燃燒的實質3.1燃燒的定義與燃燒實質3.1.1燃燒的定義燃燒是一種放熱、發(fā)光的劇烈化學反應。首先，可燃物質在燃燒過程中變成了在性質上與原來物質完全不同的新物質。例如，木材在空氣中燃燒時生成二氧化碳和水蒸氣。其次，燃燒是一種以發(fā)熱、發(fā)光為特征的劇烈化學(氧化)反應。例如，銅在空氣中氧化生成氧化銅不是燃燒，只是一般的氧化反應。燃燒不僅是木材在空氣中燃燒時生成二氧化碳和水蒸氣之類的化合反應，也可能是分解反應。如硝化甘油燃燒生成二氧化碳、水、氧和氮以及光和熱。燃燒反應的結果是產生大量的熱，并把反應產物加熱到發(fā)光。所有易燃固體、液體、氣體物質的燃燒都屬于放熱、發(fā)光的劇烈化學反應。3.1.2燃燒的實質燃燒是可燃物質與氧或其他氧化劑進行反應的結果。劇烈氧化的結果是放出光和熱，而一般氧化沒有發(fā)光現(xiàn)象。所以，氧化與燃燒是一種化學反應，只是反應的速度和發(fā)生的現(xiàn)象不同。也就是說，物質燃燒是氧化反應，而氧化反應不一定都是燃燒。例如，硫在空氣中燃燒生成二氧化硫，并發(fā)出光和熱，屬于燃燒；碳酸氫鈉與硫酸鋁反應生成二氧化碳、氫氧化鈉和硫酸鈉，但不發(fā)出光和熱，只屬于一種化學反應，而不屬于燃燒；生石灰與水起反應生成熟石灰，同時發(fā)出熱，但沒有發(fā)出光，也只是化學反應，而不屬于燃燒；如燈泡通電后發(fā)出光和熱，但無氧化反應，這只屬于物理現(xiàn)象，而不能稱之為燃燒；鐵在空氣中氧化生成一氧化鐵，發(fā)熱少且無發(fā)光現(xiàn)象，這屬于一般的氧化反應，也不能稱之為燃燒。從本質上而言，燃燒是一種氧化-還原反應，參加燃燒的反應物必須包含氧化劑和還原劑，也就是通常所說的助燃物和可燃物。燃燒時因為缺氧而產生的一氧化碳是可燃氣體，也是有毒氣體。3.2燃燒的條件任何燃燒現(xiàn)象的發(fā)生，都必須同時具備可燃物、助燃物和著火源這三個條件。這三個條件又叫做燃燒三要素。3.2.1燃燒三要素通常把可燃物、助燃物、著火源這三個要素組成一個等邊三角形——燃燒三角形來表示三要素對燃燒具有同等的重要性。3.2.1.1可燃物質能在空氣或其他氧化劑中發(fā)生燃燒反應的物質稱為可燃物質。可燃物質分為固體、液體和氣體。在這三種形態(tài)的可燃物質中，可燃氣體最易燃燒，可燃固體和可燃液體是先汽化，后燃燒。例如，木材、煤炭等都是在受熱后分解出水蒸氣、其他氣體和碳之后才燃燒；石蠟、瀝青等都是受熱熔化成氣體后再燃燒；汽油、煤油等石油產品都是受熱揮發(fā)出氣體，與空氣混合達一定比例后再燃燒?？扇脊腆w的易燃性和它與空氣的接觸面積有關，單位質量的物質與空氣的接觸面積越大，則越容易燃燒。例如，整塊木頭不易用火柴點燃，如將之削成木刨花，則很容易點燃；大塊的鋁、鎂看起來是不燃物質，可是將之加工成鋁粉和鎂粉后，它們不僅容易燃燒，而且還具有爆炸性。3.2.1.2助燃物質凡與可燃物質相互結合能導致燃燒的物質都叫做助燃物質。與可燃物質不同，助燃物質本身不會燃燒，只是能幫助和支持可燃物燃燒的物質。例如氧氣本身屬于不燃物質，它本身不能燃燒，但沒有它就不能引起劇烈的氧化反應，也就沒有燃燒，所以氧氣是一種助燃物質。氯氣、氯酸鉀、高錳酸鉀等氧化劑里的氧氣十分活躍，在一定條件下，其中的氧氣也會像空氣中的氧氣一樣與可燃物結合，引起劇烈的氧化反應而燃燒。