易燃液體火災(zāi)成災(zāi)機制及危險性控制技術(shù)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　題目：易燃液體火災(zāi)成災(zāi)機制及危險性控制技術(shù)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　火災(zāi)是一種特殊的燃燒現(xiàn)象，可以用燃燒的基本規(guī)律對火災(zāi)和蔓延做出分析?；馂?zāi)及其控制是我們學(xué)習(xí)化學(xué)者最需要深入了解及應(yīng)用的課程之一，是安全工程的一門專

2、業(yè)課。它主要研究燃燒的特性、條件、性質(zhì)及著火理論，并在此基礎(chǔ)上研究易燃液體（石油）的成災(zāi)機制、火災(zāi)的蔓延及火災(zāi)的控制。本課題還涉及到了我們在生活中怎樣防止火災(zāi)的發(fā)生和了解基本的火災(zāi)常識，對我們的生產(chǎn)及生活都會起到積極的作用。本課題通過研究火災(zāi)的產(chǎn)生、特性和規(guī)律，對火災(zāi)的研究和防治都具有重要的意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：燃燒機理、石油、火災(zāi)蔓延、火災(zāi)控制</p><p><b&

3、gt;　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　1.2 課題研究的目的和意義</p><p

4、>　　1.3 課題研究內(nèi)容</p><p><b>　　2 燃燒理論</b></p><p><b>　　2.1 燃燒內(nèi)容</b></p><p><b>　　2.2 著火原理</b></p><p>　　3 石油燃燒過程理論分析</p><

5、p><b>　　3.1概述</b></p><p><b>　　3.2基本概念</b></p><p><b>　　3.3石油燃燒</b></p><p>　　4 火災(zāi)的發(fā)生及蔓延</p><p>　　4.1 可燃液體起火</p><p>

6、;　　4.2 可燃液體火災(zāi)蔓延</p><p>　　5 火災(zāi)蔓延過程分析</p><p><b>　　5.1火災(zāi)種類</b></p><p>　　5.2石油罐火災(zāi)及其蔓延</p><p><b>　　6 燃燒理論應(yīng)用</b></p><p>　　6.1 可燃液體防火

7、原理</p><p>　　6.2 可燃液體防火技術(shù)</p><p><b>　　7 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　7.1 結(jié)論</b></p><p><b>　　7.2 展望</b></p><p><b>　　致

8、 謝</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p>

9、<p>　　燃燒實質(zhì)上就是可燃物質(zhì)與氧或氧化劑發(fā)生激烈的氧化反應(yīng)，反應(yīng)時伴隨著放熱和發(fā)光或發(fā)煙的現(xiàn)象。燃燒時，燃燒產(chǎn)物不斷地離開燃燒區(qū)，反應(yīng)物燃料流和氧化劑不斷地進入燃燒區(qū)，使得燃燒能夠持續(xù)進行下去。但燃燒要同時具備三個條件：可燃物、氧或氧化劑、點火源，即只有當可燃物質(zhì)和氧化劑的組成、濃度、壓力、狀態(tài)和點火能量都達到一定極限值時才能發(fā)生燃燒。通常把可燃物在一定條件下，形成非控制的火焰稱為起火，失去控制的燃燒稱為火災(zāi)，在實際生產(chǎn)

10、中，許多情況都能使易燃液體例如：石油達到燃燒，此時若有點火源存在，但又失去控制，就能造成災(zāi)害。 </p><p>　　1.2 課題研究的目的和意義</p><p>　　火災(zāi)事故造成的后果，通常都比較嚴重，它會造成重大的財產(chǎn)和人員事故，火災(zāi)事故的原因是很復(fù)雜的，但生產(chǎn)中發(fā)生這類事故主要是由操作失誤、設(shè)備缺陷、環(huán)境和物料的不安全狀態(tài)、管理不善等引起的?；馂?zāi)事故具有很大的破壞作用，工業(yè)企業(yè)發(fā)生火

11、災(zāi)事故，會造成嚴重的后果。所以認真研究火災(zāi)的基本知識，掌握事故的一般規(guī)律，采用有效地防火措施，對國民經(jīng)濟具有非常的重要意義。（1）保護勞動者和廣大群眾的人身安全，發(fā)生火災(zāi)事故不僅會造成操作者傷亡，而且還會危及在場的其他生產(chǎn)人員，甚至?xí)怪車用裨馐転?zāi)難。工廠企業(yè)做好防火，對保護生產(chǎn)力、促進生產(chǎn)發(fā)展是顯而易見的。</p><p>　?。?）保護國家財產(chǎn)，火災(zāi)事故往往會造成設(shè)備損壞，建筑物倒塌、大量物資化為烏有，使國

12、家蒙受巨大損失，所以防火是實現(xiàn)工礦企業(yè)的重要條件。發(fā)生火災(zāi)和爆炸往往會打破企業(yè)的正常秩序。此外，防火研究是安全工程學(xué)的重要基本理論之一。</p><p>　　通過本課程的學(xué)習(xí)，要求我們能熟悉掌握燃燒的有關(guān)理論，并能用有關(guān)理論分析各種生產(chǎn)過程中發(fā)生火災(zāi)的原因，采取正確的防火技術(shù)等。</p><p>　　1.3 課題研究內(nèi)容</p><p>　　在時間上和空間上失去控制

