Puntos de prueba y ejemplos de práctica técnica de ingeniero de incendios de nivel 1 de 2019: tipos de combustión y sus características

Puntos de conocimiento: Tipos de combustión y sus características

Primero, clasifíquelos según las características del momento de combustión

Sustancias combustibles se almacenan en En el aire, cuando alcanza una cierta temperatura, se quemará cuando entre en contacto con la fuente de ignición y puede continuar ardiendo después de que se retire la fuente de ignición. Este fenómeno de combustión continua se llama fuego. El fuego es el inicio de la combustión, caracterizada por la aparición de una llama.

El fuego es un fenómeno de combustión común en la vida diaria.

(1) Modo de incendio

Ignición

2. La combustión espontánea de sustancias combustibles se produce por calentamiento o calentamiento en ausencia de chispas externas, llamas o otras fuentes de ignición. Lo que ocurre debido al autocalentamiento y la acumulación de calor se llama combustión espontánea. Es decir, cuando una sustancia no tiene una fuente de ignición externa, genera calor debido a sus cambios biológicos, físicos o químicos internos y lo acumula, haciendo que la temperatura aumente continuamente y se queme de forma natural. El punto de autoignición se refiere a la temperatura más baja a la que un material combustible puede encenderse espontáneamente.

(1) Combustión espontánea química

Por ejemplo, las cerillas se encienden por fricción; los explosivos explotan al impactar; el sodio metálico se enciende espontáneamente en el aire; el carbón se enciende espontáneamente debido a una acumulación excesiva, etc. .

(2) Combustión espontánea térmica

Si la mezcla de combustibles y oxidantes se calienta uniformemente con anticipación, a medida que aumenta la temperatura, cuando la mezcla se calienta a una temperatura determinada, se enciende automáticamente ( en este momento, el fuego se produce en todo el volumen de la mezcla), lo que habitualmente se denomina combustión térmica espontánea.

(2) Explosión

Una explosión se refiere a la rápida transformación de la materia de un estado a otro, y la liberación de una enorme energía en forma de trabajo mecánico en un instante, o gas y El fenómeno del vapor que se expande violentamente en un instante. Una de las características más importantes de una explosión es el cambio repentino de presión alrededor del punto de explosión, que es responsable del efecto destructivo de la explosión. La explosión, como uno de los tipos de combustión, se refiere principalmente a explosiones químicas. Para la clasificación y características específicas de las explosiones, consulte el Capítulo 3, Sección 1 de este artículo.

¿Un ejemplo? En ausencia de una fuente de ignición externa, el fenómeno de combustión espontánea debido a un aumento de temperatura debido al calor generado por el proceso interno () se denomina combustión espontánea.

A. Física, química

B. Química, biología

C.

"Respuesta correcta" d

"Análisis de respuestas" El fenómeno de la combustión espontánea de sustancias combustibles debido al calentamiento o autocalentamiento y al almacenamiento de calor sin la acción de chispas externas, llamas y otras fuentes de ignición se denomina combustión espontánea. Es decir, cuando una sustancia no tiene una fuente de ignición externa, genera calor debido a sus cambios biológicos, físicos o químicos internos y lo acumula, haciendo que la temperatura aumente continuamente y se queme de forma natural. El punto de autoignición se refiere a la temperatura más baja a la que un material combustible puede encenderse espontáneamente.

¿Ejemplo 2? Las sustancias combustibles se almacenan en el aire. Cuando alcanzan una determinada temperatura, arden al entrar en contacto con una fuente de fuego. Una vez eliminada la fuente del fuego, pueden continuar ardiendo hasta que se quemen los combustibles. Este fenómeno de quema continua se llama ().

A. Combustión espontánea

B. Destello

C. Fuego

D. respuesta ”c

《Análisis de respuestas》Las sustancias combustibles en el aire * * *, al alcanzar una cierta temperatura, pueden causar combustión cuando entran en contacto con la fuente de ignición y pueden continuar ardiendo después de que la fuente de ignición se haya ido. . Este fenómeno de combustión continua se llama fuego.

2. Clasificación por productos de la combustión

Formas combustibles: gas, líquido y sólido.

(1) Combustión de gases

La combustión de gases combustibles no requiere procesos de fusión y evaporación como los sólidos y líquidos. El calor requerido sólo se utiliza para oxidación o descomposición, o para calentar. el gas hasta el punto de combustión. Por eso se quema fácilmente y rápidamente. Según las diferentes condiciones de mezcla del gas combustible y el oxígeno antes de la combustión, el modo de combustión se divide en combustión por difusión y combustión premezclada.

