fg
0
系统不会着火。
b.随着系统温度升高，
f增大，g不变，在
时
因此，随着时间的增加，反应速率呈指数级加速，系统会发生着火
C.在
时，
反应速率随时间增加呈线性加速，系统处于临界
状态
四、强迫着火
1.最小点火能：
能在给定的可燃混气中引起着火的最小火花能
2.电极熄火距离
定义：
不能引燃混合气的电极间的最大距离成为电极熄火距离。
五．灭火措施（注意两者差别）
1.基于热理论的灭火措施
（1）降低系统氧或者可燃气浓度；
（2）降低系统环境温度；
（3）改善系统的散热条件，使系统的热量更容易散发出去。
2.灭火措施总结
1.降低系统着火温度。
2.断绝可燃物。
3.稀释空气中的氧浓度。
4.抑制着火区内的链锁反应。
第四章：
可燃气体的燃烧
1.解释缓燃与爆震（预混气两种火焰传播形式）火焰传播机理
缓燃（正常火焰传播）火焰传播机理：
依靠导热和分子扩散使未燃混合气温度
升高，并进入反应区而引起化学反应，导致火焰传播
爆震（爆轰）火焰传播机理：
传播不是通过传热、传质发生的，它是依靠激波的压缩作用使未燃混合气的温度不断升高而引起化学反应的，从而使燃烧波不断向未燃混合气中推进。
2.缓燃与爆震的特点
在爆震区经过燃烧后气体压力增加、燃烧后气体密度增加、燃烧以超音速传播（M∞>1）
在缓燃区经过燃烧后气体压力减小或接近不变、气体密度减小、燃烧以亚音速进行（M∞<1）
3.火焰前沿的定义
火焰前沿（前锋、波前）：
一层一层的混合气依次着火，薄薄的化学反应区开始由点燃的地方向未燃混合气传播，它使已燃区与未燃区之间形成了明显的分界线，称这层薄薄的化学反应发光区为火焰前沿（锋面）。
4.火焰位移速度及火焰法向传播速度
火焰位移速度是火焰前沿在未燃混合气中相对于静止坐标系的前进速度，其
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前沿的法向指向未燃气体。
火焰法向传播速度是指火焰相对于无穷远处的未燃混合气在其法线方向上的速度。
5.可燃混气爆炸压力的计算爆炸前：
n1、T1、P1、V1，
爆炸后：
n2、T2、P2、V2（＝V1）
则有：
P1V1＝n1RT1，P2V1＝n2RT2
两式相除得：
以乙醚为例：
2
nT2
4
nT
C4H10O+6（O2+3.76N2）=4CO2+5H2O+6×3.76N2
Kd
3
n1T1
n1T1
1
K
n1=29.6
2=31.6
4
10.5
2300
2
10.5
2300
3.14
1.4
3
10.5
298
10.5
1
298
2345.86
爆炸时的升压速度
P—瞬时压力，Pa；Sl—火焰传播速度，cm/s；Kd—系数；K—系数，Cp/Cv=1.4；t—时间，s
例：
某容器中装有甲烷和空气预混气，体积为
9L，甲烷的体积浓度为
9.5%，爆炸前
初温T1=298K，初始压力P1=1P
.01325P
n2T2
31.6（273
2500）
×105Pa，爆0
炸.1时温度为
T2=2300K，最大爆炸压力0.99MPa
2
1
nT
29.6（273
25）
P2=8.0756×105Pa，甲烷火焰传播速度为
1
1
Sl=34.7cm/s，热容比K=1.4，求甲烷爆炸时平均
升压速度。
2
解：
甲烷燃烧反应式为：
n2T2
4
n2T2
3
3
PK
P
Slt
P
Kd
1K
d1
CH4+2O2+71.5N2
3
CO2+2H2O+7.5N2
V1
n1T1
n1T1
n1=n2=10.5（kmol）
P2
P1
（Pa/s）
v
t
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由得：
V
1
100
x2
V
2
100
x3下＝
V3
100
xi下＝
Vi
100
x1下＝
下＝
V'3
V'i
V'1
V'2
V'1＝
V1
100
V'2
＝V2
100
V'3＝
V
3
100
V'i＝
Vi
100
x1下
x2下
x3下
xi下
平均升压速度为
Sl
3t
3
PKdP1
P1
V1
第六章爆炸极限的影响因素
（1）初始温度（P
P1）V1
t
3
3则爆炸极限范围越大，即爆炸下限降低而爆炸
爆炸性混合物的初始温度越高，
上限增高
Kd
P1
Sl
（2）初始压力
105
1.01325
10
5）9000
3
（8.0756
一般压力增大，爆炸极限扩大
；压力降低，则爆炸极限范围缩小
5
3
待压力降至某值时2345，其下限.与86上限重1合.，01325将此时的最低10压力称为爆34炸的.临7界压力。
若压力降至临界压力以下，系统便成为不爆炸
0.086（s）
（3）惰性介质即杂质
5
5
若混合物中含惰性气体的百8分.
