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文檔簡(jiǎn)介

燃燒基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材

第一節(jié)燃燒的本質(zhì)與條件

一、燃燒的定義

在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《消防基本術(shù)語(yǔ)?第一部分》GB5907—86中將燃燒定義為:可燃

物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng),通常伴有火焰、發(fā)光和(或)發(fā)煙的現(xiàn)象。燃燒

應(yīng)具備三個(gè)特征,即化學(xué)反應(yīng)、放熱和發(fā)光。

燃燒過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)十分復(fù)雜??扇嘉镔|(zhì)在燃燒過(guò)程中,生成了與原來(lái)完

全不同的新物質(zhì)。燃燒不僅在空氣(氧)存在時(shí)能發(fā)生,有的可燃物在其他氧化劑

中也能發(fā)生燃燒。

二、燃燒的本質(zhì)

近代連鎖反應(yīng)理論認(rèn)為:燃燒是一種游離基的連鎖反應(yīng)(也稱鏈反應(yīng)),即由

游離基在瞬間進(jìn)行的循環(huán)連續(xù)反應(yīng)。游離基又稱自由基或自由原子,是化合物或

單質(zhì)分子中的共價(jià)鍵在外界因素(如光、熱)的影響下,分裂而成含有不成對(duì)電子

的原子或原子基團(tuán),它們的化學(xué)活性非常強(qiáng),在一般條件下是不穩(wěn)定的,容易自

行結(jié)合成穩(wěn)定分子或與其他物質(zhì)的分子反應(yīng)生成新的游離基。當(dāng)反應(yīng)物產(chǎn)生少量

的活化中心一一游離基時(shí),即可發(fā)生鏈反應(yīng)。只要反應(yīng)一經(jīng)開(kāi)始,就可經(jīng)過(guò)許多

連鎖步驟自行加速發(fā)展下去(瞬間自發(fā)進(jìn)行若干次),直至反應(yīng)物燃盡為止。當(dāng)活

化中心全部消失(即游離基消失)時(shí),鏈反應(yīng)就會(huì)終止。鏈反應(yīng)機(jī)理大致分為鏈引

發(fā)、鏈傳遞和鏈終止三個(gè)階段。

綜上所述,物質(zhì)燃燒是氧化反應(yīng),而氧化反應(yīng)不一定是燃燒,能被氧化的物

質(zhì)不一定都是能夠燃燒的物質(zhì)??扇嘉镔|(zhì)的多數(shù)氧化反應(yīng)不是直接進(jìn)行的,而是

經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的中間反應(yīng)階段,不是氧化整個(gè)分子,而是氧化鏈反應(yīng)中間產(chǎn)物

——游離基或原子??梢?jiàn),燃燒是一種極其復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),游離基的鏈反應(yīng)是

燃燒反應(yīng)的實(shí)質(zhì),光和熱是燃燒過(guò)程中發(fā)生的物理現(xiàn)象。

三、燃燒的條件

(一)燃燒的必要條件

燃燒現(xiàn)象十分普遍,但任何物質(zhì)發(fā)生燃燒,都有一個(gè)由未燃燒狀態(tài)轉(zhuǎn)向燃燒

狀態(tài)的過(guò)程。燃燒過(guò)程的發(fā)生和發(fā)展都必須具備以下三個(gè)必要條件,即:可燃物、

助燃物(又稱氧化劑)和引火源。上述三個(gè)條件通常被稱為燃燒三要素。只有這三

個(gè)要素同時(shí)具備的情況下可燃物才能夠發(fā)生燃燒,無(wú)論缺少哪一個(gè),燃燒都不能

發(fā)生。燃燒的三個(gè)必要條件可用“燃燒三角形”來(lái)表示,見(jiàn)圖2-1所示。

1.可燃物

(1)可燃物的含義

凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒反應(yīng)的物質(zhì),均稱為可燃物。

助燃物

圖2」燃燒二角形

(2)可燃物的類型

自然界中的可燃物種類繁多,若按其物理狀態(tài)分,有固體、液體和氣體三類

可燃物。

固體可燃物。凡是遇明火、熱源能在空氣(氧化劑)中燃燒的固體物質(zhì),都稱

為可燃固體。如棉、麻、木材、稻草等天然纖維,稻谷、大豆、苞米等谷物及其

制品,滌綸、維綸、錦綸、晴綸等合成纖維及其制品,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙

烯等合成樹脂及其制品,天然橡膠、合成橡膠及其制品等。

液體可燃物。凡是在空氣中能發(fā)生燃燒的液體,都稱為可燃液體。液體可燃

物大多數(shù)是有機(jī)化合物,分子中都含有碳、氫原子,有些還含有氧原子。其中有

不少是石油化工產(chǎn)品,有的產(chǎn)品本身或其燃燒時(shí)分解產(chǎn)物都具有一定的毒性。

氣體可燃物。凡是在空氣中能發(fā)生燃燒的氣體,都稱為可燃?xì)怏w??扇?xì)怏w

在空氣中需要與空氣的混合比在一定濃度范圍內(nèi)(即燃燒最低濃度),并還要一定

的溫度(即著火溫度)才能發(fā)生燃燒。

此外,有些物質(zhì)在通常情況下不燃燒,但在一定的條件下又可以燃燒。如:

赤熱的鐵在純氧中能發(fā)生劇烈燃燒;赤熱的銅能在純氯氣中發(fā)生劇烈燃燒;鐵、

鋁本身不燃,但把鐵、鋁粉碎成粉末,不但能燃燒,而且在一定條件下還能發(fā)生

爆炸。

2.助燃物

凡與可燃物質(zhì)相結(jié)合能導(dǎo)致燃燒的物質(zhì)稱為助燃物(也稱氧化劑)o通常燃燒

過(guò)程中的助燃物主要是氧,它包括游離的氧或化合物中的氧??諝庵泻写蠹s21%

的氧,可燃物在空氣中的燃燒以游離的氧作為氧化劑,這種燃燒是最普遍的。此

外,某些物質(zhì)也可作為燃燒反應(yīng)的助燃物,如氯、氟、氯酸鉀等。也有少數(shù)可燃

物,如低氮硝化纖維、硝酸纖維的賽璐珞等含氧物質(zhì),一旦受熱后,能自動(dòng)釋放

出氧,不需外部助燃物就可發(fā)生燃燒。

3.引火源

凡使物質(zhì)開(kāi)始燃燒的外部熱源,統(tǒng)稱為引火源(也稱著火源)。引火源溫度越

高,越容易點(diǎn)燃可燃物質(zhì)。根據(jù)引起物質(zhì)著火的能量來(lái)源不同,在生產(chǎn)生活實(shí)踐

中引火源通常有明火、高溫物體、化學(xué)熱能、電熱能、機(jī)械熱能、生物能、光能

和核能等。

(二)燃燒的充分條件

具備了燃燒的必要條件,并不意味著燃燒必然發(fā)生。發(fā)生燃燒還應(yīng)有“量”