1. Combustión por difusión

La combustión por difusión significa que las moléculas de gas combustible y vapor se difunden con los oxidantes del gas y se queman mientras se mezclan. En la combustión por difusión, la mezcla de gas combustible con aire u oxígeno se logra mediante difusión de gas, y el proceso de mezcla es mucho más lento que el proceso de reacción de combustión. El proceso de combustión se realiza en la zona de difusión y toda la velocidad de combustión está determinada por la velocidad de mezcla física.

Las características de la combustión por difusión son las siguientes:

La combustión es relativamente estable, la temperatura de la llama es relativamente baja, la llama de difusión no se mueve, la mezcla de gas combustible y gas El oxidante se lleva a cabo en la boquilla de gas combustible y el proceso de combustión no producirá un fenómeno de retroceso (el fenómeno de la llama que se encoge en el orificio del fuego). Siempre que se controle la combustión por difusión estable, no provocará un incendio y será más fácil apagarlo una vez que se produzca.

2. Combustión premezclada

La combustión premezclada se refiere a la combustión en la que el gas combustible y el vapor se premezclan con aire (u oxígeno) y producen impacto al encontrar una fuente de ignición. La combustión premezclada generalmente ocurre en sistemas cerrados o abiertos, donde la velocidad de difusión de la mezcla al ambiente circundante es mucho más lenta que la velocidad de combustión. La combustión exotérmica hace que el volumen del producto se expanda rápidamente y la presión aumente, alcanzando 709,5438+0 ~ 810,4 kPa. Hay dos formas de propagación de la llama en gases premezclados: propagación normal de la llama y detonación.

Las características de la combustión premezclada son:

La reacción de combustión es rápida, la temperatura es alta, la velocidad de propagación de la llama es rápida y la mezcla de reacción no se difunde. La introducción de una fuente de fuego en una mezcla combustible crea un centro de llama que se convierte en una fuente concentrada de calor y partículas químicamente activas.

¿Un ejemplo? La combustión por explosión de gas natural en boca de pozo pertenece a ().

A. Combustión premezclada

B. Combustión por difusión

C. Combustión evaporativa

D. >"Respuesta correcta" b

"Análisis de respuesta" Cuánto gas (vapor) se difunde y arde. El uso que hace la gente del fuego en la producción y la vida (como cocinar con gas, iluminar, soldar con gas, etc.) pertenecen todos a esta forma de combustión.

(2) Combustión de líquidos

En el proceso de combustión de líquidos inflamables y combustibles, lo que arde no es el líquido en sí, sino el vapor del líquido que se evapora cuando se calienta el líquido. se descompone y se oxida hasta llegar al punto de ignición y arde, es decir, evaporación y combustión. Por lo tanto, ya sea que un líquido pueda arder o no, la velocidad de combustión está estrechamente relacionada con las propiedades del líquido, como la presión de vapor, el punto de inflamación, el punto de ebullición, la tasa de evaporación, etc.

Los líquidos inflamables tendrán un punto de inflamación, y la temperatura más baja a la que se produce el punto de inflamación se llama punto de inflamación.

Cuando los hidrocarburos líquidos inflamables se queman, suelen producir una llama de color naranja y emiten una densa nube de humo negro. Cuando el alcohol arde, normalmente produce una llama azul clara con poco o ningún humo. Cuando algunos éteres arden, el nivel del líquido va acompañado de una evidente ebullición, lo que dificulta la extinción del fuego de estas sustancias. Cuando se queman productos petrolíferos pesados ​​con alta viscosidad y alta humedad, como el petróleo crudo, el petróleo pesado y el petróleo asfáltico, el vapor de agua hirviendo salpica el aire junto con el petróleo en llamas. Este fenómeno se llama ebullición (ebullición, desbordamiento y salpicaduras).

1. Flash

La ignición repentina se refiere al fenómeno de la volatilización de líquidos inflamables o combustibles (incluida una pequeña cantidad de sólidos fusibles, como parafina, alcanfor, naftaleno, etc.). moléculas. ) se mezcla con aire, y cuando alcanza una cierta concentración, se extinguirá instantáneamente al encontrar una fuente de fuego. La razón del flashover es que los líquidos inflamables o combustibles se evaporan lentamente a la temperatura del flashover. El vapor evaporado solo puede sostener una combustión instantánea y no hay tiempo para reponer vapor nuevo para mantener una combustión estable, por lo que se extingue instantáneamente. Pero las descargas eléctricas son uno de los precursores de los accidentes por incendio. El punto de inflamación es la temperatura más baja a la que se produce un destello de luz en la superficie de un líquido inflamable o combustible.