13、的燃燒所造成的災(zāi)害，叫做火災(zāi)?；馂?zāi)的發(fā)生對我們的生活既有好的一面也有壞的一面，本課題通過對燃燒基本知識了解和對火災(zāi)發(fā)生理論的基本闡述，用石油為例子來進一步了解易燃液體火災(zāi)成災(zāi)機制及危險控制技術(shù)。</p><p><b>　　2 燃燒理論</b></p><p><b>　　2.1燃燒內(nèi)容</b></p><p>　　各種可

14、燃液體的表面都有一定的蒸汽存在，蒸汽的濃度取決于可燃物的溫度。在一定溫度下，可燃液體的表面蒸氣達到一定濃度，與空氣混合，遇著火源而發(fā)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象，稱為閃然。閃然時的最低溫度稱為閃點。閃點越低，側(cè)火災(zāi)危險性越大。閃點不是一個固定常數(shù)，它是在一定條件下，通過標準儀器測定的相對數(shù)據(jù)。</p><p>　　應(yīng)當指出，可燃液體之所以會發(fā)生一閃即滅的閃然現(xiàn)象，是應(yīng)為它在閃點的溫度下蒸發(fā)速度較慢，所蒸發(fā)出來的蒸氣2僅能

15、維持短時間的燃燒，而來不及補充足夠的蒸氣維持穩(wěn)定的燃燒。也就是說，在閃點溫度時，燃燒的僅僅是可燃液體所蒸發(fā)的那些蒸氣，而不是液體自身在燃燒，既還沒有達到使液體能燃燒的溫度，所以燃燒表現(xiàn)為一閃即滅的現(xiàn)象。閃點是衡量可燃液體火災(zāi)危險性的重要依據(jù)。液體水溶液的閃點會隨水溶液濃度的降低而升高，</p><p>　　可燃物受熱升溫而不需明火作用就能自行燃燒的現(xiàn)象稱為自然。既物質(zhì)的緩慢氧化作用放出熱量，或靠近熱源等原因使物質(zhì)

16、的溫度升高，由于散熱受到阻礙，造成熱量積蓄，當達到一定溫度時而引起的燃燒。這是物質(zhì)的自發(fā)著火現(xiàn)象。由于自然是物質(zhì)在沒有明火作用下的自行燃燒，所以引起火災(zāi)的危險性很大。引起物質(zhì)發(fā)生自然的最低溫度稱為自然點。自然點越低，火災(zāi)危險性越大。</p><p>　　可燃物在空氣被加熱時，先是開始緩慢氧化并放出熱量，提高可燃物質(zhì)的溫度，促使氧化還原反應(yīng)加快，同時也存在著向周圍的散熱損失，亦即同時存在著產(chǎn)熱和散熱兩種情況。當可燃

17、物質(zhì)氧化產(chǎn)生的熱量小于散失的熱量時，氧化反應(yīng)速度小，產(chǎn)生熱量多，且周圍的散熱條件又較好的情況下，可燃物的溫度不能自行上升達到自然點，可燃物便不能自行燃燒。如果可燃物被加熱至較高溫度，，反應(yīng)速度加快，或由于散熱條件不良，產(chǎn)生熱量不斷聚積，溫度升高而加快氧化速度，以既當熱的產(chǎn)量超過散失量時，反應(yīng)速度的不斷加快使溫度不斷升高，直至達到可燃物的自然點而發(fā)生自然。自然點一般受加熱物質(zhì)容器的表面狀態(tài)和加熱速度等環(huán)境條件影響。</p>

18、<p>　　所謂著火火就是可燃物與火源接觸而燃燒，并且在火源移去后仍然能保持繼續(xù)燃燒的現(xiàn)象。</p><p>　　可燃液體的閃點與著火點的區(qū)別：在著火點時燃燒的不只是蒸氣，而且還有液體。另外，在閃點時移去火源后閃然即熄滅，而在著火點時液體則能繼續(xù)燃燒。一般來講，著火點溫度比閃點高，而易燃液體的著火點和閃點僅相差1.5°。</p><p>　　著火點具有很重要的意義，是研

19、究和制定防火的重要依據(jù)之一。</p><p><b>　　2.2著火原理</b></p><p>　　2.2.1鏈式反應(yīng)著火理論</p><p>　　著火反應(yīng)的壓力限：鏈式反應(yīng)分為支鏈和直鏈，一個自由基在生成產(chǎn)物的同時，產(chǎn)生兩個或兩個以上自由基的反應(yīng)叫支鏈連鎖反應(yīng)；自由基的數(shù)目保持不變的連鎖反應(yīng)叫直鏈連鎖反應(yīng)。式反應(yīng)理論認為物質(zhì)的燃燒經(jīng)歷以下過

20、程；可燃物或助燃物先吸收能量而離解為游離基，與其他分子相互作用形成一系列連鎖反應(yīng)，將燃燒熱釋放出來。這可以用氫和氧的反應(yīng)作用來說明。氫在熱運動或某種外界因素的的作用下被活化成活性分子，構(gòu)成一連串的反應(yīng)：</p><p>　　(1) H2+O2=2OH * 鏈引發(fā)</p><p>　　(2) OH﹡+H2=H2O+H* 鏈傳遞<

21、;/p><p>　　(3) H﹡+O2=OH﹡+O* 鏈分支 </p><p>　　(4) O﹡+H2=OH﹡+H* 鏈分支</p><p>　　(5) M+H﹡+O2=M+HO2</p><p>　　(6) HO2→墻上銷毀 斷鏈</p>