方面的要求,這就是發(fā)生燃燒或持續(xù)燃燒的充分條件??梢?jiàn),“三要素”彼此要

達(dá)到一定的量變才能發(fā)生質(zhì)變。燃燒發(fā)生的充分條件是:

1.一定的可燃物濃度

可燃?xì)怏w或蒸氣只有達(dá)到一定濃度,才會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。例如在常溫下用

火柴等明火接觸煤油,煤油并不立即燃燒,這是因?yàn)樵诔叵旅河捅砻鎿]發(fā)的煤

油蒸氣量不多,沒(méi)有達(dá)到燃燒所需的濃度,雖有足夠的空氣和火源接觸,也不能

發(fā)生燃燒。

2.一定的氧氣含量

實(shí)驗(yàn)證明,各種不同可燃物發(fā)生燃燒,均有本身固定的最低氧含量要求。低

于這一濃度,雖然燃燒的其他條件全部具備,但燃燒仍然不能發(fā)生。如將點(diǎn)燃的

蠟燭用玻璃罩罩起來(lái),不使周圍空氣進(jìn)入,這樣經(jīng)過(guò)較短的時(shí)間,蠟燭火焰就會(huì)

熄滅。因此,可燃物發(fā)生燃燒需要有一個(gè)最低氧含量要求,低于這一濃度,燃燒

就不會(huì)發(fā)生??扇嘉镔|(zhì)不同,燃燒所需要的含氧量也不同,如汽油燃燒的最低含

氧量要求為14.4%,煤油為15%。

3.一定的點(diǎn)火能量

不管何種形式的引火源,都必須達(dá)到一定的強(qiáng)度才能引起燃燒反應(yīng)。所需引

火源的強(qiáng)度,取決于可燃物質(zhì)的最小點(diǎn)火能量即引燃溫度,低于這一能量,燃燒

便不會(huì)發(fā)生。不同可燃物質(zhì)燃燒所需的引燃溫度各不相同。例如汽油的最小點(diǎn)火

能量為0.2mJ,乙醛最小點(diǎn)火能量為0.19mJ。

4.相互作用

燃燒不僅需具備必要和充分條件,而且還必須使燃燒條件相互結(jié)合、相互作

用,燃燒才會(huì)發(fā)生或持續(xù)。否則,燃燒也不能發(fā)生。例如在辦公室里有桌、椅、

門、窗簾等可燃物,有充滿空間的空氣,有火源(電源),存在燃燒的基本要素,

可并沒(méi)有發(fā)生燃燒現(xiàn)象,這就是因?yàn)檫@些條件沒(méi)有相互結(jié)合、相互作用的緣故。

第二節(jié)燃燒類型

燃燒按其發(fā)生瞬間的特點(diǎn)不同,分為閃燃、著火、自燃、爆炸四種類型。

一、閃燃

(一)閃燃的含義

在液體表面上能產(chǎn)生足夠的可燃蒸氣,遇火能產(chǎn)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象稱為

閃燃。

在一定溫度下條件下,液態(tài)可燃物表面會(huì)產(chǎn)生可燃蒸氣,這些可燃蒸氣與空

氣混合形成一定濃度的可燃性氣體,當(dāng)其濃度不足以維持持續(xù)燃燒時(shí),遇火源能

產(chǎn)生一閃即滅的火苗或火光,形成一種瞬間燃燒現(xiàn)象??扇家后w之所以會(huì)發(fā)生一

閃即滅的閃燃現(xiàn)象,是因?yàn)橐后w在閃燃溫度下蒸發(fā)速度較慢,所蒸發(fā)出來(lái)的蒸氣

僅能維持短時(shí)間的燃燒,而來(lái)不及提供足夠的蒸氣補(bǔ)充維持穩(wěn)定的燃燒,故閃燃

一下就熄滅了。閃燃往往是可燃液體發(fā)生著火的先兆。從消防角度來(lái)說(shuō),閃燃就

是危險(xiǎn)的警告。

(二)物質(zhì)的閃點(diǎn)

1.閃點(diǎn)的含義

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,液體揮發(fā)的蒸氣與空氣形成混合物,遇火源能夠產(chǎn)生

閃燃的液體最低溫度,稱為閃點(diǎn),以“C”表示。

閃點(diǎn)是評(píng)定液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小的重要參數(shù)。閃點(diǎn)越低,火災(zāi)危險(xiǎn)性就越大;

反之,則越小。表2T列出了部分易燃和可燃液體的閃點(diǎn)。

2.閃點(diǎn)在消防上的應(yīng)用

(1)根據(jù)閃點(diǎn),將能燃燒的液體分為易燃液體和可燃液體。

(2)根據(jù)閃點(diǎn),將液體生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存場(chǎng)所的火災(zāi)危險(xiǎn)性分為甲(閃點(diǎn)小于

28℃的液體)、乙(閃點(diǎn)大于等于28℃,但小于60℃的液體)、丙(閃點(diǎn)大于等于

60℃的液體)三個(gè)類別,以便根據(jù)其火災(zāi)危險(xiǎn)性的大小采取相應(yīng)的消防安全措施。

表2—1部分易燃和可燃液體的閃點(diǎn)

名稱閃點(diǎn)(℃)名稱閃點(diǎn)(℃)名稱閃點(diǎn)(℃)

汽油-50甲醇11.1苯-14

煤油37.8乙醇12.78甲苯5.5

柴油60正丙醇23.5乙苯23.5

原油-6.7乙烷-20丁苯30.5

二、著火

(一)著火的含義

可燃物質(zhì)在空氣中與火源接觸,達(dá)到某一溫度時(shí),開(kāi)始產(chǎn)生有火焰的燃燒,

并在火源移去后仍能持續(xù)并不斷擴(kuò)大的燃燒現(xiàn)象,稱為著火。

著火就是燃燒的開(kāi)始,且以出現(xiàn)火焰為特征,這是日常生產(chǎn)、生活中最常見(jiàn)

的燃燒現(xiàn)象。

(二)物質(zhì)的燃點(diǎn)

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,應(yīng)用外部熱源使物質(zhì)表面起火并持續(xù)燃燒一定時(shí)間所

