3.4 燃烧速度

燃烧速度是指着火对象（不限于单一物种）在单位时间内，其火焰在蔓延主要方向上的直线传播距离，受可燃物种类、性质、初始温度、换气方向和强度等影响。

3.4.1 气体燃烧速度

气体燃烧速度是指火焰在可燃介质中的传播速度。在通常情况下，单一化学组分的气体（如氢气）比复杂气体（如甲烷）的燃烧速度快，因为后者需要经过受热、分解、氧化过程才能开始燃烧。动力燃烧速度高于扩散燃烧速度。

气体的燃烧速度常以火焰传播速度来衡量。某些气体与空气混合物在 25.4 mm直径的管道中，火焰传播速度的试验数据见表 3-3。

可燃气体混合物的传播速度受多种因素的影响。

首先，与可燃气体的浓度有关。从理论上研究，可燃气体在完全反应浓度时的燃烧速度是火焰传播速度的最大值，但实际测定发现，是在稍高于完全反应浓度的时候。其次，混合物中的惰性气体浓度增加，由于消耗热能而使火焰传播速度下降。再次，混合物的初始温度越高，火焰传播速度越快。最后，火焰传播速度在不同直径的管道中测试结果表明，一般随着管道直径的增加，火焰传播速度增大，但有个极限值，管道直径超过这个极限值，火焰传播速度不再增大；反之，当管道直径减小，火焰传播速度减慢，当管道直径小于某一直径时，火焰就不能传播。

另外，气体的燃烧速度还受气体的组成和结构、初温、燃烧形式等影响。单一组分气体的燃烧速度大于复杂气体，动力燃烧大于扩散燃烧，当气体处于压力和流动状态时，燃烧速度会加快。

3.4.2 液体燃烧速度

液体燃烧速度取决于液体的蒸发速度。液体在其自由表面上进行燃烧时，燃烧速度有两种表示方法：一种是液体的燃烧直线速度，即单位时间被燃烧消耗的液层厚度，单位为mm/min或cm/h；另一种是液体的燃烧质量速度，即单位时间内每单位面积上被燃烧消耗的液体质量，单位为 _g ／（cm ² ·min）或kg／（m ² ·h）。几种液体的燃烧速度见表 3- 4。

为加快液体的燃烧速度和提高燃烧效率，可采用喷雾燃烧，即通过喷嘴将液体喷成雾滴，从而扩大液体蒸发的表面积，促使提高燃烧速度和燃烧效率。若在油中掺水，即为乳化燃烧。

提高液体的初始温度，会加快燃烧速度。例如，苯在初温为 16 ℃时，燃烧速度为3.15 mm /min，70 ℃时则为 4.07 mm/min；甲苯在初温为 17 ℃时，燃烧速度为 2.68 mm/min，60 ℃时则为 4.01 mm /min。液体在储罐内液面的高低不同，燃烧速度也不同，储罐中低液位燃烧的速度快。含有水分比不含水分的石油产品燃烧速度慢。风速对火焰蔓延速度有很大影响，风速大时，火焰温度高，液面的热量多，燃烧速度增快。液体燃烧速度还与储罐直径有关。

3.4.3 固体燃烧速度

固体物质的燃烧速度比较复杂，一般小于可燃气体和液体，特别是有些固体的燃烧过程需先受热熔化，经蒸发、汽化、分解再氧化燃烧，速度慢，然而含氧的火（炸）药，则燃烧速度很快。

固体物质的燃烧速度与比表面积（即固体物质的表面积与其体积的比值）有关，比表面积越大，燃烧时固体单位体积所接受的热量越大，燃烧速度越快。比表面积的大小与固体的粒度、几何形状等有关。此外，可燃固体的密度越大，燃烧速度越慢；固体的含水量越多，燃烧速度越慢。表 3-5 列出某些固体物质的燃烧速度。