22、<p>　　(7) HO2+H2→H2O+OH* 鏈產(chǎn)生</p><p>　　(8) H→墻上銷毀 斷鏈</p><p>　　(9) OH→墻上銷毀 斷鏈</p><p>　　銷毀后生成了H2、O2等，M為任何分子</p><p>　　上述過程中（1）式

23、是反應(yīng)的開始，OH由分子熱運動或某種外因激發(fā)形成，它與后面產(chǎn)生的O，H等都是能量極高非?；顫姷挠坞x基或原子團；（2）式是直鏈式傳遞反應(yīng)，消耗一個活心又產(chǎn)生一個活心；（3）、（4）式則是消耗一個活心同時產(chǎn)生兩個活心。反應(yīng)呈樹杈式發(fā)展下去，越來越快，有可能導(dǎo)致著火。事實上沒消耗一個H能產(chǎn)生三個H和兩個H2O；（5）、（6）、（8）、（9）式是鏈銷毀中心，使反應(yīng)終止。當它們比鏈分支占優(yōu)勢時系統(tǒng)就不能引起著火。隨著起決定作用的步驟不同，就有不同

24、的著火臨界極限。下面我們先來解釋連鎖反應(yīng)引起火的臨界條件，再從化學(xué)動力角度討論不同極限的產(chǎn)生。</p><p>　　銷毀分氣相銷毀和液相銷毀。</p><p>　　連鎖著火理論的基本知識：</p><p>　　連鎖自動著火理論的基本觀點是：燃氣在外界熱源緩慢而均勻地加熱到某個溫度時發(fā)生了鏈鎖反應(yīng)，若連鎖分支數(shù)大于斷裂數(shù)，則反應(yīng)速度不斷加速而著火。</p>

25、<p>　　假定：燃氣處于一個無限大容器中，燃氣溫度和溫度恒定。</p><p>　　單位時間單位體積內(nèi)熱運動產(chǎn)生的活化分子數(shù)為常數(shù) </p><p>　　由于連鎖分支反應(yīng)為:M1+C’→C1+ </p><p>　　則反應(yīng)速度為：k1C’M1=fC’</p><p>　　式中，f=k1M1；k1為速度常數(shù)；M1為反應(yīng)濃度；C’

26、為活化中心濃度。</p><p>　　連鎖斷裂反應(yīng)為：‘C+M2→銷毀</p><p>　　其反應(yīng)速度為：k2C’M2=GC’</p><p>　　式中。g=k2M2；M2為反應(yīng)濃度；k2為速度常數(shù)。</p><p>　　則總的活化中心生成速率： </p><p>　　式中，f、g分別為燃氣連鎖反應(yīng)的分支和斷裂系數(shù)。&

27、lt;/p><p>　　令 &=f-g</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　對其積分得： </b></p><p>　　若 <0，設(shè) =-B(B>0),則：</p><p>　　由此可見， 隨時間t的發(fā)展而增加

28、，但并不能無限制增大，而是趨向于極限 。</p><p>　　因為反應(yīng)速度為：w=a </p><p>　　式中，a為連鎖反應(yīng)的動力系數(shù)。則：w= </p><p>　　反應(yīng)一旦達到此極值就穩(wěn)定不變，最終不會著火。</p><p>　　當 >0時，直接有：w= </p><p>　　隨t增加w將無限制增加直至著火

29、。</p><p>　　當 =0時，不能直接積分得到上式，但因有： </p><p><b>　　積分得： </b></p><p>　　則 w=a </p><p>　　所以反應(yīng)速度隨時間直線增長直至著火。</p><p>　　由上可知：燃氣是否著火完全取決于 ， =0是可以著火的一個

30、極限情況。但研究表明， 主要取決于溫度和壓力： =K </p><p>　　式中，p為壓力；K、n、C均為常數(shù)。</p><p>　　定壓下溫度越高， 知越大，不同的 均有其相應(yīng)的溫度：</p><p>　　=0 ～ T= </p><p>　　>0 ～ T= </p><p>　　<0

31、 ～ T= </p><p>　　其中 是劃分連鎖反應(yīng)穩(wěn)定與不穩(wěn)定的界限，是連鎖反應(yīng)導(dǎo)致著火的最低溫度，稱為“鏈式反應(yīng)著火點”。</p><p><b>　　熱-連鎖混合理論：</b></p><p>　　假設(shè)燃氣混合物絕熱。由于連鎖反應(yīng)放熱，溫度繼續(xù)上升，反應(yīng)速度就由較低溫度下的等溫連鎖反應(yīng)速度逐步升高。在過程達到反應(yīng)速度的增加主要是熱量

32、積累的結(jié)果。當溫度升到臨界溫度時就發(fā)生突變，除了單純溫度升高使反應(yīng)速度逐漸增長外，又加上了連鎖反應(yīng)速度的發(fā)展。這樣，經(jīng)過極短的感應(yīng)期，速度曲線就突然上升并可能導(dǎo)致著火，其后，由于燃氣濃度減少，反應(yīng)速度又迅速下降。</p><p>　　若忽略作用物與生成熱容的差別，則：</p><p><b>　　Cm（T- ）= </b></p><p>　　

33、式中，m為燃氣質(zhì)量； 為質(zhì)量定壓熱容； 為燃氣初溫；T為某瞬間燃氣溫度；t為反應(yīng)時間；J為單位時間內(nèi)放出的熱量，J=QwV,V為反應(yīng)氣體體積，Q為反應(yīng)熱。 則 </p><p><b>　　T= （1）</b></p><p>　　其中 w=f(T)</p><p>　　式（1）這個反應(yīng)呈連鎖性，與阿雷尼烏斯

