲醇中含水量增加定值时，混合液体不再发生闪燃。如甲醇中含水量增加时，其闪点升高，当含水量达时，其闪点升高，当含水量达95%95%时混合物不再发生闪时混合物不再发生闪燃。用水稀释易燃液体时，虽然能提高闪点，但只有当燃。用水稀释易燃液体时，虽然能提高闪点，但只有当溶液极稀时，才能不发生闪燃，所以对于能溶于水的液溶液极稀时，才能不发生闪燃，所以对于能溶于水的液体发生火灾时，并不适宜用水来扑救，因为在这种情况体发生火灾时，并不适宜用水来扑救，因为在这种情况下，不但液体发生火灾时，并不适宜用水来扑救，因为下，不但液体发生火灾时，并不适宜用水来扑救，因为在这种情况下，不但液体在灭火后不能再使用，而且需在这种情况下，不但液体在灭火后不能再使用，而且需要大量的水稀释，同时也易使液体溢出容器，造成火灾要大量的水稀释，同时也易使液体溢出容器，造成火灾蔓延扩大。一些可燃液体的闪点见表蔓延扩大。一些可燃液体的闪点见表2-172-17。2、闪点对消防工作的意义、闪点对消防工作的意义（1 1）根据液体的闪点区别可燃液体火灾危险性）根据液体的闪点区别可燃液体火灾危险性的大小；的大小；（2 2）闪点是可燃液体火灾危险分类的依据。我）闪点是可燃液体火灾危险分类的依据。我国建筑设计防火规范按液体的高低将可燃液国建筑设计防火规范按液体的高低将可燃液体分为甲、乙、丙三类。其中，闪点体分为甲、乙、丙三类。其中，闪点2828的液的液体为甲类；闪点体为甲类；闪点2828至至6060的液体为乙类；的液体为乙类；闪点闪点6060的液体为丙类。的液体为丙类。（3 3）闪点是选择灭火剂供给强度的依据。一般）闪点是选择灭火剂供给强度的依据。一般是闪点越低，灭火剂供给强度越大。是闪点越低，灭火剂供给强度越大。三、可燃液体的燃烧形式三、可燃液体的燃烧形式可燃液体在燃烧时，首先是将液体转化为蒸气再进行燃烧，所以它与可燃气体的燃烧一样，都属于气相燃烧，从而它们都具有相同的燃烧形式，即扩散燃烧，喷流式燃烧和动力燃烧。除此之外，可燃液体还会发生沸溢或喷溅式燃烧。1、扩散燃烧、扩散燃烧 特点：常压下有自由表面的燃烧，一般都为扩散式燃烧，特点：常压下有自由表面的燃烧，一般都为扩散式燃烧，其过程是边蒸发、扩散，边氧化燃烧，燃烧速度较慢而其过程是边蒸发、扩散，边氧化燃烧，燃烧速度较慢而稳定。稳定。闪点较高的液体往往不容易一下点燃，如把它吸附在灯闪点较高的液体往往不容易一下点燃，如把它吸附在灯芯上则很容易点燃。为什么？主要是液体在多孔物质中芯上则很容易点燃。为什么？主要是液体在多孔物质中的浸润作用使液体蒸发表面增大，而灯芯又是一种有效的浸润作用使液体蒸发表面增大，而灯芯又是一种有效的绝热体，具有较好的畜热作用，点火源的能量足以使的绝热体，具有较好的畜热作用，点火源的能量足以使灯芯吸附的部分液体迅速蒸发，在局部达到燃烧浓度，灯芯吸附的部分液体迅速蒸发，在局部达到燃烧浓度，用火柴一点就燃，燃烧产生的热量又进一步加快灯芯上用火柴一点就燃，燃烧产生的热量又进一步加快灯芯上液体的蒸发，使火焰高度和亮度增加，达到稳定燃烧。液体的蒸发，使火焰高度和亮度增加，达到稳定燃烧。因此在防火工作中要注意高闪点液体吸附在棉纱等多孔因此在防火工作中要注意高闪点液体吸附在棉纱等多孔物质上发生自燃和着火的危险。物质上发生自燃和着火的危险。2、喷流式燃烧、喷流式燃烧在压力作用下，从容器或管道内喷射出来的液体燃烧呈喷流式燃烧（如油井井喷火灾、高压容器火灾等）。这种燃烧形式，实际上也属于蒸发式燃烧。由于压力的作用，这种燃烧速度快，火焰高。这种燃烧在燃烧初期如能设法关闭阀门，切断液体来源，较易扑灭，否则，燃烧时间过长，会使阀门或进口装置严重烧损，则较难扑救。3、动力燃烧、动力燃烧可燃液体的蒸发，低闪点液雾预先与空气（或氧可燃液体的蒸发，低闪点液雾预先与空气（或氧气）混合时，遇火源往往产生带有冲击力的动力气）混合时，遇火源往往产生带有冲击力的动力燃烧。