燃燒與爆炸學

前言

　　可控的燃燒與爆炸會給生產(chǎn)帶來高效率，給生活帶來便利；但失控的燃燒與爆炸會發(fā)生火災與爆炸事故，如各類火災、粉塵爆炸、瓦斯爆炸等。所以，研究燃燒與爆炸理論和過程，對減少和避免生產(chǎn)生活中的火災和爆炸事故有重要作用，對環(huán)境保護、安全生產(chǎn)、燃料的有效使用具有十分重要的意義?！　”緯卜?章。第1章敘述燃燒與爆炸過程的本質(zhì)和發(fā)生條件，以及燃燒特征參數(shù)的計算；第2章介紹構(gòu)成燃燒與爆炸物理基礎(chǔ)的傳熱和傳質(zhì)理論；第3章以謝苗諾夫熱自燃理論、弗蘭克－卡門涅茨基自燃理論為例較為詳細地介紹了著火的過程和條件；第4章～第6章分別介紹可燃氣體、可燃液體以及可燃固體的燃燒與爆炸理論和特點。為加強讀者對概念的理解，結(jié)合每章所述內(nèi)容，每章末尾都設(shè)計了習題與思考題。　　本書力求簡明扼要，深入淺出，以介紹基本理論和基礎(chǔ)知識為重點，對燃燒與爆炸理論基礎(chǔ)及其發(fā)生過程做了詳細的闡述，并結(jié)合編者多年的研究成果，力圖對讀者有所啟迪。

內(nèi)容概要

燃燒與爆炸學是一門研究火災及爆炸發(fā)生、發(fā)展及演化規(guī)律的科學。通過學習燃燒與爆炸學，了解燃燒與爆炸的機理與熱分解過程，掌握燃燒、爆炸的基本概念和基本理論，培養(yǎng)相關(guān)的實驗技能，如測試氣體、粉塵爆炸參數(shù)的方法等，為安全工程專業(yè)課程的學習打下基礎(chǔ)。    本書可供相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的科研人員和工程技術(shù)人員使用，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)教材。