34、型反應(yīng)完全不同，在感應(yīng)期內(nèi)反應(yīng)速度很小，過了感應(yīng)期幾乎垂直增大。</p><p>　　當然實際上不會是絕熱過程，但是反應(yīng)速度的發(fā)展總比單純的連鎖或熱作用來的快。若在過渡到 以前反應(yīng)放熱小于散失之熱，反應(yīng)就在放熱等于失熱這一不變的溫度下進行，成為穩(wěn)定的連鎖過程而不會著火。然而若過渡到 以后，即使溫度不再升高，也會由于連鎖反應(yīng)的發(fā)展熱而著火。</p><p><b>　　自動催化理論

35、：</b></p><p>　　自動催化理論意指可燃氣體化學(xué)反應(yīng)的中間或最終產(chǎn)物對燃氣的反應(yīng)有促進作用，于此同時當然也存在著普通的放熱反應(yīng)，所以自動催化反應(yīng)速度應(yīng)由兩部分組成，即：w=w1+w2</p><p>　　式中，w為燃氣總的反應(yīng)速度；w1為一般熱反應(yīng)速度；w2為燃氣自動催化速度。</p><p>　　w=k1( -x)n1</p>

36、<p>　　w=k2(&0-x)n2xn3</p><p>　　所以自動催化反應(yīng)速度應(yīng)由兩部分式中，k1、k2為速度常數(shù)；&0為燃氣初始濃度；n1、n2、n3為反應(yīng)級數(shù)。所以：</p><p>　　w=k1(&0-x)n1+k2(&-x)n2xn3(2)</p><p>　　若反應(yīng)恒溫進行（k1、k2不變），開始因產(chǎn)物很少

37、，式（2）中后一項較小，可以忽略不計；隨著產(chǎn)物積累，反應(yīng)速度受催化迅速增加；隨著濃度的降低，反應(yīng)速度又轉(zhuǎn)為下降，在這個變化過程中，當極值足夠大時將發(fā)生著火。</p><p>　　3石油燃燒過程理論分析</p><p><b>　　3.1概述</b></p><p>　　可燃液體的蒸氣與空氣在液面上邊混合邊燃燒，燃燒放出的熱量會在液體內(nèi)部傳播。由

38、于液體特性不同，熱量在液體中的傳播具有 不同的特點，在一定的條件下，熱量在液體中的形成熱波，并引起液體的沸溢和噴濺，是火災(zāi)變得更加猛烈。</p><p><b>　　3.2基本概念</b></p><p>　　1.初沸點：石油中最輕的烴類沸騰時的溫度，也是石油中最低的沸點。</p><p>　　2.終沸點：石油中最重的烴類沸騰時的溫度，也是石油

39、中最高的沸點。</p><p>　　3.沸程：不同比重不同沸點的所有餾分轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵獾淖畹秃妥罡叻悬c的溫度范圍。各種單組分液體只有沸點而無沸程。</p><p>　　4.輕組分：石油中比重最輕、沸點最低的很少一部分烴類組分。</p><p>　　5.重組分：石油中比重最大、沸點最高的很少一部分烴類組分。</p><p><b>　　3

40、.3石油燃燒</b></p><p>　　石油一旦著火并完成液面上的傳播過程之后，就進入穩(wěn)定的狀態(tài)。石油由于沒有固定的沸點，在燃燒過程中，火焰向液面?zhèn)鬟f的熱量首先使低沸點組分蒸發(fā)并進入燃燒區(qū)燃燒，而沸點較高的重要部分，則攜帶在表面接受的熱量向液體深層沉降，形成一個熱的鋒面向液體深層傳播，逐漸深入并加熱冷的液層。這一現(xiàn)象稱為液體的熱波特性，熱的鋒面稱為熱波。熱波的初始溫度等于液面的溫度，等于該時刻原油中

41、最輕組分的沸點。隨著石油的連續(xù)燃燒，液面蒸發(fā)組分的沸點越來越高，熱波的溫度會由1 50℃逐漸上升到31 5℃，此水的沸點高得多。熱波在液層中向下移動的速度稱為熱波傳播速度，它比液體的直線燃燒速度（即液面下降速度）快，熱波傳播速度是一十分復(fù)雜的技術(shù)參數(shù)，其主要影響因索</p><p><b>　　包括：</b></p><p><b>　　1．石油的組成<

42、;/b></p><p>　　石油中輕組分越多，液面蒸氣化速度越快，燃燒越猛烈，石油接受火焰?zhèn)鬟f的熱量越多，液面向下傳遞的熱量也越多；此外，輕組分含量越大，則石油的粘性越小，高溫重組分沉降速度越大。因此，石油中輕組分越多，熱渡傳播速度越大。對于含水量≤0.1%，l90℃以下餾丹含量5%～6% 的原油，熱波傳播速度vt與190℃以下餾分的體積百分數(shù)[CH]有如下近似關(guān)系；</p><p&g

43、t;　　. vt=1. 65+4.69Lg[CH] (mm/min) </p><p><b>　　2石.油中含水量</b></p><p>　　在一定的數(shù)值范圍內(nèi)（如小于4%）．含水量增大，熱波傳播速度加快。這是因為含水量大的石油粘度小，油品中的高溫層易沉降。但含水量大于10%時，石油燃燒不穩(wěn)定．而含水量超過6%時，點燃很困難，即使著火了，燃燒也不穩(wěn)定