数0756增加，10爆炸极限1.的01325范围缩小，10惰性气体的浓度提
v
0.86
82.12（Pa/s）
高到某一数值，可使混合物不爆炸
（4）容器
容器管子直径越小、爆炸极限范围越小。
（5）点火能源
火花的能量、热表面的面积、火源与混合物的接触时间等，对爆炸极限均有影响7.莱—夏特尔公式的证明与应用
莱—夏特尔公式的证明如下：
指导思想：
将可燃混合气体中的各种可燃气与空气组成一组，其组成符合爆炸下限时的比例，可燃混气与空气组成的总的混合气体为各组之和。
4.设各种可燃气体积为：
V1，V2，V3，，Vi。
则总的可燃气体积为V＝V1+V2+V3++Vi
2）设各组可燃气—空气在爆炸下限时的体积为：
V’1，V’2，V’3，，V’I
则总的可燃混气—空气体积为V′＝V’1+V’2+V’3，，V’I3）设各种可燃气爆炸下限为：
x1下，x2下，x3下，xi下。
则
4）
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（4）设总的可燃混气的爆炸下限为x下。
则有
（5）设
x下
＝V
100%
V'
证毕
例
题
100
19m3空气混合。
该混合气体遇明
%
1.可燃气体含C2H640%，C4H1060%，取1m3
该燃气与
V1
/V
V/V
V
3/V
Vi/V
火是否有爆炸危险？
（
C2H6和C4H10在空气中的爆炸上限分别为
12.5%、8.5%，下限为
100
x1
100
x2下
100
x3下
100
xi下
下
3.0%、1.6%）
V1
100
P2＝
V2
100
V
3
Vi
100
P1＝
V
P3＝
100Pi＝
V
100
V
V
x下
＝
%
图4-25氢、一氧化碳、甲烷与氮、二氧化碳混合气体在空气中的爆炸极限
P1
P2
P3
Pi
x1下
x2下
x3下
xi下
解：
五乙、烷含：
有惰P1=40%性气体的可燃混气爆炸极限的计算方法
丁烷：
P2=60%
N2、CO2等，计算其爆炸极限时，仍然利用莱—夏
如果可燃混气中含有惰性气体，如
特尔公式，但需将每种惰性气体与一种可燃气编为一组，
将该组气体看成一种可燃气体成分。
比如：
H2+N2,CO+CO2,CH4
100
100
60%9.7%
该组在混合气体中的体积百分含量为该组中惰性气体和可燃气体体积百分含量之和。
x下＝
%2.0%
x上＝
40
而该组气体的爆炸极限可先列出该组惰性气体与可燃气的组合比值，4060
再从图中查出该组气体
3
1.6
12.5
8.5
的爆炸极限，然后代入莱—夏特尔公式进行计算。
混合气中可燃气浓度：
1/（1+19）=5%
2.0%<5%<9.7%
故，该混合气体遇火爆炸。
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例4－1求煤气的爆炸极限。
煤气组成为：
H2一12.4％；CO一27.3％；CO2一6.2％；
O2一0％；CH4一0.7％；N2一53.4％。
解：
分组：
CO2+H2；N2+CO；CH4
CO2+H2：
6.2％+12.4％＝18.6％；
N2+CO：
27.3％+53.4％＝80.7％；
CH4：
0.77％。
从图4－25查得：
H2＋CO2组的爆炸极限为：
6.0％～70％；
CO＋N2组的爆炸极限为：
40％～73％。
CH4的爆炸极限为：
5％～15％
8.F-S-I体系爆炸浓度极限图
以可燃气—氧气—氮气体系为例
CO
2＝
6.2
％
＝
0.5
H
2
12
.4％
N
2
＝
53
.4
％
1
.96
CO
27
.3
＝
％
x下
18.6
100
＝％
x
18.6