書籍目錄

1  燃燒與爆炸的化學基礎(chǔ)  1.1燃燒與爆炸的本質(zhì)和條件    1.1.1  燃燒    1.1.2  燃燒理論    1.1.3  燃燒的條件    1.1.4  爆炸及其特征    1.1.5  爆炸理論    1.1.6  爆炸的分類    1.1.7  爆炸發(fā)生的條件  1.2  燃燒反應(yīng)速度理論    1.2.1  反應(yīng)速率的基本概念    1.2.2  質(zhì)量作用定律    1.2.3  阿累尼烏斯定律    1.2.4  燃燒反應(yīng)速度方程  1.3  燃燒空氣量的計算    1.3.1  理論空氣量    1.3.2  實際空氣量和過量空氣系數(shù)    1.3.3  燃料空氣比與過量燃料系數(shù)  1.4  燃燒產(chǎn)物及其計算    1.4.1  燃燒產(chǎn)物的組成及其毒害作用    1.4.2  完全燃燒時產(chǎn)物量的計算    1.4.3  不完全燃燒時煙氣量的計算  1.5  燃燒熱的計算    1.5.1  熱容    1.5.2  燃燒熱  1.6  燃燒溫度的計算    1.6.1  燃燒溫度的分類    1.6.2  燃燒溫度的計算  習題與思考題2  燃燒與爆炸的物理基礎(chǔ)  2.1  熱傳導    2.1.1  傅里葉導熱定律    2.1.2  導熱微分方程    2.1.3  非穩(wěn)態(tài)導熱  2.2  熱對流    2.2.1  邊界層    2.2.2  牛頓公式和對流換熱系數(shù)    2.2.3  對流換熱過程的邊界層分析求解  2.3  熱輻射    2.3.1  基本概念和基本定律    2.3.2  熱氣體和非發(fā)光火焰的輻射    2.3.3  發(fā)光火焰和熱煙氣輻射  2.4  物質(zhì)的傳遞    2.4.1  物質(zhì)的擴散    2.4.2  斯蒂芬流    2.4.3  燃燒引起的浮力運動  習題與思考題3  著火理論  3.1  著火分類和著火條件    3.1.1  著火的分類    3.1.2  著火條件  3.2  謝苗諾夫熱自燃理論    3.2.1  謝苗諾夫熱自燃理論概述    3.2.2  著火溫度和容器壁溫度的關(guān)系    3.2.3  著火時混合氣壓力與其他參數(shù)的關(guān)系  3.3  弗蘭克-卡門涅茨基自燃理論    3.3.1  弗蘭克-卡門涅茨基熱自燃理論    3.3.2  自燃臨界準則參數(shù)δcr的求解    3.3.3  理論應(yīng)用  3.4  鏈式反應(yīng)    3.4.1  熱爆燃理論及其局限性    3.4.2  鏈式反應(yīng)的概念    3.4.3  直鏈反應(yīng)    3.4.4  分支鏈反應(yīng)    3.4.5  鏈式自燃著火條件(鏈式分支反應(yīng)的發(fā)展條件)    3.4.6  著火半島現(xiàn)象    3.4.7  烴類氧化的鏈反應(yīng)  3.5  強迫著火    3.5.1  強迫著火的特點    3.5.2  常用點火方法    3.5.3  引燃最小能量    3.5.4  電極熄火距離    3.5.5  靜止混合氣中電火花引燃最小能量的半經(jīng)驗公式  習題與思考題4  可燃氣體的燃燒與爆炸  4.1  層流預混火焰?zhèn)鞑C理  4.2  層流預混火焰?zhèn)鞑ニ俣?   4.2.1  火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊亩x    4.2.2  火焰焰鋒結(jié)構(gòu)    4.2.3  層流火焰?zhèn)鞑ニ俣取R蘭特簡化分析    4.2.4  影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩? 4.3  可燃氣體爆炸    4.3.1  預混合氣爆炸溫度計算    4.3.2  可燃性混合氣爆炸壓力的計算    4.3.3  爆炸時的升壓速度    4.3.4  爆炸威力指數(shù)    4.3.5  爆炸總能量    4.3.6  爆炸參數(shù)測定  4.4  爆炸極限理論及計算    4.4.1  爆炸極限理論    4.4.2  爆炸極限的影響因素    4.4.3  可燃混合氣爆炸極限計算  4.5  爆轟    4.5.1  激波的形成    4.5.2  激波的性質(zhì)    4.5.3  在空間運動的激波    4.5.4  爆轟的發(fā)生    4.5.5  爆轟形成條件    4.5.6  爆轟波波速和壓力  4.6  氣體爆炸的預防    4.6.1  嚴格控制火源    4.6.2  防止預混可燃氣產(chǎn)生    4.6.3  用惰性氣體預防氣體爆炸    4.6.4  用阻火裝置防止爆炸傳播  4.7  湍流燃燒和擴散燃燒    4.7.1  湍流燃燒    4.7.2  擴散燃燒  習題與思考題5  可燃液體的燃燒與爆炸  5.1  液體燃料的燃燒特點  5.2  液體的蒸發(fā)    5.2.1  蒸發(fā)過程    5.2.2  蒸氣壓    5.2.3  蒸發(fā)熱    5.2.4  液體的沸點  5.3  閃燃與爆炸溫度極限    5.3.1  閃燃與閃點    5.3.2  同類液體閃點變化規(guī)律    5.3.3  混合液體閃點    5.3.4  閃點計算    5.3.5  爆炸溫度極限  5.4  液態(tài)可燃物的火災蔓延    5.4.1  油池火    5.4.2  液面火    5.4.3  含油的固面火    5.4.4  液霧中的火蔓延  5.5  油罐火災燃燒    5.5.1  液體的穩(wěn)定燃燒    5.5.2  原油和重質(zhì)石油產(chǎn)品燃燒時的沸溢和噴濺  習題與思考題6  可燃固體的燃燒與爆炸  6.1  固體燃燒概述    6.1.1  固體燃燒的形式    6.1.2  評價固體可燃性的參數(shù)  6.2  固體著火燃燒理論    6.2.1  固體引燃條件和引燃時間    6.2.2  固體火焰?zhèn)鞑ダ碚?   6.2.3  固體著火和燃燒的影響因素  6.3  煤燃燒    6.3.1  煤的成分及分類    6.3.2  煤的燃燒過程    6.3.3  煤燃燒過程的影響因素  6.4  固體陰燃    6.4.1  陰燃的發(fā)生條件    6.4.2  陰燃的傳播理論    6.4.3  陰燃的影響因素    6.4.4  陰燃向有焰燃燒的轉(zhuǎn)變  6.5  粉塵爆炸    6.5.1  粉塵爆炸的條件    6.5.2  粉塵爆炸的過程和特點    6.5.3  粉塵爆炸的重要特性參數(shù)    6.5.4  粉塵爆炸的影響因素    6.5.5  粉塵爆炸的預防和控制  6.6  炸藥爆炸    6.6.1  炸藥的爆炸特點及其分類    6.6.2  炸藥的爆炸性能    6.6.3  炸藥的爆炸及其破壞機理    6.6.4  炸藥的殉爆    6.6.5  炸藥的安全與安全炸藥  習題與思考題參考文獻

