阴燃和轰爆B.ppt

所谓阴燃，就是某些固体物质无可见光的缓慢燃烧，通常产生烟和伴有温度升高的现象。在物质的燃烧性能试验方面，阴燃的定义是，在规定的试验条件下，物质发生的持续、有烟、无焰的燃烧现象。阴燃与有焰燃烧的主要区别是无火焰，与无焰燃烧的主要区别是能热分解出可燃气。在一定条件下，阴燃可以转变为有焰燃烧。
(一)阴燃的发生条件
阴燃是固体材料特有的燃烧形式，但其能否发生，完全取决于固体材料自身的理化性质及其所处的外部环境。很多固体材料，如纸张、锯末、纤维织物、纤维板、胶乳橡胶及某些多孔热固性塑料等，都能发生阴燃。这是因为这些材料受热分解后能产生刚性结构的多孔炭，从而具备多孔蓄热并使燃烧持续下去的条件。相反有些材料，如a一纤维素等，受热时很少产生刚性结构的炭，所以难以发生阴燃。有些不易阴燃的固体经过一些无机物溶液浸泡处理后，变得容易发生阴燃，这主要是因为这些无机物有助于炭化反应的进行，这些无机物主要包括：LiCl、LiOH、NaCl、NaOH、NaNO3、Na2SO3、FeCl2、FeSO4、AgNO3等；有些物质以粉末状分散于能阴燃的固体中时，会中断碳上的反应晶格，降低炭生成量，从而能抑制阴燃的发生，这些无机物主要包括：S、CaC12、CuCl2、CaC12·2H2O、AlCl3·6H2O、MgC12·6H2O、NiC12·6H2O等，其中S的抑制阴燃效果最好。
阴燃主要发生、固体物质处于空气不流通的情况下，如固体堆垛内部的阴燃，处于密封性较好的室内的固体阴燃，但也有暴露于外加热流的固体粉尘层表面上发生阴燃的情况。无论哪种情况，阴燃的发生都要求有一个供热强度适宜的热源。因为供热强度过小，固体无法着火；供热强度过大，固体将发生有焰燃烧。在多孔材料中，常见的引起阴燃的热源包括：
1、自燃热源。固体堆垛内的阴燃多半是自燃的结果，而堆积固体自燃的基本特征就是在堆垛内部以阴燃反应开始燃烧，然后缓慢向外传播，直到在堆垛表面转变为有焰燃烧。
2、阴燃本身成为热源。一种固体正在发生着的阴燃，可能成为引燃源导致另一种固体阴燃，如香烟的阴燃常常引起地毯、被褥、木屑、植被等阴燃，进而发生恶性火灾。3、有焰燃烧火焰熄灭后的阴燃。例如固体堆垛有焰燃烧的外部火焰被水扑灭后，由于水流没有完全进入堆垛内部，那里仍处于炽热状态，因此可能发生阴燃；室内固体在有焰燃烧过程中，当空气被消耗到一定程度时，火焰就会熄灭，接着固体燃烧以阴燃形式存在。
此外，不对称加热、固体内部热点等，都有可能引起阴燃的发生。
(二)阴燃的传播理论
柱状纤维素材料沿水平方向阴燃现象，能很好地说明阴燃传播问题。

图4-22纤维素棒沿水平方向阴燃示意图研究表明，如果材料一端被适当加热，就开始发生阴燃，接着它沿着未燃区向另一端传播。阴燃的结构分为三个区域，如图4-22所示。
区域I：热解区。在该区内温度急剧上升，并且从原始材料中挥发出烟。相同的固体材料，在阴燃中产生的烟与在有焰燃烧中产生的烟大不相同，因阴燃通常不发生明显的氧化，其烟中含有可燃性气体，冷凝成悬浮粒子的高沸点液体和焦油等，所以它是可燃的。在密闭的空间内，阴燃烟的聚集能形成可燃（甚至爆炸）性混合气体。曾发生过由于乳胶垫阴燃而导致的烟雾爆炸事故。
区域II：炭化区。在该区中，炭的表面发生氧化并放热，温度升高到最大值。在静止空气中，纤维素材料阴燃在这个区域的典型温度为600oC~750oC。该区产生的热量一部分通过传导进入原始材料，使其温度上升并发生热解，热解产物（烟）挥发后就剩下炭。对于多数有机材料，完成这种分解、炭化过程，要求温度大于250oC~300oC。区域III：残余灰／炭区。在该区中，灼热燃烧不再进行，温度缓慢下降。
因为阴燃传播是连续的，所以实际上以上各区域间并无明显界限，其间都存在逐渐变化的过渡阶段。阴燃能否传播及传播速度快慢主要取决于区域II的稳定及其向前的热传递情况。
为了能从理论上说明阴燃的传播速度，将区域I和区域II之间的界面定为燃烧起始表面。由于穿过这一界面的传热速率决定了阴燃的传播速度，因此在静止空气中，阴燃传播速度可表示为：

(4-39)

式中，vag是阴燃的传播速度；q是穿过燃烧起始表面的净传热量；ρ是固体材料（堆积）的密度；Δh是单位质量的材料从环境温度上升到着火温度时热烩的变化量。
当着火温度与区域II的最高温度Tmax相差不太大时，环境温度（即材料的初始温度）为To材料的热容为C，则有：
(4-40)
假定热传递是通过导热进行的，且为似稳态传热，则有：
(4-41)

式中，K是材料的导热系数；x是传热距离。
将式（4-40）和（4-41）代人式（4-39）中，得：

(4-42)

式中，α是热扩散系数。
尽管用式（4-42）确定的阴燃的传播速度比较粗略，但其数量级是比较可靠的。例如，绝缘纤维板实际阴