需的最低溫度,稱為燃點(diǎn)或著火點(diǎn),以“。C”表示。

表2-2中列出部分可燃物質(zhì)的燃點(diǎn)。根據(jù)可燃物的燃點(diǎn)高低,可以衡量其火

災(zāi)危險(xiǎn)程度。物質(zhì)的燃點(diǎn)越低,則越容易著火,火災(zāi)危險(xiǎn)性也就越大。

一切可燃液體的燃點(diǎn)都高于閃點(diǎn)。燃點(diǎn)對(duì)于可燃固體和閃點(diǎn)較高的可燃液體,

具有實(shí)際意義。控制可燃物質(zhì)的溫度在其燃點(diǎn)以下,就可以防止火災(zāi)的發(fā)生;用

水冷卻滅火,其原理就是將著火物質(zhì)的溫度降低到燃點(diǎn)以下。

表2—2部分可.燃物質(zhì)的燃點(diǎn)

物質(zhì)名稱燃點(diǎn)(℃)物質(zhì)名稱燃點(diǎn)(℃)物質(zhì)名稱燃點(diǎn)(℃)

松節(jié)油53漆布165松木250

樟腦70蠟燭190有機(jī)玻璃260

賽璐珞100麥草200醋酸纖維320

紙130豆油220滌綸纖維390

棉花150粘膠纖維235聚氯乙烯391

三、自燃

(一)自燃的含義

可燃物質(zhì)在沒(méi)有外部火花、火焰等火源的作用下,因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱

所產(chǎn)生的自然燃燒,稱為自燃。即可燃物質(zhì)在無(wú)外界引火源條件下,由于其自身

所發(fā)生的物理、化學(xué)或生物變化而產(chǎn)生熱量并積蓄,使溫度不斷上升,自行燃燒

起來(lái)的現(xiàn)象。由于熱的來(lái)源不同,物質(zhì)自燃可分為受熱自燃和本身自燃兩類。

自燃現(xiàn)象引發(fā)火災(zāi)在自然界并不少見(jiàn),如有些含硫、磷成分高的煤炭遇水常

常發(fā)生氧化反應(yīng)釋放熱量,如果煤層堆積過(guò)厚積熱不散,就容易發(fā)生自燃火災(zāi);

工廠的油抹布堆積由于氧化發(fā)熱并蓄熱也會(huì)發(fā)生自燃引發(fā)火災(zāi)。

(二)物質(zhì)的自燃點(diǎn)

在規(guī)定的條件下,可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度,稱為自燃點(diǎn)。在這一溫度

時(shí),物質(zhì)與空氣(氧)接觸,不需要明火的作用,就能發(fā)生燃燒。自燃點(diǎn)是衡量可

燃物質(zhì)受熱升溫形成自燃危險(xiǎn)性的依據(jù)??扇嘉锏淖匀键c(diǎn)越低,發(fā)生自燃的危險(xiǎn)

性就越大。表2-3列出了部分可燃物的自燃點(diǎn)。

表2—3部分可燃物質(zhì)的自燃點(diǎn)

自燃點(diǎn)自燃點(diǎn)自燃點(diǎn)

物質(zhì)名稱物質(zhì)名稱物質(zhì)名稱

(℃)(℃)(℃)

黃磷34-35乙醛170棉籽油370

三硫化四磷100溶劑油235桐油410

賽璐珞150-180煤油240-290芝麻油410

赤磷200-250汽油280花生油445

松香240石油瀝青270-300菜籽油446

鋅粉360柴油350-380豆油460

丙酮570重油380-420亞麻仁油343

四、爆炸

(一)爆炸的含義

由于物質(zhì)急劇氧化或分解反應(yīng)產(chǎn)生溫度、壓力增加或兩者同時(shí)增加的現(xiàn)象,

稱為爆炸。

從廣義上說(shuō),爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成另一狀態(tài),并在瞬間放出大

量能量,同時(shí)產(chǎn)生聲響的現(xiàn)象。在發(fā)生爆炸時(shí),勢(shì)能(化學(xué)能或機(jī)械能)突然轉(zhuǎn)變

為動(dòng)能,有高壓氣體生成或者釋放出高壓氣體,這些高壓氣體隨之做機(jī)械功,如

移動(dòng)、改變或拋射周圍的物體。一旦發(fā)生爆炸,將會(huì)對(duì)鄰近的物體產(chǎn)生極大的破

壞作用,這是由于構(gòu)成爆炸體系的高壓氣體作用到周圍物體上,使物體受力不平

衡,從而遭到破壞。

(二)爆炸的分類

按爆炸過(guò)程的性質(zhì)不同,通常將爆炸分為物理爆炸、化學(xué)爆炸和核爆炸三種

類型。

1.物理爆炸

物理爆炸是指裝在容器內(nèi)的液體或氣體,由于物理變化(溫度、體積和壓力等

因素)引起體積迅膨脹,導(dǎo)致容器壓力急劇增加,由于超壓或應(yīng)力變化使容器發(fā)

生爆炸,且在爆炸前后物質(zhì)的性質(zhì)及學(xué)成分均不改變的現(xiàn)象。如蒸汽鍋爐、液化

氣鋼瓶等爆炸,均屬物理爆炸。

物理爆炸本身雖沒(méi)有進(jìn)行燃燒反應(yīng),但它產(chǎn)生的沖擊力有可能直接或間接地

造成火災(zāi)。

2.化學(xué)爆炸

化學(xué)爆炸是指由于物質(zhì)本身發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量氣體并使溫度、壓力增

加或兩者同時(shí)增加而形成的爆炸現(xiàn)象。如可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵與空氣形成的混

合物遇火源而引起的爆炸,炸藥的爆炸等都屬于化學(xué)爆炸。化學(xué)爆炸的主要特點(diǎn)

是:反應(yīng)速度快,爆炸時(shí)放出大量的熱能,產(chǎn)生大量氣體和很大的壓力,并發(fā)出

巨大的響聲。化學(xué)爆炸能夠直接造成火災(zāi),具有很大的破壞性,是消防工作中預(yù)

防的重點(diǎn)。

3.核爆炸

核爆炸是指由于原子核裂變或聚變反應(yīng),釋放出核能所形成的爆炸。如原子

彈、氫彈、中子彈的爆炸就屬核爆炸。

(三)爆炸極限

1.爆炸濃度極限

爆炸濃度極限(簡(jiǎn)稱曝炸極限)是指可燃的氣體、蒸氣或粉塵與空氣混合后,

遇火會(huì)產(chǎn)生爆炸的最高或最低的濃度。氣體、蒸氣的爆炸極限,通常以體積百分

比表示;粉塵通常用單位體積中的質(zhì)量(g/m?)表示。其中遇火會(huì)產(chǎn)生爆炸的最低

濃度,稱為爆炸下限;遇火會(huì)產(chǎn)生爆炸的最高濃度,稱為爆炸上限。

爆炸極限是評(píng)定可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵爆炸危險(xiǎn)性大小的主要依據(jù)。爆炸上、