所以，一般我們將氧和氧化劑都稱為助燃物。沒有助燃物，任何物質都燃燒不起來?？扇嘉锏耐耆紵仨氁凶銐虻难鯕猓沟攘康母鞣N可燃物完全燃燒所需的空氣量各不相同。例如，要使1kg木材燃盡，需要4～5m3的空氣，而燃盡1kg石油產品需要10～12m3的空氣。當空氣中氧氣不足時，就會產生不完全燃燒，生成可燃且有毒的一氧化碳氣體。空氣中的氧含量約為21％，燃燒時，如空氣中含氧量降到11％以下，一般物質的燃燒就會停止。當含氧量降到16％時，就對人體健康造成影響；當含氧量下降到10％時，人就會因缺氧暈倒，如不及時搶救會導致死亡。3.2.1.3著火源凡能引起可燃物質燃燒的熱能源都叫做著火源。最常見的著火源有明火焰、赤熱體、火星和電火花、化學能以及聚焦日光等。3.2.2燃燒條件即使具備燃燒的三個條件，燃燒也不一定能發(fā)生。要燃燒，首先必須使可燃物質與氧有一定的數量比例；其次，必須供給足夠的氧氣；再次，著火源必須要有一定溫度和足夠的熱量；最后，必須使燃燒的三個條件相互結合作用在一起，燃燒才會發(fā)生。3.3燃燒類型所謂燃燒類型，即具有共同特征但表現(xiàn)形式不同的燃燒現(xiàn)象。根據燃燒所表現(xiàn)的不同形式，可分為閃燃、著火、自燃和爆炸四種類型。3.3.1閃燃（1）定義閃燃是指在一定溫度下易燃或可燃液體(包括可溶化的少量固體，如石蠟、樟腦、萘等)蒸氣與空氣混合后達到一定濃度時，遇明火源產生一閃即滅(5s以內)的燃燒現(xiàn)象。閃燃發(fā)生的原因是因易燃、可燃液體在閃燃溫度（閃點）下，蒸發(fā)速度還不快，蒸發(fā)出來的氣體僅能維持一剎那的燃燒，而來不及補充新的蒸氣以維持穩(wěn)定的燃燒，因而燃燒一下就熄滅了。閃燃往往是火災的先兆。（2）閃點閃點又稱閃火點，是發(fā)生閃燃現(xiàn)象的最低溫度。閃點是表征可燃液體性質的指標之一，閃點比燃點(著火點)低。閃點是在規(guī)定的試驗條件下，液體表面上的蒸氣與空氣混合物接觸火源時初次發(fā)生藍色閃光的溫度，可在標準儀器中測量出來。閃點是評定液體火災危險性的主要依據?？梢愿鶕W點確定生產、儲存可燃性液體的火災危險性類別：閃點低于28℃的為一級易燃液體；閃點在28～60℃的為二級易燃液體；閃點高于60℃的為三級易燃液體。當裝運石油產品無閃點資料時，應按一級易燃液體對待。我國規(guī)定，閃點在65℃以下的可燃液體都屬于易燃液體。幾種常見易燃液體的閃點如表3-1所示。表3-1幾種常見易燃液體的閃點3.3.2著火(1)著火的定義著火是指可燃物在一定的溫度條件下遇明火源產生一種持續(xù)(5s以上)燃燒的現(xiàn)象。(2)著火點著火點又稱燃點，是能產生燃燒現(xiàn)象所需要的最低溫度。一切可燃液體的燃點都高于其閃點。易燃液體的燃點比其閃點高1～5℃，液體閃點越低，這一差數就越小。例如，汽油、苯、二硫化碳的燃點僅比其閃點高1℃。表3-2幾種常見物質的燃點3.3.3自燃(1)定義自燃是可燃物質在空氣中未接觸明火源，在一定溫度下發(fā)生的燃燒現(xiàn)象。（2）自燃點自燃點是可燃物質能發(fā)生自燃的最低溫度，它不是一個固定的數值。