100
＝
％
80.7
0.7%19
上
80.7
0.7%
70.53
6.0
40
5.0
70
7.30
15
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例题：
已知乙烯在氧气中的爆炸浓度极限为3～80%，氮气惰化时的爆炸临界点为（氧气10%，氮气87%，乙烯3％）。
（1）请绘出乙烯—氧气—氮气体系的爆炸浓度极限图。
（2）用图解法计算乙烯在空气中的爆炸浓度极限。
（3）在1m3的混合气（乙烯20%，其余为空气）中，至少掺入多少m3的氮气后遇明火
不会爆炸。
（4）激波的形成过程；爆轰的发生过程、形成条件A.激波的形成过程
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同理，后面的压缩波的波速都将比前面的压缩波的传播速度快，不难想象，经过一段时间后，这些压缩波将会叠加在一起，波的能量也将迅速增大，即形成所谓的“激波”。
激波前后气体的参数（压力、温度、密度等）发生了显著的变化。
B.爆轰的发生过程
C.爆轰的形成条件
1．初始正常火焰传播能形成压缩扰动
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2．管子要足够长或自由空间的预混气体积要足够大
3．可燃气浓度要处于爆轰极限范围内
4．管子直径大于爆轰临界直径
10.预防可燃气爆炸的方法
①严格控制火源；②防止预混可燃气的产生；
③用惰性气体预防气体爆炸；④切断爆炸传播的途径。
11.湍流火焰区别于层流火焰的明显特征
火焰长度短，厚度较厚，发光区模糊，有明显噪音等
12.火焰高度随流速的变化
流速比较低时，处于层流状态，火焰高度随流速增加成正比提高，在流速比较高时，处于湍流状态，火焰高度几乎与流速无关。
例题：
为什么1mol可燃气完全燃烧所需氧气摩尔数越大，扩散火焰高度越高？
答：
1mol可燃气完全燃烧所需氧气摩尔数越大，则对氧气的需求就更加强烈，通过增加火焰高度以获得更充足的氧气供应。
第五章总结
1.根据液体燃料蒸发与汽化的特点，可将其燃烧形式分为液面燃烧,灯芯燃烧,蒸发燃烧,雾化燃烧
2.蒸发热：
在一定的温度和压力下，单位质量的液体完全蒸发所吸收的热量。
液体蒸发过程中，高能量的分子离开液面进入空间，使剩余液体的内能越来越低，液体的温度会越来越低，欲使液体的温度保持不变，液体须从外界吸收能量。
也
即：
要使液体处于恒温恒压下蒸发，液体须从外界吸收的能量。
液体蒸发吸热的原因：
主要为了增加液体分子的动能以克服分子间引力而逃
逸出液面，因此，分子间力大的液体，其蒸发热也越高；此外，蒸发热还用于气
化时蒸气体积膨胀对外所做的功。
3.闪燃：
这种在可燃液体上方，蒸气与空气的混合气体遇火源发生的一闪即灭的燃烧现象即称之为闪燃。
液体的闪点：
在规定的实验条件下，液体表面能够产生闪燃的最低温度称为闪点。
4.同系物闪点的变化规律：
（1）同系物闪点随分子量增加而升高；
（2）同系物闪点随沸点的升高而升高；
（3）同系物闪点随比重的增大而升高；
（4）同系物闪点随蒸气压的降低而升高；
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（5）同系物中正构体比异构体闪点高。
5.自燃着火与自然点
自燃着火：
没有火源作用，而靠外界加热而引起的着火现象同系物的自燃点有以下规律：
（1）同系物自燃点随分子量增加而减少。
（2）同系物中正构体比异构体自燃点低。
（3）饱和烃比相应的不饱和烃的自燃点高。
6.闪点计算（联系后面的温度极限）
（1）根据波道查的烃类闪点公式计算