下限值之間的范圍越大,爆炸下限越低、爆炸上限越高,爆炸危險(xiǎn)性就越大?;?/p>

合物的濃度低于下限或高于上限時(shí),既不能發(fā)生爆炸也不能發(fā)生燃燒。

2.爆炸溫度極限

爆炸溫度極限是指可燃液體受熱蒸發(fā)出的蒸氣濃度等于爆炸濃度極限時(shí)的

溫度范圍。由于液體的蒸氣濃度是在一定溫度下形成的,所以可燃液體除了有爆

炸濃度極限外,還有一個(gè)爆炸溫度極限。

爆炸溫度極限也有下限、上限之分。液體在該溫度下蒸發(fā)出等于爆炸濃度下

限的蒸氣濃度,此時(shí)的溫度稱為爆炸溫度下限(液體的爆炸溫度下限就是液體的

閃點(diǎn));液體在該溫度下蒸發(fā)出等于爆炸濃度上限的蒸氣濃度,此時(shí)的溫度稱為

爆炸溫度上限。爆炸溫度上、下限值之間的范圍越大,爆炸危險(xiǎn)性就越大。例如

乙醇的爆炸溫度下限是ire,上限是40℃。在11℃、40℃溫度范圍之內(nèi),乙醇

蒸氣與空氣的混合物都有爆炸危險(xiǎn);乙酸的爆炸溫度極限是-45C13C,顯然乙

酸比乙醇的爆炸危險(xiǎn)性大。

通常所說(shuō)的爆炸極限,如果沒(méi)有標(biāo)明,就是指爆炸濃度極限。表2-4為常見(jiàn)

液體爆炸濃度極限與爆炸溫度極限的比較。

表2—4常見(jiàn)液體爆炸濃度極限與爆炸溫度極限的比較

爆炸濃度極限(%)爆炸溫度極限(%)

液體名稱

下限上限下限上限

乙醇3.318.011.040.0

甲苯1.57.05.531.0

松節(jié)油0.862.033.553.0

車用汽油1.77.2-38.0-8.0

燈用煤油1.47.540.086.0

乙醛1.940.0-45.013.0

苯1.59.5-14.019.0

第三節(jié)燃燒過(guò)程及特點(diǎn)

一、可燃物的燃燒過(guò)程

當(dāng)可燃物與其周圍相接觸的空氣達(dá)到可燃物的點(diǎn)燃溫度時(shí),外層部分就會(huì)熔

解、蒸發(fā)或分解并發(fā)生燃燒,在燃燒過(guò)程中放出熱量和光。這些釋放出來(lái)的熱量

又加熱邊緣的下一層,使其達(dá)到點(diǎn)燃溫度,于是燃燒過(guò)程就不斷地持續(xù)。

固體、液體和氣體這三種狀態(tài)的物質(zhì),其燃燒過(guò)程是不同的。固體和液體發(fā)

生燃燒,需要經(jīng)過(guò)分解和蒸發(fā),生成氣體,然后由這些氣體與氧化劑作用發(fā)生燃

燒。而氣體物質(zhì)不需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā),可以直接燃燒。

二、可燃物的燃燒特點(diǎn)

(一)固體物質(zhì)的燃燒特點(diǎn)

固體可燃物在自然界中廣泛存在,由于其分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、物理性質(zhì)的不

同,其燃燒方式也不相同。主要有下列四種方式:

1.表面燃燒

蒸氣壓非常小或者難于熱分解的可燃固體,不能發(fā)生蒸發(fā)燃燒或分解燃燒,

當(dāng)氧氣包圍物質(zhì)的表層時(shí),呈熾熱狀態(tài)發(fā)生無(wú)焰燃燒現(xiàn)象,稱為表面燃燒。其過(guò)

程屬于非均相燃燒,特點(diǎn)是表面發(fā)紅而無(wú)火焰。如木炭、焦炭以及鐵、銅等的燃

燒則屬于表面燃燒形式。

2.陰燃

陰燃是指物質(zhì)無(wú)可見(jiàn)光的緩慢燃燒,通常產(chǎn)生煙和溫度升高的跡象。

某些固體可燃物在空氣不流通、加熱溫度較低或含水分較高時(shí)就會(huì)發(fā)生陰燃。

這種燃燒看不見(jiàn)火苗,可持續(xù)數(shù)天,不易發(fā)現(xiàn)。易發(fā)生陰燃的物質(zhì),如成捆堆放

的紙張、棉、麻以及大堆垛的煤、草、濕木材等。

陰燃和有焰燃燒在一定條件下能相互轉(zhuǎn)化。如在密閉或通風(fēng)不良的場(chǎng)所發(fā)生

火災(zāi),由于燃燒消耗了氧,氧濃度降低,燃燒速度減慢,分解出的氣體量減少,

即可由有焰燃燒轉(zhuǎn)為陰燃。陰燃在一定條件下;如果改變通風(fēng)條件,增加供氧量

或可燃物中的水分蒸發(fā)到一定程度,也可能轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵;饒?chǎng)上的復(fù)燃現(xiàn)象

和固體陰燃引起的火災(zāi)等都是陰燃在一定條件下轉(zhuǎn)化為有焰分解燃燒的例子。

3.分解燃燒

分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的固體可燃物,由于受熱分解而產(chǎn)生可燃?xì)怏w后發(fā)生的有焰燃

燒現(xiàn)象,稱為分解燃燒。如木材、紙張、棉、麻、毛、絲以及合成高分子的熱固

性塑料、合成橡膠等的燃燒就屬這類形式。

4.蒸發(fā)燃燒

熔點(diǎn)較低的可燃固體受熱后融熔,然后與可燃液體一樣蒸發(fā)成蒸氣而發(fā)生的

有焰燃燒現(xiàn)象,稱為蒸發(fā)燃燒。如石蠟、松香、硫、鉀、磷、瀝青和熱塑性高分

子材料等的燃燒就屬這類形式。

(二)液體物質(zhì)的燃燒特點(diǎn)

1.蒸發(fā)燃燒

易燃可燃液體在燃燒過(guò)程中,并不是液體本身在燃燒,而是液體受熱時(shí)蒸發(fā)