44、，影響熱波傳播速度。</p><p>　　對原油，當含水量[H2O]小于2%時，有</p><p>　　Vt=5. 12+1.62lg[H2O]+4.69（lg[CH]- ）</p><p>　　當含水量[H20]為2%～4%時，有</p><p>　　Vt=5. 45+0.5lg[H2O]+4.69(lg [CH] - )</p>

45、;<p><b>　　4火災(zāi)的發(fā)生及蔓延</b></p><p><b>　　4.1可燃液體起火</b></p><p>　　4.1.1可燃液體燃燒特點</p><p>　　可燃液體燃燒時，火焰并不緊貼在液面上，而是在空間的某個位置。這表明在燃燒之前，可燃體先蒸發(fā)，其后是可燃物蒸氣的擴散，并與空氣摻混形成可燃

46、混合氣，起火燃燒后在空間某處形成預(yù)混火焰或擴散火焰。液體可燃物地起火過程如下： </p><p>　　可燃性液體的起火特性一定與蒸發(fā)特性有關(guān)，閃點則是表示蒸發(fā)特性的重要的參數(shù)。閃點越低，越容易蒸發(fā)，反之則不容易蒸發(fā)。需要指出的是：液體閃點值一般是對純物質(zhì)而言的。大多說石油產(chǎn)品，都是多種成分的混合物。即便是不易蒸發(fā)的柴油、機油等，時間長了也可能有較大的蒸氣濃度，一旦處于起火界限濃度之內(nèi)，也有燃燒的危險

47、許多重油或原油油輪火災(zāi)多屬于這種情況?？扇家后w蒸氣的起火問題，可以作為氣體可燃物起火問題處理。</p><p>　　4.1.2單個可燃液滴的起火</p><p>　　可燃液體從容器噴出后，一般都霧化成許多小液滴，單個液滴的起火特性與整個噴霧燃燒密切相關(guān)。下面將介紹在環(huán)境溫度T的空氣中，氣流速度為u，一個直徑為d的可燃液滴滿足那些條件會起火。當阿倫尼烏斯數(shù)A很大時，可燃液滴的起火模型可用液滴

48、起火簡化模型表示。此時化學(xué)反應(yīng)集中在靠近高溫側(cè)的薄層內(nèi)，即 火焰遠離液滴表面，在 的薄層內(nèi)。整個流場可分為2個區(qū)。當劉易斯數(shù) =1，導(dǎo)熱系數(shù) ，比定壓熱容 、液滴密度 、擴散系數(shù)D等的物性參數(shù)為常數(shù)，畢渥數(shù) 、雷諾數(shù) 較小時，過程可視為準定常過程。</p><p>　　4.1.3熾熱液滴的起火</p><p>　　液體火災(zāi)中存揚沸現(xiàn)象，經(jīng)常發(fā)生液滴落在熾熱物體表面上的現(xiàn)象。大量的研究結(jié)果表

49、明：處在恒溫?zé)霟嵛矬w表面上的液滴壽命與熾熱物體的溫度有密切關(guān)系。液滴的壽命是這樣定義的：從液滴 與熾熱物體表面接觸開始到液滴消失所用的時間稱為液滴壽命。</p><p>　　4.2可燃液體火災(zāi)蔓延</p><p>　　4.2.1油池火災(zāi)蔓延</p><p>　　描述油池火災(zāi)的特征參數(shù)為液面下降速度（單位時間里的燃料消耗量），大量的實驗結(jié)果表明，液面下降速度與容器直徑

50、有關(guān)。下面就來分析一下液面下降速度與火焰特點的關(guān)系。</p><p>　　油池火中液面下降速度應(yīng)當?shù)扔诨鹧嫦蛞后w傳入熱量引起液體蒸發(fā)而導(dǎo)致液面下降的速度。液面上方液體蒸氣的擴散速度決定了燃燒速度，而這種然的形式顯然為擴散火焰。這樣就表明了整個過程中，傳熱、傳質(zhì)、流動與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系，為進一步分析問題打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　從火焰?zhèn)魅胍后w的熱量包括從高容器器壁向液體的傳熱、液面上方

51、高溫氣體向液體的對流傳熱、火焰及高溫氣體向液體的輻射傳熱等。</p><p>　　油池器壁與火焰根部距離很近，故器壁溫度可取為液體溫度（T1）。器壁附近氣體的溫差為TF-T1,這里TF為火焰溫度。從器壁向液體的傳熱量為：</p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　式中，d為油池直徑； 為氣體導(dǎo)熱系數(shù)。</p>

52、<p>　　油池上方高溫氣體向液體的對流傳熱量為：</p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　式中，h為對流傳熱系數(shù)?；鹧婕案邷貧怏w向液體的輻射傳熱量為：</p><p><b>　　(5)</b></p><p>　　這里假設(shè)高溫氣體的溫度等于火焰溫度， 為玻耳茲

53、曼常數(shù)； 為火焰及高溫氣體對液體的形態(tài)系數(shù)； 為火焰及高溫氣體的輻射率； 為液體的輻射率。</p><p>　　傳入液體的熱量起到兩種作用，其一為使液體的溫度升高，其二為使液體蒸發(fā)。使液體升溫的熱流量為： (5)</p><p>　　式中， 和 分別為液體的比熱容、密度和初溫。使液體蒸發(fā)的熱流量為： (6)</p><p>　　式中， 為液面的下降速度； 為室溫條