对于烃类可燃液体，其闪点服从波道查公式：
tf0.694tb73.7
其中：
tf为闪点，tb为沸点。
（2）根据道尔顿公式计算
根据爆炸极限的经验公式，当液面上方的总压为P时，可燃液体的闪点所
对应的可燃液体的蒸气压
Pf为:
P
Pf
4.76（N1）
1
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其中：
N为燃烧1摩尔可燃液体所需的氧原子数。
（3）根据可燃液体碳原子数计算
（tf277.3）210410nc
式中：
nc为可燃液体分子中的碳原子数
（4）利用可燃液体的爆炸下限计算
闪点（温度）时液体的蒸气浓度就是该液体蒸气的爆炸下限L液体的饱和蒸气浓度和蒸气压的关系为:
L
Pf
100%
LP
P
Pf
100
若已知爆炸下限L，即可求出Pf，根据克劳修斯一克拉佩龙方程，求出该液
体的闪点:
lgP
0
LV
C
'
2.303
RT
（5）根据布里诺夫公式计算
Pf
AP
D0
Pf—闪点温度下可燃液体的饱和蒸气压，Pa
P—可燃液体蒸气与空气混合气体的总压，101325Pa
D0—可燃液体蒸气在空气中于标准状态下的扩散系数，查表
β—燃烧1摩尔可燃液体所需的氧原子数
7.会利用爆炸温度极限判断可燃液体的爆炸温度危险性爆炸温度极限:
液面上方液体蒸气浓度达到爆炸浓度极限，混合气体遇火源就会发生爆炸。
（1）凡爆炸温度下限（t下）小于最高室温的可燃液体，其蒸气与空气混合物
遇火源均能发生爆炸；
（2）凡爆炸温度下限（t下）大于最高室温的可燃液体，其蒸气与空气混合物
遇火源均不能发生爆炸；
（3）凡爆炸温度上限（t上）小于最低室温的可燃液体，其咆和蒸气与空气
的混合物遇火源不发生爆炸，其非饱和蒸气与空气的混合物遇火源有可能发生爆
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炸。
爆炸温度极限的计算
爆炸温度下限为液体的闪点，其计算与闪点计算相同
爆炸温度上限的计算，可根据已知的爆炸浓度上限值计算相应的饱和蒸气
压，然后用克劳修斯一克拉佩龙方程等方法计算出饱和蒸气压所对应的温度，即
为爆炸温度上限。
5.油池火d（容器直径）与v（燃烧速度）的关系
当d很小的时候，有v与d近似成反比的关系；当d很大时，有vl与d近似无关系。
9.引燃着火及着火点；引燃的着火条件；灯芯点火的原理可燃液体的着火方式：
引燃（点燃）和自燃
引燃（点燃）：
可燃液体的蒸汽与空气的混气在一定的温度条件下，与火源
接触发生连续燃烧现象
燃点:
发生引燃着火的最低温度。
灯芯点火的原理：
由于毛细现象，灯芯将可燃液体吸附到灯芯中，由于灯芯比热小，灯芯上液体的热对流运动被限制，因此容易用小火焰加热，使得灯芯上的可燃液体被加热到燃点以上温度而被点燃，同时灯芯周围的液体被加热，表面张力平衡被破坏，从而使得液体产生回流，即在液体表面上产生一个净的作用力，驱使热流体离开受热区，而液面以下临近的冷流体则流向加热区。
10.影响液体燃烧速度的因素；液体自燃的原因；有机化合物自然点变化的规
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律
影响液体燃烧速度的因素：
1.液体的初温影响2.容器直径大小的影响3．容器中液体高度的影响4．液体中的含水量的影响5.有机同系物液体密度的影响
6.风的影响
11.液体的稳定燃烧；影响液体燃烧速度的因素
可燃液体一旦着火并完成液面上的传播过程之后，就进入稳定燃烧的状态。
因素：
1．液
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