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燃燒是指可燃物與氧化劑作用發生的放熱反應,通常伴有火焰、發光和(或)發煙現象。燃燒過程中,燃燒區的溫度較高,使其中白熾的固體粒子和某些不穩定(或受激發)的中間物質分子內電子發生能級躍遷,從而發出各種波長的光。發光的氣相燃燒區就是火焰,它是燃燒過程中最明顯的標志。由于燃燒不完全等原因,會使產物中產生一些小顆粒,這樣就形成了煙。
燃燒可分為有焰燃燒和無焰燃燒。通??吹降拿骰鸲际怯醒嫒紵挥行┕腆w發生表面燃燒時,有發光發熱的現象,但是沒有火焰產生,這種燃燒方式則是無焰燃燒。
燃燒的發生和發展,必須具備三個必要條件,即可燃物、助燃物和引火源。
但要導致燃燒的發生,不僅需要滿足三要素條件,而且需要三者達到一定量的要求,并且存在相互作用的過程。因此,燃燒的充分條件可進一步表述為:具備足夠數量或濃度的可燃物;具備足夠數量或濃度的助燃物;具備足夠能量的引火源;上述三者相互作用。
一、可燃物
凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學反應的物質,均稱為可燃物。
二、助燃物
凡是與可燃物結合能導致和支持燃燒的物質,稱為助燃物,如廣泛存在于空氣中的氧氣。在一定條件下,各種不同的可燃物發生燃燒,均有本身固定的最低氧含量要求。氧含量過低,即使其他必要條件已經具備,燃燒仍不會發生。
三、引火源
使物質開始燃燒的外部熱源(能源)稱為引火源。常見的引火源有下列幾種:
(1)明火。明火是指生產、生活中的爐火、燭火、焊接火、吸煙火,撞擊、摩擦打火,機動車輛排氣管火星、飛火等。
(2)電弧、電火花。電弧、電火花是指電氣設備、電氣線路、電氣開關及漏電打火,電話、手機等通信工具火花,靜電火花等。
(3)雷擊。雷擊瞬間高壓放電能引燃任何可燃物。
(4)高溫。高溫是指高溫加熱、烘烤、積熱不散、機械設備故障發熱、摩擦發熱、聚焦發熱等。
四、鏈式反應自由基
自由基是一種高度活潑的化學基團,能與其他自由基和分子起反應,從而使燃燒按鏈式反應的形式擴展,也稱游離基。
大部分燃燒的發生和發展除了具備上述三個必要條件以外,其燃燒過程中還存在未受抑制的自由基作中間體。多數燃燒反應不是直接進行的,而是通過自由基團和原子這些中間產物瞬間進行的循環鏈式反應。自由基的鏈式反應是這些燃燒反應的實質,光和熱是燃燒過程中的物理現象。
因此,完整地論述,大部分燃燒發生和發展需要四個必要條件,即可燃物、助燃物、引火源和鏈式反應自由基, 燃燒條件可以進一步用著火四面體來表示。
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