这种燃烧具有很大的危险性，在密闭容器燃烧。这种燃烧具有很大的危险性，在密闭容器中的可燃液体，受高温会使体系温度骤然升高，中的可燃液体，受高温会使体系温度骤然升高，蒸发加快，有可能使容器发生爆裂并导致相继产蒸发加快，有可能使容器发生爆裂并导致相继产生的混合气体发生爆炸。如乙醚、汽油等挥发性生的混合气体发生爆炸。如乙醚、汽油等挥发性强、闪点低的液体，其液面以上相当大的空间即强、闪点低的液体，其液面以上相当大的空间即为其蒸气与空气形成的爆炸性混合气体，即使静为其蒸气与空气形成的爆炸性混合气体，即使静电火花都会使之发生着火甚至爆炸。电火花都会使之发生着火甚至爆炸。应用应用在使用空汽油桶时，我们一定要注意，这是因为空汽油桶往往由于不可能完全倒净而残留一些汽油，这时空油桶也会存在处于爆炸极限范围之内的可燃性混合气体，所以空汽油桶亦应特别注意防火，动火焊接也必须进行严格的清洗置换，并分析合格。4、沸溢或喷溅式燃烧、沸溢或喷溅式燃烧原油及某些石油产品等沸程较宽的混合液体，在原油及某些石油产品等沸程较宽的混合液体，在连续燃烧的过程中，其中沸点较低的轻质部分首连续燃烧的过程中，其中沸点较低的轻质部分首先被蒸发离开液面进入燃烧区，而沸点较高的重先被蒸发离开液面进入燃烧区，而沸点较高的重质部分则携带接受来的热量向液体深层沉降，或质部分则携带接受来的热量向液体深层沉降，或者形成一个热的锋面向液体深层传播，逐渐深入者形成一个热的锋面向液体深层传播，逐渐深入加热冷的液层，这一现象称为液体的热波特性，加热冷的液层，这一现象称为液体的热波特性，热的锋面称为热波。这种现象往往导致致沸溢喷热的锋面称为热波。这种现象往往导致致沸溢喷溅式燃烧。原油，重油，沥青油等含有水分的黏溅式燃烧。原油，重油，沥青油等含有水分的黏度加拿大的重质石油产品发生燃烧时，都有可能度加拿大的重质石油产品发生燃烧时，都有可能产生沸溢现象和喷溅现象。产生沸溢现象和喷溅现象。解释沸溢和喷溅现象。解释沸溢和喷溅现象。由于石油产品都含有一定的水分，化合态的水不会变，由于石油产品都含有一定的水分，化合态的水不会变，仍然在石油中，但游离态的水则会从油品中分离出来，仍然在石油中，但游离态的水则会从油品中分离出来，从而在底部形成一个水垫层，这样的液体在燃烧时，液从而在底部形成一个水垫层，这样的液体在燃烧时，液面从火焰接受热能，产生热波，热波向液体深层移动速面从火焰接受热能，产生热波，热波向液体深层移动速度大于燃烧速度，热波的温度远高于水的沸点，因而热度大于燃烧速度，热波的温度远高于水的沸点，因而热波向下移动就会使油品中乳化水变成蒸汽，热波到达液波向下移动就会使油品中乳化水变成蒸汽，热波到达液体向液面上逸出，在向上移动过程中形成油包气的气泡，体向液面上逸出，在向上移动过程中形成油包气的气泡，即油的一部分形成了含有大量水蒸气气泡的泡沫，这样即油的一部分形成了含有大量水蒸气气泡的泡沫，这样必然使液体膨胀，向外溢出，同时部分未形成泡沫的油必然使液体膨胀，向外溢出，同时部分未形成泡沫的油品也会被下面的蒸汽膨胀力膨胀抛出罐外，这样液面猛品也会被下面的蒸汽膨胀力膨胀抛出罐外，这样液面猛烈沸腾起来，就像烈沸腾起来，就像“跑锅跑锅”一样溢出罐外，这种现象就叫一样溢出罐外，这种现象就叫沸溢，当液体抛向上空时，就叫喷溅。沸溢，当液体抛向上空时，就叫喷溅。应用应用火灾现场，在一般情况下发生沸溢要比喷溅的时间早得多。在发生前，油品会发出咕咕的声音，火焰发亮，变白，增大，烟色由浓变淡，油罐发生抖动等。当有这些现象发生时，我们一定要及时远离现场，也可在热波未来之前，将底层的水抽走。总结总结这一节我们学习了液体燃烧的特性，掌握了液体燃烧是以闪点来区分的，这与我们上一节所学的有所不同，同时我们还知道了液体的结构不同，闪点也就不同。还知道了沸溢和喷溅现象，这对我们今后的工作都有一定的好处。思考：沸溢和喷溅是如何发生的？