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本书是由杜文峰组织编写的《消防工程学》，以下电子版内容仅作为学习交流，严禁用于商业途径。
本人为西安科技大学消防工程专业学生，本专业消防燃烧学科目所选教材为这版的书籍，无奈本书早已绝版，我们从老师手上拿的扫描版的公式已基本看不清楚，严重影响我们专业课的学习。并且此书为消防工程研究生的专业课指定教材，因此本人花费一个月时间将此书整理修改为电子版，希望可以帮助所有消防工程的同学。
由于本人能力有限，书上的图表均使用的是截图的，可能不是很清楚，还有难免会有错误，望广大读者海涵。
西安科技大学
消防工程专业 2009级 赵盼飞 2012、5、28
第六章
第六章 可燃固体的燃烧
可燃固体种类繁多，分布广泛，有很多火灾爆炸事故是因为可燃固体燃烧引起的。因此，可燃固体的燃烧是消防燃烧学研究的重要内容之一。
第一节 固体燃烧概述
一、固体燃烧的形式
根据各类可燃固体的燃烧方式和燃烧特性，固体燃烧的形式大致可分为五种。 (一) 蒸发燃烧
硫、磷、钾、钠、蜡烛、松香、沥青等可燃固体，在受到火源加热时，先熔融蒸发，随后蒸气与氧气发生燃烧反应.这种形式的燃烧一般称为蒸发燃烧。樟脑、萘等易升华物质，在燃烧时不经过熔融过程，但其燃烧现象也可看作是一种蒸发燃烧。 (二) 表面燃烧
可燃固体(如木炭、焦炭、铁、铜等)的燃烧反应是在其表面由氧和物质直接作用而发生的，称为表面燃烧。这是一种无火焰的燃烧，有时又称之为异相燃烧。 (三) 分解燃烧
可燃固体，如木材、煤、合成塑料、钙塑材料等，在受到火源加热时，先发生热分解，随后分解出的可燃挥发份与氧发生燃烧反应，这种形式的燃烧一般称为分解燃烧。
(四) 熏烟燃烧(阴燃)
可燃固体在空气不流通、加热温度较低、分解出的可燃挥发份较少或逸散较快、含水分较多等条件下，往往发生只冒烟而无火焰的燃烧现象，这就是熏烟燃烧。又称阴燃。
(五) 动力燃烧(爆炸)
指可燃固体或其分解析出的可燃挥发份遇火源所发生的爆炸式燃烧，主要包括可燃粉尘爆炸、炸药爆炸、轰燃等几种情形。其中，轰燃是指可招固体由于受热分解或不完全燃烧析出可燃气体，当其以适当比例与空气混合后再遇火源时，发生的爆炸式预混燃烧。例如能析出一氧化碳的赛璐路、能析出氰化氢的聚氨酯等，在大量堆积燃烧时，常会产生轰燃现象。
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这里需要指出的是，上述各种燃烧形式的划分不是绝对的，有些可燃固体的燃烧往往包含着两种或两种以上的形式。例如，在适当的外界条件下，木材、棉、麻、纸张等的燃烧会明显地存在分解燃烧、阴燃、表面燃烧等形式。
二、评定固体火灾危险性的参数
固体燃烧特性比较复杂，评定其火灾危险性的参数主要包括： (一) 熔点、闪点和燃点
固体熔点是固体变为液体的初始温度；某些低熔点可燃固体发生闪燃的最低温度就是其闪点，固体燃点是指对可燃固体加热到一定温度，遇明火发生持续燃烧时固体的最低温度。 熔点、闪点和燃点是评定固体火灾危险性的重要参数。一般地，熔点越低的可燃固体，闪点和燃点也越低，火灾危险性越大。 (二) 热分解温度
固体热分解温度指可燃固体受热发生分解的初始温度，它是评定受热能分解的固体火灾危险性的主要参数之一。基本规律是，可燃固体的热分解温度越低，燃点也越低，火灾危险性越大。 表6—1列出了几种可燃固体的热分解温度与燃点的关系。
(三) 自燃点
可燃固体加热到一定程度能自动燃烧的最低温度，就是其自燃点。自燃点越低的固体，越容易燃烧，因而火灾危险性越大。 表6—2列出了常见高分子物质的自燃点。
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(四) 比表面积
比表面积是指单位体积固体的表面积。相同的可燃固体，比表面积越大，火灾危险性越大。就可燃粉尘而言，比表面积大小对爆炸下限、最小引爆能、最大爆炸压力等参数有着极其重要的影响。一般情况下，随着粉尘的比表面积增大，其爆炸下限降低，最小引爆能变小，而最大爆炸压力增大。 (五) 氧指数
所谓氧指数，是在规定条件下，刚好维持物质燃烧时的混合气体中最低氧含量的体积百分数。氧指数是评价各种物质相对燃烧性能的一种表示方法，也是评价可燃固体(尤其是高聚物)火灾危险性的重要指标。氧指数越小的高聚物，燃烧时对氧气的需求量越小，或者说燃烧时受氧气浓度的影响越小，因而火灾危险性越大。一般认为氧指数小于22的属易燃材料；氧指数在22~27之间的属难燃材料；而氧指数大于27的属高难燃材料。材料经阻燃处理后，其氧指数会有不同程度的提高。表6—3列出了某些常见高聚物的氧指数。
除了上述参数外，对于可燃粉尘和炸药，还有其他重要的评
定火灾爆炸危险性的参数，如粉尘的爆炸浓度下限、炸药的感度等。
第二节固体着火燃烧理论
在实际火灾中，最为常见的可燃固体是受热时能释放出可燃气体的固体，本节主要讨论这类固体的着火燃烧问题。 一、固体引燃条件和引燃时间
受热时能释放出可燃气的固体能否被引燃，取决于其释放出的
可燃气能否保持一定浓度，这也可以用热平衡方程进行判断，即
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(??HC?LV)?Gcr?QE?Ql?S
式中?是固体在然点时的燃烧热(△HC)传递到其表面的份数；LV是固体释放可燃气所需的热量；Gcr是固体释放的可燃气在燃点时的临界质量流量；QE和Ql分别是单位固体表面上火源的加热速率和热损失速率；S是单位固体表面上净获热速率。
QE可通过计算确定，△HC和LV可在有关文献中查得，对于一定厚度的无限大固体，Ql可用下式估算：
??????TS?T0 (6—2) Ql???Ti?K??t?4式中，ε是固体的辐射率；σ是斯蒂芬—玻尔兹曼常数；Ti、TS和T0分别是固体的燃点、燃点时的表面温度和环境温度；K和?分别是固体的导热系数和热扩散系数；t是固体受火源加热的时间。
Gcr与?有如下关系：
h3000 Gcr??(1?) (6—3)
c???HC式中，h是火焰与固体表面之间的对流换热系数；c是空气的热容。
如果由实验测出Gcr，根据式(6—3)就可估算?。表6—4列出了一些高聚物的Gcr和?值。
在式(6—1)中，如果S < 0，固体不能被引燃或只能发生闪燃；如果S > 0，固体表面接受的热量除了能维持持续燃烧，还有多余部分。这部分热量可以使可燃气的释放速率进一步提高，为固体持续燃烧创造更好的条件；S= 0是固体能否被引燃的临界条件。 例6—l 用一温度为1300℃的火焰紧靠表面照射的一厚度为
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