54、件下的蒸發(fā)潛熱。</p><p>　　將式（3）～式（5）代入式式（6）可得：</p><p><b>　　(7)</b></p><p>　　當油池直徑d很小時，式（7）中右端第一項相對較大，忽略其他各項后得到： 與d成反比的近似關(guān)系。當d很大時，式（7）中右端第一項相對較小，可以忽略不計，所以有 與d關(guān)系無關(guān)的結(jié)論。這就明確了在油池火災(zāi)中，

55、蒸發(fā)過程是火災(zāi)蔓延的控制過程。要控制蒸發(fā)過程必須控制液體與外界環(huán)境的換熱過程，所以采用泡沫滅火劑在液面上生成一層泡沫層，即能減少向液體的傳熱量，又能阻止液體的蒸發(fā)，是一種防治油池火災(zāi)的好方法。</p><p>　　研究表明：飛濺高度和散落面積與油層厚度、油池直徑等有關(guān)，一般散落面積的直徑（D）與小油池直徑（d）之比均在10以上，即 >10.由于揚沸帶出的燃油原來呈池火燃燒狀態(tài)，噴出之后呈液滴燃燒狀態(tài)，改善了

56、燃燒條件，燃燒強度大大提高，危險性隨之增加。如果油池周圍還有其他可燃物，這些可燃物被點燃；如果油池周圍還有從事滅火工作的人員和設(shè)備，必然造成很大的傷亡和損失。所以對油池火災(zāi)而言，一定要避免揚沸現(xiàn)象的發(fā)生。</p><p>　　4.2.2油面火災(zāi)蔓延</p><p>　　油面火災(zāi)指的是在大面積的水面上，有一層較薄的浮油，這種浮油燃燒時引起的火災(zāi)。油面火災(zāi)與油池火災(zāi)的區(qū)別在于：油面火有一個不斷

57、的擴大過程，一旦著火，很快就在整個油面形成火焰。由于燃燒情況不同，蔓延規(guī)律也不同，描述該過程的參數(shù)也不同。</p><p>　　在靜止環(huán)境中，油的初溫對火焰蔓延速度又明顯影響。開始時油面火蔓延速度隨著初溫的升高而變大；當初溫達到某個值之后，油面火蔓延速度趨于某個常數(shù)。對于甲醇油火來講，因甲醇的閃點為11℃，當初溫達到20℃之后，在甲醇液面上方便形成了一定濃度的甲醇蒸氣，該蒸氣與空氣混合形成具有一定混合比例的預(yù)混可

58、燃氣。這個預(yù)混可燃氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣仁且欢ǖ?，所以甲醇油面火蔓延速度就趨于某個常數(shù)。這個常數(shù)就是最大甲醇濃度與空氣混合后的預(yù)混可燃氣的層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取?lt;/p><p>　　上述結(jié)果表明：當油的初溫低于閃點溫度時，形成的是以擴散火焰為主的燃燒形式。要維持燃燒，就要保證液面具有一定的蒸氣速度，也就是說火焰必須向火焰面前方的液體傳送足夠的熱量，使該部分液體升溫，這樣在火焰面前方的液體之間就產(chǎn)生了溫差，由溫度差而引起表面

59、張力差，在表面張力差的作用下便產(chǎn)生表面流，使得溫度較高的液體不斷流向火焰面地前方以保證液體的蒸發(fā)速度與火焰蔓延速度的平衡。</p><p>　　液面火常用來清除泄漏在海面上的石油，這當然與防止火災(zāi)蔓延的目的不一樣，但是蔓延的規(guī)律是一樣的。</p><p>　　5 火災(zāi)蔓延過程分析</p><p><b>　　5.1火災(zāi)種類</b></p&

60、gt;<p>　　根據(jù)火災(zāi)燃燒材料的種類和特點，火災(zāi)分為A、B、C、D四類火</p><p><b>　　災(zāi)。</b></p><p>　　A類火災(zāi)指普通可燃物如木材、布、紙、橡膠及各種塑料燃燒而</p><p><b>　　形成的火災(zāi)；</b></p><p>　　B類火災(zāi)系油脂及液

61、體，如原油、汽油、煤油、酒精等燃燒引起</p><p><b>　　的火災(zāi)。</b></p><p>　　C類火災(zāi)是可燃氣體如氫氣，甲烷，乙炔燃燒引起的火災(zāi)。</p><p>　　D類火災(zāi)是可燃金屬如鎂、鋁、鈦、鋯、鈉和鉀等燃燒引起的火</p><p><b>　　災(zāi)。</b></p>

62、<p>　　5.2石油罐火災(zāi)及其蔓延</p><p>　　石油罐火災(zāi)以油輪火災(zāi)為代表，其特點如下：</p><p>　?。?）油輪火災(zāi)多發(fā)生在冬季。冬季是個風(fēng)多、風(fēng)大的季節(jié)，此時海水表面的溫差大，海面上的氣壓不穩(wěn)定，有激烈的上升氣流存在，這樣就導(dǎo)致油輪偏航，形成撞船、觸礁翻船等事故，這些事故發(fā)生的時間往往伴隨火災(zāi)或爆炸。</p><p>　　（2）空艙時