2. Desbordamiento en ebullición

Tomemos como ejemplo el petróleo crudo. Su viscosidad es relativamente alta y contiene algo de agua, que existe en forma de agua emulsionada y colchón de agua. La llamada agua emulsionada es el agua del petróleo crudo que queda suspendida en el petróleo debido a la fuerte agitación durante la extracción y el transporte del petróleo crudo. Después de reposar durante mucho tiempo, el aceite y el agua se separan y el agua se deposita en el fondo formando un colchón de agua debido a su alta densidad.

Durante el proceso de combustión, estos aceites pesados ​​con un amplio rango de ebullición generarán olas de calor. Cuando la ola de calor se mueve hacia el líquido profundo, dado que la temperatura es mucho más alta que el punto de ebullición del agua, la ola de calor vaporizará el agua emulsionada en el aceite. Una gran cantidad de vapor flotará hacia la superficie del líquido a través de la capa de aceite. , formando un paquete de aceite durante el movimiento ascendente. Burbujas de aire, donde una porción del aceite forma burbujas que contienen una gran cantidad de burbujas de vapor. De esta manera, el volumen del líquido inevitablemente se expandirá y se desbordará. Al mismo tiempo, la fuerza de expansión del vapor detrás de él expulsará algo de aceite sin espuma, haciendo que la superficie del líquido hierva violentamente, como. ? ¿Huyendo? Nuevamente, este fenómeno se llama desbordamiento.

Se puede observar en el proceso de desbordamiento de ebullición que la formación de desbordamiento de ebullición debe cumplir tres condiciones:

① El petróleo crudo tiene las características de formar ondas de calor, es decir, tiene un amplio rango de ebullición y una alta densidad. La diferencia es grande.

(2) El petróleo crudo contiene agua emulsionada, que se convierte en vapor cuando se calienta.

③El petróleo crudo tiene una alta viscosidad y es difícil que el vapor de agua pase a través de la capa de petróleo de abajo hacia arriba.

Salpicaduras de agua

Durante el proceso de combustión del petróleo pesado, a medida que la temperatura de la ola de calor aumenta gradualmente, la distancia que la ola de calor se propaga hacia abajo también aumenta. Cuando la ola de calor llega al colchón de agua, una gran cantidad de agua en el colchón de agua se evapora y el volumen de vapor se expande rápidamente, lo que hace que la capa de líquido sobre el colchón de agua se arroje al aire y se rocíe fuera del tanque. Este fenómeno se llama salpicaduras. En términos generales, los desbordamientos ocurren mucho antes que las salpicaduras. El tiempo de ebullición está relacionado con el tipo y contenido de humedad del petróleo crudo. Según las pruebas, el aceite que contiene un 1% de humedad se desbordará después de quemarse durante 45 a 60 minutos. El tiempo de salpicadura está relacionado con el espesor de la capa de aceite, la velocidad de movimiento de la ola de calor y la velocidad lineal de la combustión del aceite.

La investigación muestra que la altura de la salpicadura y el área de dispersión de las gotas de aceite están relacionadas con el espesor de la capa de aceite y el diámetro del charco de aceite, la relación entre el diámetro del área de dispersión y el diámetro. del depósito de petróleo es generalmente superior a 10. A medida que el combustible causado por las salpicaduras cambia de un incendio de charco a un incendio de gotas de aceite, las condiciones de combustión cambian y la intensidad y el peligro de la combustión aumentan en consecuencia. Las gotas de aceite continuarán ardiendo durante el proceso de salpicaduras y después de dispersarse, lo que puede fácilmente. provocar la rápida expansión del incendio, afectando a otros materiales combustibles, personal y equipos circundantes, provocando víctimas y pérdidas. Por lo tanto, en caso de incendios en charcos de petróleo, evite las salpicaduras.

¿Preguntas de examen? La gasolina de elección única tiene un punto de inflamación bajo, alta volatilidad y buena fluidez. El tanque de almacenamiento que contiene gasolina no se calienta ().

A. Combustión ordenada y explosión

B. Explosión del contenedor

C. Fuga que produce fuego fluido

D. /p>

"Respuesta correcta" d

[Análisis de respuesta] Cuando se quema petróleo crudo, petróleo pesado, petróleo asfáltico y otros productos petrolíferos pesados ​​que contienen agua y de alta viscosidad, el vapor de agua hirviendo salpica con el aceite ardiendo en el aire. Este fenómeno se llama ebullición (ebullición, desbordamiento y salpicaduras).