出來(lái)的液體蒸氣被分解、氧化達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒,即蒸發(fā)燃燒。其燃燒速度,主要

取決于液體的蒸發(fā)速度,而蒸發(fā)速度又取決于液體接受的熱量。接受熱量愈多,

蒸發(fā)量愈大,則燃燒速度愈快。

2.動(dòng)力燃燒

動(dòng)力燃燒是指燃燒性液體的蒸發(fā)、低閃點(diǎn)液霧預(yù)先與空氣或氧氣混合,遇火

源產(chǎn)生帶有沖擊力的燃燒。如霧化汽油、煤油等揮發(fā)性較強(qiáng)的煌類在氣缸中的燃

燒就屬于這種形式。

3.沸溢燃燒

含水的重質(zhì)油品(如重油、原油)發(fā)生火災(zāi),由于液面從火焰接受熱量產(chǎn)生熱

波,熱波向液體深層移動(dòng)速度大于線性燃燒速度,而熱波的溫度遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn)。

因此,熱波在向液層深部移動(dòng)過(guò)程中,使油層溫度升上,油品黏度變小,油品中

的乳化水滴向下沉積的同時(shí)受向上運(yùn)動(dòng)的熱油作用而蒸發(fā)成蒸氣泡,這種表面包

含有油品的氣泡,比原來(lái)的水體積擴(kuò)大千倍以上,氣泡被油薄膜包圍形成大量油

泡群,液面上下向開(kāi)鍋一樣沸騰,到儲(chǔ)罐容納不下時(shí),油晶就會(huì)像“跑鍋”一樣

溢出罐外,這種現(xiàn)象稱為沸溢。

4.噴濺燃燒

重質(zhì)油品儲(chǔ)罐的下部有水墊層時(shí),發(fā)生火災(zāi)后,由于熱波往下傳遞,若將儲(chǔ)

罐底部的沉積水的溫度加熱到汽化溫度,則沉積水將變成水蒸氣,體積擴(kuò)大,當(dāng)

形成的蒸汽壓力大到足以把其上面的油層抬起,最后沖破油層將燃燒著的油滴和

包油的油氣拋向上空,向四周噴濺燃燒。

重質(zhì)油品儲(chǔ)罐發(fā)生沸溢和噴濺的典型征兆是:罐壁會(huì)發(fā)生劇烈抖動(dòng),伴有強(qiáng)

烈的噪音,煙霧減少,火焰更加發(fā)亮,火舌尺寸變大,形似火箭。發(fā)生沸溢和噴

濺會(huì)對(duì)滅火救援人員及消防器材裝備等的安全產(chǎn)生巨大的威脅,因此,儲(chǔ)罐一旦

出現(xiàn)沸溢和噴濺的征兆,火場(chǎng)有關(guān)人員必須立即撤到安全地帶,并應(yīng)采取必要的

技術(shù)措施,防止噴濺時(shí)油品流散,火勢(shì)蔓延和擴(kuò)大。

(三)氣體物質(zhì)的燃燒特點(diǎn)

可燃?xì)怏w的燃燒不需要像固體、液體物質(zhì)那樣需經(jīng)熔化、蒸發(fā)等相變過(guò)程,

而在常溫常壓下就可以任意比例與氧化劑相互擴(kuò)散混合,完成燃燒反應(yīng)的準(zhǔn)備階

段。氣體在燃燒時(shí)所需熱量?jī)H用于氧化或分解,或?qū)怏w加熱到燃點(diǎn),因此容易

燃燒且燃燒速度快。

根據(jù)氣體物質(zhì)燃燒過(guò)程的控制因素不同,其燃燒有以下兩種形式:

1.擴(kuò)散燃燒

可燃?xì)怏w從噴口(管道口或容器泄漏口)噴出,在噴口處與空氣中的氧邊擴(kuò)散

混合、邊燃燒的現(xiàn)象,稱為擴(kuò)散燃燒。其燃燒速度主要取決于可燃?xì)怏w的擴(kuò)散速

度。氣體(蒸氣)擴(kuò)散多少,就燒掉多少,這類燃燒比較穩(wěn)定。例如管道、容器泄

漏口發(fā)生的燃燒,天然氣井口發(fā)生的井噴燃燒等均屬于擴(kuò)散燃燒。其燃燒特點(diǎn)為

擴(kuò)散火焰不運(yùn)動(dòng),可燃?xì)怏w與氣體氧化劑的混合在可燃?xì)怏w噴口進(jìn)行。對(duì)于穩(wěn)定

的擴(kuò)散燃燒,只要控制得好,便不至于造成火災(zāi),一旦發(fā)生火災(zāi)也易撲救。

2.預(yù)混燃燒

可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w在燃燒之前混合,并形成一定濃度的可燃混合氣體,被

引火源點(diǎn)燃所引起的燃燒現(xiàn)象,稱為預(yù)混燃燒。這類燃燒往往造成爆炸,也稱爆

炸式燃燒或動(dòng)力燃燒。影響氣體燃燒速度的因素主要包括氣體的組成、可燃?xì)怏w

的濃度、可燃混合氣體的初始溫度、管道直徑、管道材質(zhì)等,許多火災(zāi)、爆炸事

故是由預(yù)混燃燒引起的,如制氣系統(tǒng)檢修前不進(jìn)行置換就燒焊,燃?xì)庀到y(tǒng)開(kāi)車前

不進(jìn)行吹掃就點(diǎn)火等。

第四節(jié)燃燒產(chǎn)物

一、燃燒產(chǎn)物的含義和分類

(一)燃燒產(chǎn)物的含義

由燃燒或熱解作用而產(chǎn)生的全部的物質(zhì),稱為燃燒產(chǎn)物。它通常是指燃燒生

成的氣體、熱量和煙霧等。

(二)燃燒產(chǎn)物的分類

燃燒產(chǎn)物分完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物兩類??扇嘉镔|(zhì)在燃燒過(guò)程中,