液體和氣體的自燃點與壓力成反比；石油制品的自燃點隨分餾點的升高而降低，即重質油品比輕質油品的自燃點低；當裝有可燃液體的容器直徑縮小時，自燃點升高，小到一定數值時便不能自燃；固體物質的自燃點與其粉碎程度成反比，并且受熱時間越長，其自燃點越低。（3）自燃的種類自燃可分為本身自燃和受熱自燃兩種。本身自燃又稱蓄熱自燃，是指某些物質在沒有外來熱源作用的情況下，由于其內部的生物、物理或化學的作用而產生熱量，在一定的條件下，積熱不散、溫度升高，達到該物質的自燃點而發(fā)生的自行燃燒。為防蓄熱自燃，對貨物應采取與熱源隔離、妥善包裝、防止潮濕、良好通風等措施。某些可燃物質的蓄熱自燃能在常溫下發(fā)生，因此潛伏著極大的火災危險性，應予以特別注意。常見的能發(fā)生蓄熱自燃的物質如下：①植物產品：稻草、樹葉、麥芽、鋸末、甘蔗渣、籽棉等。②油脂：主要是植物油和動物油粘附于植物纖維或其制品上，如油布、油紙及其制品或粘棉紗頭。③煤：除無煙煤之外的煙煤、褐煤和泥煤。主要是由于煤的呼吸和氧化作用以及熱交換引起。煤的粉碎程度、濕度、揮發(fā)物的含量和單位體積的散熱量，對煤的自燃影響很大。④硫化鐵：主要是硫鐵礦以及金屬油罐、油艙受腐蝕生成的硫化鐵等。船上常見的易發(fā)生蓄熱自燃的物質有煤及硫化鐵，油艙底部艙壁上的硫化鐵，粘有油脂的棉、麻植物，棉紗頭，潮濕的棉、麻等植物纖維，化學危險品中的黃磷、硝化纖維素及其制品。受熱自燃是指物質被加熱到一定溫度時，不用外界明火作用引起自行燃燒現(xiàn)象。引起受熱自燃的原因有：①接觸熱的物體，如煙囪、取暖設備、電熱器等；②直接火加熱；③摩擦生熱，如機器軸承缺乏潤滑或纏繞纖維物質；④化學熱效應，如化學反應中放出的熱等；⑤壓縮熱，如物質受高壓壓縮時發(fā)熱；⑥輻射熱，如明火和熾熱物體發(fā)生輻射熱，太陽輻射熱等。船舶上常見物質的自燃點如表3-3所示。表3-3船舶上常見物質的自燃點3.3.4爆炸與爆炸極限(1)爆炸從消防角度講，凡是發(fā)生瞬間的燃燒，同時生成大量的熱和氣體，并以很大的壓力向周圍擴散的現(xiàn)象叫爆炸。爆炸能直接產生火災，其沖擊波能將火勢迅速擴散，同時破壞建筑物，加速氣體對流，使燃燒加劇，還會造成人員傷亡或財產損失。爆炸有核爆炸、化學爆炸和物理爆炸三種。核爆炸：由于原子核的分裂或熱核反應所引起的爆炸?；瘜W爆炸：由于爆炸性物質本身發(fā)生化學反應產生大量的熱和氣體而發(fā)生的爆炸。這種爆炸其實是物質高速度的燃燒現(xiàn)象——動力燃燒。例如爆炸物品以及可燃氣體、液體、蒸氣和粉塵與空氣混合的爆炸，這種爆炸能直接造成火災，具有很大的危險性。事實上，化學爆炸是可燃物質事先與氧化劑的混合物（或本身含氧的炸藥）遇到火源而發(fā)生極短時間內的高速度燃燒。物理爆炸：由于氣體或液體蒸汽迅速膨脹，壓力急劇增加，并大大超過容器所能承受的壓力所發(fā)生的爆炸。例如蒸汽鍋爐、壓縮和液化氣體鋼瓶、油桶、油罐爆炸等。這種爆炸能間接地造成火災。根據爆炸傳播速度不同，爆炸可分為三種形式：①爆燃：物質爆炸傳播速度為每秒數十米至百米，壓力不激增，無聲響，無多大破壞性。如無煙火藥在空氣中的迅速燃燒，氣體混合物接近爆炸濃度上限或下限時的爆炸等都屬于此類。②爆炸：物質爆炸傳播速度為每秒數百米，爆炸時在爆炸地點引起壓力激增，有震耳的聲響，有較大的破壞力。如壓緊的火藥受摩擦或遇火源引起的爆炸，以及可燃氣體、液體、蒸氣或粉塵等爆炸混合物的爆炸均屬于此類。③爆震（爆轟）：這種爆炸具有突然升起的極高壓力，以超音速的沖擊波傳播，每秒可達千米。這種沖擊波能遠離爆震發(fā)源地而獨立存在，并能引起該處其他炸藥的爆炸（稱瞬爆），具有極大的破壞力。各種處于部分或全部封閉狀況下的炸藥爆炸，以及氣體混合物處于特定濃度范圍內或處于高壓下的爆炸均屬于此類。

