《消防燃烧学》一课：燃烧温度的重要影响

可燃物在燃烧时所放出的热量，除小部分通过传导、对流、辐射等方式向燃烧体系环境传递外，大部分用于加热燃烧产物，所以燃烧产物所具有的温度，就称为燃烧温度，也称为火焰温度。燃烧温度有理论燃烧温度和实际燃烧温度之分。

（一）理论燃烧温度

为了便于比较各种可燃物在一定条件下燃烧时所能达到的最高温度，一般引入理论燃烧温度的概念。理论燃烧温度，是指可燃物与空气在绝热条件下完全燃烧时，燃烧释放出的热量全部都传递给燃烧产物，使燃烧产物达到的最高温度。在下列条件下计算的燃烧温度称为理论燃烧温度：

（1）在0℃时可燃物与空气进入燃烧过程。

（2）燃烧体系在瞬间即发生完全燃烧。

（3）空气数量等于理论必需量。

（4）释放的所有热量都传递给燃烧产物，并且绝对消耗于增加燃烧产物的温度上。

根据热平衡原理，理论燃烧温度可用下列公式计算

式中T_理——理论燃烧温度（℃）；

Q_L——可燃物的低热值（kJ/kg或kJ/m³）；

——第i种燃烧产物的平均体积热容[（kJ/（m³·℃）]；

V_i——单位可燃物完全燃烧产生的第i种燃烧产物的体积（m³/kg或m³/m³）。

由于在恒压和恒容下数值不同，故有绝热等压过程（如露天火灾时）和绝热等容过程（如密闭容器内燃烧）的计算方法。

需要指出的是，可燃物的低热值Q_L与其理论燃烧温度T_理不都是成正比。例如，氢气的低热值（10753kJ/m³）大大低于液化石油气的低热值（38409kJ/m³），而氢的理论燃烧温度（2230℃）却比液化石油气（2120℃）的高；但天然气的低热值比焦炉煤气的高，其理论燃烧温度也高。燃烧产物的生成量和其成分对理论燃烧温度也有很大的影响。(www.xing528.com)

（二）实际燃烧温度

实际燃烧温度，是指可燃物在实际条件下燃烧的产物温度，也包括火场条件下的燃烧温度。由于在火场条件下物质燃烧都进行得不完全，并且对周围的传热很多，所以实际燃烧温度总是低于理论燃烧温度。例如，松树的理论燃烧温度为1605℃，而实际的燃烧温度仅为1090℃。由于散热条件、可燃物与助燃物的比例、可燃物与助燃物在燃烧前的预热情况以及完全燃烧程度等因素的影响，实际中可燃物的燃烧温度也不是一个固定值。

（三）影响燃烧温度的主要因素

1.可燃物的种类

不同的可燃物，由于其热值不同，在相同条件下燃烧时，其燃烧温度也不相同。例如，酒精火焰1180℃，二硫化碳火焰2195℃，煤油灯火焰780～1030℃，火柴火焰500～650℃，燃烧的烟卷700～800℃。当然，燃烧温度并不是单一的与可燃物的热值有关，还与燃烧产物有关。一般情况下，Q_L增加时，V产也是增加的，T_理的增加幅度则主要看Q_L/V产比值的增加幅度。

2.过量空气系数（α）

过量空气系数影响燃烧产物的生成量和成分，从而影响燃烧温度。理论燃烧温度规定的条件是α=1，在保证可燃物完全燃烧的情况下，若α值越大，T_理则越低。

3.可燃物与空气的预热温度

可燃物与空气的预热温度越高，燃烧温度也就越高。根据实验，只要把燃烧用的空气预热，就能显著提高燃烧温度，而且对热值高的可燃物的效果更为明显。例如，对发生炉煤气和高炉煤气，当空气预热温度提高200℃，则可提高燃烧温度约100℃；对于重油、天然气等燃料，预热温度提高200℃，则可提高燃烧温度约150℃。

4.空气的富氧程度

可燃物在氧气或富氧空气中燃烧时，其燃烧温度要比在空气中燃烧时要高。例如，氢气在空气中燃烧时，火焰的最高温度为2130℃，而在纯氧中燃烧时，火焰的最高温度可达3150℃。

知道了可燃物的燃烧温度，可以大体上确定火灾危险性大小，据以采取相应的预防措施。一般地说，可燃物的燃烧温度越高，火灾危险性就越大，起火后火势发展蔓延速度也就越快。部分可燃物的燃烧温度见表2-18。

表2-18 部分可燃物的燃烧温度 （单位：℃）