63、發(fā)生火災(zāi)的危險性更大。一般油輪都很大，空艙后的殘留油絕對量并不少，但無油的空間相對增大很多，殘留油蒸發(fā)后必然充滿整個無油空間，一旦油蒸氣濃度達到可燃極限之后，隨時都有起火燃燒的危險。而撞船、觸礁、翻船等事故往往是起火的導(dǎo)火線，船體越大，起火燃燒后越容易形成爆轟波而導(dǎo)致爆炸。</p><p>　　（3）原油油輪火災(zāi)或爆炸事故多發(fā)生與汽油油輪。汽油蒸發(fā)快、容易燃燒、危險性大，所以每個人都要倍加小心。而原油的蒸發(fā)速度慢

64、、危險性小，這是事實。但是原油里面包含有汽油的成分、煤油的成分等，如果時間足夠長，油蒸氣濃度同樣可達到可燃極限，因此原油起火燃燒或爆炸危險性小，不應(yīng)忽略。</p><p>　?。?）拆船時引起的火災(zāi)和爆炸比重很大。當油輪報廢解體時，必須全部清除殘留油，否則在切割船艙時易于發(fā)生燃燒爆炸事故，導(dǎo)致大量的人員傷亡和港口損失，這方面教訓(xùn)是很多的，必須作好安全準備。 </p><p><b&g

65、t;　　6 燃燒理論應(yīng)用</b></p><p>　　6.1可燃液體防火原理</p><p>　　6.1.1燃燒形式和液體火災(zāi)</p><p>　　大部分液體的燃燒是在受熱氣化形成蒸氣以后，按氣體的燃燒方式進行的。</p><p>　　液面上的蒸氣點燃后則產(chǎn)生火焰并出現(xiàn)熱量的擴展，火焰向液面的傳熱主要靠輻射，而火焰向液體里層的傳熱

66、方式主要是傳導(dǎo)和對流。</p><p>　　沸溢火災(zāi)：儲槽內(nèi)的液體在燃燒過程中，如果延續(xù)時間較長，除了表面被加熱外，其里層也會逐漸被加熱。對于沸騰溫度比儲槽側(cè)壁溫度高的可燃液體，其里層的加熱是以傳導(dǎo)方式進行的隨著離開液面距離的加大，里層的溫度很快下降。因此，這類液體燃燒時里層預(yù)熱的情況是不嚴重的。</p><p>　　對于沸騰溫度比儲蓄側(cè)壁溫度低的可燃液體，是以對流的方式沿整個深度進行加熱

67、的。這種在較大深度內(nèi)進行的加熱，可造成該液體由于劇烈沸騰而溢出或濺落在附近表面，使蔓延。</p><p>　　噴濺火災(zāi)：當儲蓄槽內(nèi)有水 墊時，沸騰溫度比儲槽溫度低的可燃液體，或者由多種成分組成的可燃液體的分餾產(chǎn)物，將以對流的方式使高溫層在較大深度內(nèi)加熱水墊，水便會汽化產(chǎn)生大量蒸汽，隨著蒸汽壓力的逐漸增高，達到蒸汽壓力足以把其上面地油層拋向上空，而向四周噴濺。</p><p>　　噴流火災(zāi)：

68、處于壓力下的可燃液體，燃燒時呈噴流式燃燒。</p><p>　　6.1.2可燃液體分類</p><p><b>　　按燃點分類：</b></p><p>　?。?）低閃點液體——閃點低于-18℃</p><p>　?。?）中閃點液體——閃點為-18~23℃</p><p>　?。?）高閃點液體——

69、閃點為23~61℃</p><p>　　絕大多數(shù)的易燃液體是有機化合物，它們的相對分子質(zhì)量較小，這些易于揮發(fā)，揮發(fā)可燃氣體遇到火花或受熱就會燃燒甚至爆炸，所以，易燃液體有很大的火災(zāi)爆炸危險性。</p><p>　　按化學(xué)性質(zhì)和商品類別不同分類;</p><p>　　（1）化學(xué)化工原料及溶劑</p><p><b>　?。?）硅的有機

70、物</b></p><p>　　（3）各種易燃性漆類</p><p>　?。?）各種樹脂和黏合劑</p><p>　　（5）各種油墨和調(diào)色由</p><p>　?。?）含有易燃液體的物品</p><p>　　（7）盛放于易燃液體中的物品</p><p><b>　?。?）膠

71、棉液</b></p><p>　　6.1.3液體的燃燒速度</p><p>　　燃燒速度有兩種方法表示：一種是液體的燃燒直線速度，即單位時間被燃燒消耗的液層厚度，單位為 另一種是液體的燃燒質(zhì)量速度，及單位時間內(nèi)美單位面積上被燃燒消耗的 液體質(zhì)量，單位為 ·min）或kg/ ·h)</p><p>　　6.1.4可燃液體的燃燒極限<

72、;/p><p>　　可燃液體的燃燒極限有兩種：一是可燃蒸氣的燃燒濃度極限，有上、下限之分，以%（體積分數(shù)）表示：二是可燃液體的燃燒溫度極限，也有上、下之分以℃表示。</p><p>　　6.1.5評價液體火災(zāi)危險性的主要技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　?。?）飽和蒸氣壓</b></p><p><b>　?。?