由此可見，造成爆炸必須具備如下要素：可燃物與助燃物事先混合；變化速度非?？欤划a生大量的熱，生成大量的氣態(tài)產物。（2）爆炸極限可燃氣體、蒸氣或粉塵與空氣混合的混合物，必須在一定的濃度范圍內，遇著火源才能發(fā)生爆炸，這個濃度的最低值叫下限，最高值叫上限。下限至上限的范圍叫爆炸極限范圍。通常用可燃氣體在空氣中所占比例——百分比(％)來表示。低于爆炸極限下限，氣體量不足，“過稀”，遇明火不會爆炸和燃燒；高于爆炸極限上限，氣體量過多，“過濃”，遇明火會燃燒，當有空氣進入，可燃氣體被稀釋到爆炸極限范圍內，就會發(fā)生爆炸。以汽油為例，要發(fā)生爆炸，其蒸氣與空氣混合的濃度為1.5%～6.9%，1.5%為下限，6.9%為上限。常見可燃氣體在空氣中的爆炸極限范圍如表3-4所示。表3-4常見可燃氣體在空氣中的爆炸極限范圍從表中可看出，氫、乙炔、一氧化碳等的爆炸濃度范圍很大，而汽油、丙烷、丁烷等的爆炸濃度范圍較小。爆炸濃度范圍越大，爆炸危險性越高。(3)影響爆炸極限的因素①原始溫度原始溫度升高，導致下限下移，上限增高，因此極限范圍擴大。②原始壓力原始壓力越高，下限變化很小，但上限有很大提高，因此極限范圍擴大。降低原始壓力，可以減小爆炸極限范圍，當減到一定數值，將使下限升高，上限下降，最后重合直至不爆炸為止。③含氧量含氧量增加，會導致爆炸極限范圍擴大，因此增加爆炸危險性。如在混合氣體中滲入氮或二氧化碳等不燃的惰性氣體，使其含氧量相對降低，也可防止爆炸。油輪貨艙充灌惰性氣體就是利用該原理防止爆炸。④容器的體積容器直徑越小，極限范圍越小。⑤熱源能量熱源能量即點火引爆的能量，當能量大、熱源表面面積大時，如果熱源與可爆混合物接觸時間長，就會使爆炸極限擴大，從而使爆炸危險性增加。每一種可爆混合物，都有一個起爆的最小點火能量，低于這個能量，混合物不會爆炸。3.4船舶火災的蔓延影響火勢蔓延的因素有熱傳播、氣候、風勢、地理環(huán)境、建筑物等，但主要的是熱傳播。物質燃燒放出的熱能，以傳導、對流和輻射三種方式向四周傳播。3.4.1傳導熱量從物體的一端傳到另一端的現(xiàn)象，叫做熱量的傳導。這種方式的傳導，主要是依靠物質彼此接觸的微粒能量交換來實現(xiàn)的。例如當我們用鐵條等金屬通火爐時，時間一長捏鐵條的手就會感到發(fā)燙，這就是熱傳導。一般金屬物質較非金屬物質導熱性強。如鋼材比木材強350倍；鋁比木材強1000倍。3.4.2輻射以熱射線傳播熱量的現(xiàn)象，叫做輻射。這種熱射線以電磁波的形式向周圍傳播熱能，它不受介質的影響。這種熱射線是肉眼看不見的，但我們可以感到它的存在與強度大小。放射熱量的物體，其輻射強度和該物體絕對溫度的四次方成正比(即燃燒物溫度越高，輻射強度越大)。被輻射物受熱量和放射物體與被輻射物的距離的平方成反比(即距離近，受熱多；距離遠，受熱少)。發(fā)生火災時，火焰溫度通常在1000℃以上，而木材、竹竿、稻草等物的自