(3) Combustión sólida

Según los métodos de combustión y las características de combustión de varios sólidos combustibles, las formas de combustión sólida se pueden dividir aproximadamente en cinco tipos, cada uno con sus propias características. .

1. Combustión evaporativa

Sólidos combustibles, como azufre, fósforo, potasio, sodio, velas, colofonia, asfalto, etc. , cuando se calienta con una fuente de fuego, primero se derrite y se evapora, y luego el vapor reacciona con el oxígeno. Esta forma de combustión a menudo se denomina combustión evaporativa. Las sustancias que se subliman fácilmente, como el alcanfor y la naftaleno, no sufren un proceso de fusión al quemarse, pero su fenómeno de combustión también puede considerarse como un tipo de combustión por evaporación.

2. Combustión superficial

La reacción de combustión de sólidos combustibles (como carbón, coque, hierro, cobre, etc.). ) es causada por la interacción directa entre el oxígeno y los materiales en su superficie, lo que se llama combustión superficial. Esta es una forma de combustión sin llama, a veces llamada combustión no uniforme.

3. Descomposición y combustión

Sólidos combustibles, como madera, carbón, plásticos sintéticos, materiales plásticos cálcicos, etc. , primero se produce una descomposición térmica cuando se calienta con una fuente de fuego y luego los volátiles inflamables descompuestos reaccionan con el oxígeno. Esta forma de combustión a menudo se denomina combustión por descomposición.

4. Combustión con humo (latente)

Los sólidos combustibles se pueden quemar en condiciones como mala circulación de aire, baja temperatura de calentamiento, baja descomposición o escape rápido de volátiles inflamables y alto nivel de agua. contenido, a menudo solo se quema humo sin llama. Esto es combustión de humo, también conocida como combustión lenta. La combustión sin llama es una forma única de combustión de materiales sólidos, pero que pueda ocurrir depende principalmente de las propiedades físicas y químicas del material sólido y de su entorno externo. Muchos materiales sólidos como papel, aserrín, tejidos de fibra, látex de caucho, etc. , puede arder. Esto se debe a que estos materiales pueden generar carbono poroso con una estructura rígida después de la descomposición térmica, que tiene las condiciones para el almacenamiento de calor poroso y la combustión continua. Además, la combustión lenta requiere una fuente de calor con una intensidad de calentamiento adecuada, que generalmente incluye una fuente de calor de autoignición, la fuente de calor de combustión lenta en sí y la combustión lenta después de que se extingue la llama.

5. Combustión dinámica (explosión)

La combustión dinámica se refiere a la combustión explosiva de sólidos combustibles o sus volátiles combustibles descompuestos cuando se encuentran con una fuente de fuego, incluyendo principalmente explosiones de polvo combustible y explosivos. Explosión, flashover, etc. Flashover se refiere a la combustión explosiva premezclada de sólidos combustibles cuando se descomponen térmicamente o se queman de manera incompleta y se mezclan con aire en una proporción adecuada y encuentran una fuente de incendio. Por ejemplo, el celuloide puede precipitar monóxido de carbono, el poliuretano puede precipitar cianuro de hidrógeno, etc. , la combustión súbita ocurre a menudo cuando se queman grandes cantidades. Este fenómeno puede ocurrir durante el proceso de protección contra incendios en interiores de edificios. Consulte el Capítulo 2, Sección 3 de este artículo para obtener más detalles.

¿Preguntas de examen? Una sola estación de radio en un tanque de almacenamiento de petróleo crudo no producirá () cuando se queme el petróleo crudo del tanque.

A. Flashover

B. Ola de calor

C. Combustión evaporativa

D. Respuesta correcta" d

"Análisis de respuestas" Los sólidos combustibles a menudo producen humo cuando se queman en condiciones de mala circulación de aire, baja temperatura de calentamiento, baja descomposición o escape rápido de volátiles inflamables y alto contenido de agua. Sin llama. Se trata de combustión sin humo, también conocida como combustión sin humo.

Cabe señalar aquí que la clasificación mencionada anteriormente de las diversas formas de combustión no es absoluta. La combustión de algunos sólidos combustibles a menudo contiene dos o más formas. Por ejemplo, en condiciones externas apropiadas, la quema de madera, algodón, lino, papel, etc. se producirá obviamente en forma de quema de descomposición, quema sin llama, quema de superficies, etc.

Puntos de conocimiento: Los conceptos de punto de inflamación, punto de ignición y punto de ignición espontánea.