73、）燃燒極限</b></p><p><b>　?。?）閃點</b></p><p><b>　　（4）受熱膨脹系數(shù)</b></p><p><b>　　（5）其他燃爆性質(zhì)</b></p><p>　　沸點、相對密度、流動擴散性、帶電性、相對分子質(zhì)量</p>

74、;<p>　　6.2可燃液體防火技術(shù)</p><p>　　防火技術(shù)主要從以下幾方面采取技術(shù)措施：</p><p>　　（1）消除著火源，防火的基本原則應(yīng)建立在消除著火源的基礎(chǔ)之上。人們不管是在自己家中 或辦公室里還是在生產(chǎn)現(xiàn)場，都經(jīng)常處在或多或少的各種可燃物質(zhì)包圍之中，而這些物質(zhì)又存在于人們生活所必不可少的空氣中，這就是說具備了引起火災(zāi)燃燒的三個基本條件中的兩個條件。結(jié)論很簡

75、單：消除著火源。只有這樣，才能在絕大多數(shù)情況下滿足預(yù)防火災(zāi)和爆炸的基本要求。</p><p>　?。?）控制可燃物。防止燃燒三個基本條件中的任何一條，都可防止火災(zāi)的發(fā)生。如果采取消除燃燒條件中的兩條，就更具安全可靠性。例如：在點石庫防火條件中，通常采用消除著火源和防止產(chǎn)生可燃物乙炔的各種有關(guān)措施。</p><p>　　控制可燃物的措施主要有：在生活中和生產(chǎn)的可能條件下，以難燃材料代替可燃材

76、料，如用水泥替代木材建筑房屋；降低可燃物質(zhì)在空氣中的濃度，如在車間或庫房采取全面通風(fēng)或局部排風(fēng)，是可燃物不易聚集，從而不會超過最高允許濃度，防止可燃物的跑、冒、滴、漏；對于那些相互作用能產(chǎn)生可燃氣體或蒸汽的物品應(yīng)加以隔開，分開存放。</p><p>　?。?）隔絕空氣。必須時可以使生產(chǎn)在真空條件下進行，在設(shè)備容器中充裝惰性介質(zhì)保護。例如，水入電石式乙炔發(fā)生器在加料后，應(yīng)采用惰性介質(zhì)氮氣吹掃；燃料容器在檢修焊補前，

77、用惰性介質(zhì)置換等。</p><p>　?。?）防止形成新的燃燒條件，阻止火災(zāi)范圍的擴大。設(shè)置阻火裝置，如在乙炔發(fā)生器上設(shè)置水封回火裝器，或水下氣割時在割炬與膠管之間設(shè)置阻火器，一旦發(fā)生回火，可阻止火焰進入乙炔罐內(nèi)，或阻止火焰在管道里蔓延。</p><p>　　綜上所述，一切防火技術(shù)措施都包括兩個方面：一是防止燃燒基本條件的產(chǎn)生；二是避免燃燒基本條件的相互作用。</p><

78、;p>　　7凱氏定氮法測定大豆蛋白的方法</p><p><b>　　7.1本文總結(jié)</b></p><p>　　我們前面提到總共有四類火災(zāi)類型，下面我們就對每一種火災(zāi)類型的滅火措施進行討論。</p><p>　　不同類型火災(zāi)，具有不同特點，應(yīng)采取不同的滅火措施：</p><p>　　對A類火災(zāi)，一般可采取水冷卻法

79、，但對于忌水物質(zhì)，如布、紙等應(yīng)盡量減少水漬所造成的損失；對珍貴圖書，檔案資料應(yīng)使用二氧化碳、鹵代烷、干粉滅火劑滅火。</p><p>　　對B類火災(zāi)，應(yīng)及時使用泡沫滅火劑進行撲救，同時用水冷卻容器壁，以減慢液體蒸發(fā)速度；關(guān)閉閥門，切斷可燃液體來源，并把燃燒區(qū)域內(nèi)容器中的可燃液體通過管道抽至安全地區(qū)；要采取措施，防止燃燒區(qū)內(nèi)的可燃液體在地上流散；在撲球原油油罐火災(zāi)時，若出現(xiàn)火焰增大，發(fā)亮，變白，煙色由濃變淡，金屬原

80、油罐壁發(fā)生顫抖并伴有強烈的噪聲等噴濺苗頭時，應(yīng)及時將人員撤離火災(zāi)現(xiàn)場，以避免不必要的人員犧牲。</p><p>　　對C類火災(zāi)，因氣體燃燒速度快，極易造成爆炸，一旦發(fā)現(xiàn)可燃氣著火．應(yīng)立即關(guān)閉閥門，切斷可燃氣來源，同時使用干粉滅火劑將氣體燃燒火焰撲滅。</p><p>　　對D類火災(zāi)，如鎂、鋁燃燒時溫度很高，水及其它普通滅火劑在高溫下會因發(fā)生分解而失去作用，應(yīng)使用特殊滅火劑，例如用7 1 5

81、 0滅火劑撲球鎂、鋁、鎂鋁合金、海綿狀鈦等輕金屬火災(zāi)，用原位膨脹石墨滅火劑撲球鈉、鉀等堿金屬以及鎂等輕金屬火災(zāi)。少量金屬燃燒時可用干砂、干的食鹽、石粉等撲球。</p><p>　　火災(zāi)現(xiàn)場若有電器設(shè)備，在進行火災(zāi)撲球時，應(yīng)首先切斷電源，但對于商場，影劇院等人員集中的場所，照明線路則應(yīng)在人民群眾撤離以后再切斷；對精密儀器、貴重電器設(shè)備，要用二氧化碳撲球，因為二氧化碳不導(dǎo)電，不含水，滅火后很快散逸，不留痕跡，不污染儀

82、器設(shè)備。</p><p><b>　　7.2展望</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　[I] </b></p><p><b>　　[

83、2] </b></p><p><b>　　[3] </b></p><p><b>　　[4] </b></p><p><b>　　[5</b></p><p><b>　　[7] </b></p><p><