如果生成的產(chǎn)物不能再燃燒,則稱為完全燃燒,其產(chǎn)物為完全燃燒產(chǎn)物,如二氧

化碳、二氧化硫等;可燃物質(zhì)在燃燒過(guò)程中,如果生成的產(chǎn)物還能繼續(xù)燃燒,則

稱為不完全燃燒,其產(chǎn)物為不完全燃燒產(chǎn)物,如一氧化碳、醇類等。

二、不同物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物

燃燒產(chǎn)物的數(shù)量及成分,隨物質(zhì)的化學(xué)組成以及溫度、空氣(氧)的供給情況

等變化而有所不同。

1.單質(zhì)的燃燒產(chǎn)物

一般單質(zhì)在空氣中的燃燒產(chǎn)物為該單質(zhì)元素的氧化物。如碳、氫、硫等燃燒

就分別生成二氧化碳、水蒸氣、二氧化硫,這些產(chǎn)物不能再燃燒,屬于完全燃燒

產(chǎn)物。

2.化合物的燃燒產(chǎn)物

一些化合物在空氣中燃燒除生成完全燃燒產(chǎn)物外,還會(huì)生成不完全燃燒產(chǎn)物。

最典型的不完全燃燒產(chǎn)物是一氧化碳,它能進(jìn)一步燃燒生成二氧化碳。特別是一

些高分子化合物,受熱后會(huì)產(chǎn)生熱裂解,生成許多不同類型的有機(jī)化合物,并能

進(jìn)一步燃燒。

3.合成高分子材料的燃燒產(chǎn)物

合成高分子材料在燃燒過(guò)程中伴有熱裂解,會(huì)分解產(chǎn)生許多有毒或有刺激性

的氣體,如氯化氫、光氣、氟化氫等。

4.木材的燃燒產(chǎn)物

木材是一種化合物,主要由碳、氫、氧元素組成,主要以纖維素分子形式存

在。木材在受熱后發(fā)生熱裂解反應(yīng),生成小分子產(chǎn)物。在200℃左右,主要生成

二氧化碳、水蒸氣、甲酸、乙酸、一氧化碳等產(chǎn)物;在280℃~500℃,產(chǎn)生可燃

蒸汽及顆粒;到500C以上則主要是碳,產(chǎn)生的游離基對(duì)燃燒有明顯的加速作用。

三、燃燒產(chǎn)物的毒性

燃燒產(chǎn)物有不少是毒害氣體,往往會(huì)通過(guò)呼吸道侵入或刺激眼結(jié)膜、皮膚黏

膜使人中毒甚至死亡。據(jù)統(tǒng)計(jì),在火災(zāi)中死亡的人約80%是由于吸人毒性氣體

中毒而致死的。一氧化碳是火災(zāi)中最危險(xiǎn)的氣體,其毒性在于與血液中血紅蛋白

的高親和力,因而它能阻止人體血液中氧氣的輸送,引起頭痛、虛脫、神志不清

等癥狀,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使人昏迷甚至死亡,表2-5所示為不同濃度的一氧化碳對(duì)人體

的影響。近年來(lái),合成高分子物質(zhì)的使用迅速普及,這些物質(zhì)燃燒時(shí)不僅會(huì)產(chǎn)生

一氧化碳、二氧化碳,而且還會(huì)分解出乙醛、氯化氫、氧化氫等有毒氣體,給人

的生命安全造成更大的威脅、,表2-6為部分主要有害氣體的來(lái)源、對(duì)人的生理作

用及致死濃度。

表2—5不同濃度的一氧化碳對(duì)人體的影響

火場(chǎng)中一氧化碳的濃度(%)人的呼吸時(shí)間(min)中毒程度

0.160頭痛、嘔吐

0.520~30有致死的危險(xiǎn)

1.0廣2可中毒死亡

表2—6部分主要有害氣體的來(lái)源、對(duì)人的生理&作用及致死濃度

短期(10m期)估計(jì)

有害氣體的來(lái)源主要的生理作用

致死濃度(ppm)

木材、紡織品、聚丙烯月青尼

一種迅速致死、窒息性的毒

龍、聚氨酯等物質(zhì)燃燒時(shí)分350

解出的氟化氫

紡織物燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化氮肺的強(qiáng)刺激劑,能引起即刻

>200

和其他氮的氧化物死亡及滯后性傷害

由木材、絲織品、尼龍以及強(qiáng)刺激劑,對(duì)眼、鼻有強(qiáng)烈

>1000

三聚氟胺燃燒產(chǎn)生的氨氣刺激作用

PVC電絕緣材料,其他含氯呼吸刺激劑,吸附于微粒上

>500,氣體或微粒

高分子材料及阻燃處理物熱的氯化氫的潛在危險(xiǎn)性較之

存在時(shí)

分解產(chǎn)生的氯化氫等量的氣體氯化氫要大

氟化樹脂類或薄膜類以及HE^400

某些含浪阻燃材料熱分解產(chǎn)呼吸刺激劑COFz"100

生的含鹵酸氣體HBr>500

含硫化合物及含硫物質(zhì)燃燒強(qiáng)刺激劑,在遠(yuǎn)低于致死濃

>500

分解產(chǎn)生的二氧化硫度下即使人難以忍受

由聚烯燃和纖維素低溫?zé)峤?/p>

潛在的呼吸刺激劑30~100

(40℃)產(chǎn)生的丙醛

四、煙氣

(一)煙氣的含義

由燃燒或熱解作用所產(chǎn)生的懸浮在大氣中,可見(jiàn)的固體和(或)液體微??偤?/p>

稱為煙氣。

(二)煙氣的產(chǎn)生

當(dāng)建、構(gòu)筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí),建筑材料及裝修材料、室內(nèi)可燃物等在燃燒時(shí)所

產(chǎn)生的生成物之一是煙氣。不論是固態(tài)物質(zhì)或是液態(tài)物質(zhì)、氣態(tài)物質(zhì)在燃燒時(shí),

都要消耗空氣中大量的氧,并產(chǎn)生大量熾熱的煙氣。

(三)煙氣的危害性

火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣是一種混合物,其中含有一氧化碳、二氧化碳、氯化氟等大

量的各種有毒性氣體和固體碳顆粒。其危害性主要表現(xiàn)在煙氣具有毒害性、減光

性和恐怖性。

1.煙氣的毒害性

人生理正常所需要的氧濃度應(yīng)大于16%,而煙氣中含氧量往往低于此數(shù)值。

有關(guān)試驗(yàn)表明:當(dāng)空氣中含氧量降低到15%時(shí),人的肌肉活動(dòng)能力下降;降到

10%-14%時(shí),人就四肢無(wú)力,智力混亂,辨不清方向;降到6%-10%時(shí),人就

會(huì)暈倒;低于6%時(shí),人接觸短時(shí)間就會(huì)死亡。據(jù)測(cè)定,實(shí)際的著火房間中氧的

最低濃度可達(dá)到3%左右,可見(jiàn)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)人們要是不及時(shí)逃離火場(chǎng)是很危險(xiǎn)