La combustión de gases, líquidos y sustancias sólidas tiene cada una sus propias características. Por lo general, se utilizan diferentes parámetros de rendimiento de combustión para medir las características de combustión de combustibles gaseosos, líquidos y sólidos según los diferentes tipos de combustión.

(1) Punto de inflamación

1. Definición de punto de inflamación

En condiciones de prueba específicas, la mezcla de vapor volatilizado de un líquido y aire cumple con el nivel más bajo. La temperatura de un líquido que puede inflamarse cuando llega a la fuente de ignición (medida mediante el método de copa cerrada) se denomina punto de inflamación.

2. El significado del punto de inflamación

El punto de inflamación es uno de los principales indicadores de las propiedades de los líquidos inflamables y un parámetro importante para medir el riesgo de incendio de los líquidos. Cuanto menor sea el punto de inflamación, mayor será el riesgo de incendio y viceversa. El punto de inflamación está relacionado con la presión de vapor saturado de líquidos inflamables. Cuanto mayor sea la presión de vapor saturado, menor será el punto de inflamación. Bajo ciertas condiciones, cuando la temperatura de un líquido es mayor que su punto de inflamación, el líquido puede encenderse o encenderse espontáneamente en cualquier momento. Si la temperatura del líquido está por debajo del punto de inflamación, el líquido no se inflamará, y mucho menos se incendiará.

3. Aplicación del punto de inflamación en la protección contra incendios

El punto de inflamación es la base principal para juzgar el riesgo de incendio de los líquidos y clasificar los líquidos inflamables. Cuanto menor sea el punto de inflamación de un líquido inflamable, mayor será el riesgo de incendio. Por ejemplo, el punto de inflamación de la gasolina es -50°C y el punto de inflamación del queroseno es de 38 ~ 74°C. Obviamente, la gasolina presenta más riesgo de incendio que el queroseno. Según el punto de inflamación, se puede determinar la categoría de riesgo de incendio del lugar donde se producen, procesan y almacenan líquidos inflamables:

El punto de inflamación < 28 ℃ es Clase A; el punto de inflamación < 60 ℃ es Clase B; ; punto de inflamación < 60 ℃ es Clase B; 60 ℃ es Categoría C (consulte el Capítulo 2 del Volumen 2 del libro de texto para obtener más detalles).

(2) Punto de ignición

1. Definición de punto de ignición

En condiciones de prueba específicas, la superficie de una sustancia se enciende utilizando una fuente de calor externa y continúa ardiendo durante un cierto período de tiempo. La temperatura mínima requerida se llama punto de inflamación.

2. Puntos de ignición de materiales combustibles comunes

En determinadas condiciones, cuanto más bajo sea el punto de ignición de una sustancia, más fácil será que se incendie.

3. La relación entre el punto de ignición y el punto de inflamación

El punto de ignición de los líquidos inflamables es generalmente 1 ~ 5 ℃ mayor que su punto de inflamación. Cuanto menor es el punto de inflamación, menor. La diferencia, especialmente en contenedores abiertos, es difícil distinguir entre punto de inflamación y punto de inflamación. Por lo tanto, al evaluar el riesgo de incendio de dichos líquidos, generalmente se utiliza el punto de inflamación. El riesgo de incendio de los sólidos suele medirse por el punto de inflamación.

(3) Punto de autoignición

1. Definición de punto de autoignición

Bajo determinadas condiciones, la temperatura más baja a la que una sustancia inflamable se enciende espontáneamente se denomina autoignición. punto. A esta temperatura, la sustancia está en contacto con el aire (oxígeno) y puede arder sin la ayuda de una llama abierta.

2. Punto de autoignición de materiales combustibles comunes

El punto de autoignición es la base para medir el riesgo de combustión espontánea de materiales combustibles cuando se calientan. Cuanto menor sea el punto de autoignición de un combustible, mayor será el riesgo de combustión espontánea.

3. Reglas que afectan el cambio del punto de autoignición

Diferentes combustibles tienen diferentes puntos de autoignición, y el punto de autoignición del mismo combustible también cambiará en diferentes condiciones. . Cuanto menor sea el punto de autoignición de una sustancia combustible, mayor será el riesgo de incendio.

Para combustibles líquidos y gaseosos, el punto de autoignición se ve afectado por la presión, la concentración de oxígeno, la catálisis, el material del recipiente y la relación entre la superficie y el volumen. Sin embargo, el punto de autoignición de los combustibles sólidos se ve afectado por factores como el calentamiento y la fusión, la cantidad de materia volátil, el tamaño de las partículas del sólido y el tiempo de calentamiento.