章節(jié)摘錄

　　爆炸事故發(fā)生總有一定的原因和過程。用系統(tǒng)安全工程學理論分析爆炸事故發(fā)生的來龍去脈，采取具體、準確、適用的爆炸防護措施，爆炸事故是可以避免或減輕的。爆炸按照事故過程的類型，可分為6種，即著火破壞型爆炸、泄漏著火型爆炸、自燃著火型爆炸、反應(yīng)失控型爆炸、傳熱型蒸氣爆炸和平衡破壞型蒸氣爆炸。　?。?）著火型爆炸：容器、管道、塔槽等（以下稱容器）內(nèi)部的危險性物質(zhì)，由點火源給以能量，引起著火、燃燒、分解等化學反應(yīng)，造成壓力急劇上升，使容器爆炸破壞。　?。?）泄漏型爆炸：由于閥門打開或容器裂縫之類的破壞，容器內(nèi)部的危險物質(zhì)泄漏到外部，與點火源接觸而著火，引起爆炸火災?！　。?）自燃型爆炸：化學反應(yīng)熱的蓄積使溫度上升，反應(yīng)速度加快，結(jié)果使溫度更加上升，當達到這種物質(zhì)的著火溫度時，發(fā)生自燃引起爆炸?！　。?）反應(yīng)失控型爆炸：化學反應(yīng)熱的蓄積使溫度上升，反應(yīng)速度加快，使該物質(zhì)的蒸氣壓力或分解氣體的壓力急劇上升，引起容器破壞性爆炸?！　。?）傳熱型爆炸：由于過熱液體與其他高溫物質(zhì)接觸時，發(fā)生快速傳熱，液體被加熱，使之暫時處于過熱狀態(tài)，從而引起伴隨急劇汽化的蒸氣爆炸?！　。?）平衡破壞型蒸氣爆炸：這是由于過熱液體蒸發(fā)的爆炸。即密閉容器內(nèi)的液體，在高壓下保持蒸氣壓平衡時，如果容器破壞，蒸氣噴出，因內(nèi)壓急劇下降而失去平衡，使液體暫時處于不穩(wěn)定的過熱狀態(tài)。由于急劇汽化，殘留的液體沖破容器壁，這種沖擊壓的作用使容器再次破壞，發(fā)生蒸氣爆炸?！　∪绻贇w納一下，上述6種類型的爆炸還可以分為需要點火源的爆炸和不需要點火源的爆炸。需要點火源的爆炸包括著火破壞型爆炸和泄漏著火型爆炸；不需要點火源的爆炸包括化學反應(yīng)熱蓄積的自燃著火型爆炸；反應(yīng)失控型爆炸、過熱液體蒸發(fā)的傳熱型蒸氣爆炸和平衡破壞型蒸氣爆炸。

編輯推薦

　　本書共分6章。第1章敘述燃燒與爆炸過程的本質(zhì)和發(fā)生條件，以及燃燒特征參數(shù)的計算；第2章介紹構(gòu)成燃燒與爆炸物理基礎(chǔ)的傳熱和傳質(zhì)理論；第3章以謝苗諾夫熱自燃理論、弗蘭克-卡門涅茨基自燃理論為例較為詳細地介紹了著火的過程和條件；第4章～第6章分別介紹可燃氣體、可燃液體以及可燃固體的燃燒與爆炸理論和特點。為加強讀者對概念的理解，結(jié)合每章所述內(nèi)容，每章末尾都設(shè)計了習題與思考題。　　本書力求簡明扼要，深入淺出，以介紹基本理論和基礎(chǔ)知識為重點，對燃燒與爆炸理論基礎(chǔ)及其發(fā)生過程做了詳細的闡述，并結(jié)合編者多年的研究成果，力圖對讀者有所啟迪。

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