的。

另外,火災(zāi)中產(chǎn)生的煙氣中含有大量的各種有毒氣體,其濃度往往超過(guò)人的

生理正常所允許的最高濃度,造成人員中毒死亡。試驗(yàn)表明:一氧化碳濃度達(dá)到

1%時(shí),人在lmin內(nèi)死亡;氫氟酸的濃度達(dá)到270ppm,人立即死亡;氯化氫的濃

度達(dá)到2000ppm以上時(shí),人在數(shù)分鐘內(nèi)死亡;二氧化碳的濃度達(dá)到20%時(shí),人

在短時(shí)間內(nèi)死亡。

2.煙氣的減光性

可見(jiàn)光波的波長(zhǎng)為0.4即T0.7阿1,一般火災(zāi)煙氣中煙粒子粒徑為幾微米到

幾十微米,即煙粒子的粒徑大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng),這些煙粒子對(duì)可見(jiàn)光是不透明的,

其對(duì)可見(jiàn)光有完全的遮蔽作用,當(dāng)煙氣彌漫時(shí),可見(jiàn)光因受到煙粒子的遮蔽而大

大減弱,能見(jiàn)度大大降低,這就是煙氣的減光性。

3.煙氣的恐怖性

發(fā)生火災(zāi)時(shí),火焰和煙氣沖出門窗孔洞,濃煙滾滾,烈火熊熊,使人產(chǎn)生

了恐怖感,有的人甚至失去理智,驚慌失措,往往給火場(chǎng)人員疏散造成混亂局面。

五、火焰、燃燒熱和燃燒溫度

(一)火焰

1.火焰的含義及構(gòu)成

火焰(俗稱火苗),是指發(fā)光的氣相燃燒區(qū)域?;鹧媸怯裳嫘?、內(nèi)焰、外焰三

個(gè)部分構(gòu)成的。

2.火焰的顏色

火焰的顏色取決于燃燒物質(zhì)的化學(xué)成分和氧化劑的供應(yīng)強(qiáng)度。大部分物質(zhì)燃

燒時(shí)火焰是橙紅色的,但有些物質(zhì)燃燒時(shí)火焰具有特殊的顏色,如硫黃燃燒的火

焰是藍(lán)色的,磷和鈉燃燒的火焰是黃色的。

火焰的顏色與燃燒溫度有關(guān),燃燒溫度越高,火焰就越接近藍(lán)白色。

火焰的顏色與可燃物的含氧量及含碳量也有關(guān)。含氧量達(dá)到50%以上的可燃

物質(zhì)燃燒時(shí),火焰幾乎無(wú)光。如一氧化碳等物質(zhì)在較強(qiáng)的光照下燃燒,幾乎看不

到火焰;含氧量在50%以下的,發(fā)出顯光(光亮或發(fā)黃光)的火焰;相反,如果燃

燒物的含碳量達(dá)到60%以上,火焰就顯光,而且?guī)в写罅亢跓?,?huì)出現(xiàn)煙熏。

(二)燃燒熱和燃燒溫度

1.燃燒熱

燃燒熱是指單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所釋放出的熱量。燃燒熱值愈高的物質(zhì)

燃燒時(shí)火勢(shì)愈猛,溫度愈高,輻射出的熱量也愈多。物質(zhì)燃燒時(shí),都能放出熱量。

這些熱量被消耗于加熱燃燒產(chǎn)物,并向周圍擴(kuò)散??扇嘉镔|(zhì)的發(fā)熱量,取決于物

質(zhì)的化學(xué)組成和溫度。

2.燃燒溫度

燃燒溫度是指燃燒產(chǎn)物被加熱的溫度。不同可燃物質(zhì)在同樣條件下燃燒時(shí),

燃燒速度快的比燃燒速度慢的燃燒溫度高;在同樣大小的火焰下,燃燒溫度越高,

它向周圍輻射出的熱量就越多,火災(zāi)蔓延的速度就越快。

六、燃燒產(chǎn)物對(duì)火災(zāi)撲救工作的影響

燃燒產(chǎn)物對(duì)火災(zāi)撲救工作的影響,分有利和不利兩個(gè)方面。

(一)燃燒產(chǎn)物對(duì)火災(zāi)撲救工作的有利方面

1.在一定條件下可以阻止燃燒進(jìn)行

完全燃燒的產(chǎn)物都是不燃的惰性氣體,如二氧化碳、水蒸氣等。如果室內(nèi)發(fā)

生火災(zāi),隨著這些惰性氣體的增加,空氣中的氧濃度相對(duì)減少,燃燒速度會(huì)減慢;

如果關(guān)閉通風(fēng)的門、窗、孔洞,也會(huì)使燃燒速度減慢,直至燃燒停止。

2.為火情偵察和尋找火源點(diǎn)提供參考依據(jù)

不同的物質(zhì)燃燒,不同的燃燒溫度,在不同的風(fēng)向條件下,煙霧的顏色、濃

度、氣味、流動(dòng)方向也各不相同。在火場(chǎng)上,通過(guò)煙霧的這些特征(表2-7中列

舉了部分可燃物的煙霧特征),消防人員可以大致判斷燃燒物質(zhì)的種類、火勢(shì)蔓

延方向、火災(zāi)階段等。

表2—7部分可燃物的煙霧特征

煙霧特征

可燃物

顏色嗅味

磷白色大蒜嗅—

鎂白色—金屬味

鉀濃白色—堿味

硫黃—硫嗅酸味

橡膠棕黑色硫嗅酸味

硝基化合物棕黃色刺激嗅酸味

石油產(chǎn)品黑色石油嗅稍有酸味

棉、麻黑褐色燒紙嗅稍有酸味

木材灰黑色樹脂嗅稍有酸味

有機(jī)玻璃—芳香稍有酸味

(二)燃燒產(chǎn)物對(duì)火災(zāi)撲救工作的不利方面

1.妨礙滅火和被困人員行動(dòng)

煙氣具有減光性,會(huì)使火場(chǎng)能見(jiàn)度降低,影響人的視線。人在煙霧中的能見(jiàn)

距離,一般為30cm。人在濃煙中往往辨不清方向,因而嚴(yán)重妨礙人員安全疏散和

消防人員滅火撲救。

2.有引起人員中毒、窒息的危險(xiǎn)

燃燒產(chǎn)物中有不少是有毒性氣體,特別是有些建筑使用塑料和化纖制品作裝

飾裝修材料,這類物質(zhì)一旦著火就能分解產(chǎn)生大量有毒、有刺激性的氣體,往往

會(huì)通過(guò)呼吸道侵入皮膚黏膜或刺激眼結(jié)膜,使人中毒、室息甚至死亡,嚴(yán)重威脅

著人員生命安全。因此,在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)做好個(gè)人安全防護(hù)和防排煙是非常重要的。

3.高溫會(huì)使人員燙傷

燃燒產(chǎn)物的煙氣中載有大量的熱,溫度較高,高溫可以使人的心臟加快跳動(dòng),

產(chǎn)生判斷錯(cuò)誤;人在這種高溫、濕熱環(huán)境中極易被灼傷、燙傷。研究表明,當(dāng)環(huán)

境溫度達(dá)到43℃時(shí),人體皮膚的毛細(xì)血管擴(kuò)張爆裂,當(dāng)在100℃環(huán)境下,一般人

只能忍受幾分鐘,就會(huì)使口腔及喉頭腫脹而發(fā)生窒息,喪失逃生能力。

4.成為火勢(shì)發(fā)展蔓延的因素

燃燒產(chǎn)物有很高的熱能,火災(zāi)時(shí)極易因熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流或熱輻射引起新的火

點(diǎn),甚至促使火勢(shì)成轟燃的危險(xiǎn)。某些不完全燃燒產(chǎn)物能繼續(xù)燃燒,有的還能與

空氣形成爆炸性混合物。

第五節(jié)影響火災(zāi)發(fā)展變化的主要因素

一、熱傳播對(duì)火災(zāi)發(fā)展變化的影響

火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展,始終伴隨著熱傳播過(guò)程。熱傳播是影響火災(zāi)發(fā)展的決定性

因素。熱傳播的途徑主要有熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流。

(一)熱傳導(dǎo)

1.熱傳導(dǎo)的含義

熱傳導(dǎo)是指物體一端受熱,通過(guò)物體的分子熱運(yùn)動(dòng),把熱量從溫度較高一端

傳遞到溫度較低的另一端的過(guò)程。

2.熱傳導(dǎo)對(duì)火災(zāi)發(fā)生變化的影響

熱總是從溫度較高部位,向溫度較低部位傳導(dǎo)。溫度差愈大,導(dǎo)熱方向的距

離愈近,傳導(dǎo)的熱量就愈多?;馂?zāi)現(xiàn)場(chǎng)燃燒區(qū)溫度愈高,傳導(dǎo)出的熱量就愈多。

固體、液體和氣體物質(zhì)都有這種傳熱性能。其中固體物質(zhì)是最強(qiáng)的熱導(dǎo)體,

液體物質(zhì)次之,氣體物質(zhì)較弱。其中金屬材料為熱的優(yōu)良導(dǎo)體,非金屬固體多為

不良導(dǎo)體。

在其他條件相同時(shí),物質(zhì)燃燒時(shí)間越長(zhǎng),傳導(dǎo)的熱量越多。有些隔熱材料雖

然導(dǎo)熱性能差,但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的熱傳導(dǎo),也能引起與其接觸的可燃物著火。

(二)熱輻射

1.熱輻射的含義及其特點(diǎn)

熱輻射是指以電磁波形式傳遞熱量的現(xiàn)象。

熱輻射具有以下特點(diǎn):熱輻射不需要通過(guò)任何介質(zhì),不受氣流、風(fēng)速、風(fēng)向

的影響,通過(guò)真空也能進(jìn)行熱傳播;固體、液體、氣體這三種物質(zhì)都能把熱以電

磁波的形式輻射出去,也能吸收別的物體輻射出來(lái)的熱能;當(dāng)有兩物體并存時(shí),

溫度較高的物體將向溫度較低物體輻射熱能,直至兩物體溫度漸趨平衡。

2.熱輻射對(duì)火災(zāi)發(fā)生變化的影響

實(shí)驗(yàn)證明:一個(gè)物體在單位時(shí)間內(nèi)輻射的熱量與其表面積的絕對(duì)溫度的四次

方成正比。熱源溫度愈高,輻射強(qiáng)度越大。當(dāng)輻射熱達(dá)到可燃物質(zhì)自燃點(diǎn)時(shí),便

會(huì)立即引起著火。

受輻射物體與輻射熱源之間的距離越大,受到的輻射熱越小。反之,距離愈

小,接受的輻射熱愈多;輻射熱與受輻射物體的相對(duì)位置有關(guān),當(dāng)輻射物體輻射

面與受輻射物體處于平行位置時(shí),受輻射物體接受到的熱量最高;物體的顏色愈

深、表面愈粗糙,吸收的熱量就愈多;表面光亮、顏色較淡,反射的熱量愈多,

則吸收的熱量就愈少。

當(dāng)火災(zāi)處于發(fā)展階段時(shí),熱輻射成為熱傳播的主要形式。

(三)熱對(duì)流

1.熱對(duì)流的含義

熱對(duì)流是指熱量通過(guò)流動(dòng)介質(zhì),由空間的一處傳播到另一處的現(xiàn)象。

2.熱對(duì)流的方式

根據(jù)引起熱對(duì)流的原因而論,分為自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流兩種方式;按流動(dòng)介

質(zhì)的不同,熱對(duì)流又分為氣體對(duì)流和液體對(duì)流兩種方式。

(1)自然對(duì)流。它是指流體的運(yùn)動(dòng)是由自然力所引起的,也就是因流體各部分

的密度不同而引起的。如高溫設(shè)備附近空氣受熱膨脹向上流動(dòng)及火災(zāi)中高溫?zé)釤?/p>

的上升流動(dòng),而冷(新鮮)空氣則與其作相反方向流動(dòng)。

(2)強(qiáng)制對(duì)流。它是指流體微團(tuán)的空間移動(dòng)是由機(jī)械力引起的。如通過(guò)鼓風(fēng)

機(jī)、壓縮機(jī)、泵等,使氣體、液體產(chǎn)生強(qiáng)制對(duì)流?;馂?zāi)發(fā)生時(shí),若通風(fēng)機(jī)械還在

運(yùn)行,就會(huì)成為火勢(shì)蔓延的途徑。使用防煙、排煙等強(qiáng)制對(duì)流設(shè)施,就能抑制煙

氣擴(kuò)散和自然對(duì)流。地下建筑發(fā)生火災(zāi),用強(qiáng)制對(duì)流改變風(fēng)流或煙氣流的方向,

可有效地控制火勢(shì)的發(fā)展,為最終撲滅火災(zāi)創(chuàng)造有利條件。

(3)氣體對(duì)流。氣體對(duì)流對(duì)火災(zāi)發(fā)展蔓延有極其重要的影響,燃燒引起了對(duì)

流,對(duì)流助長(zhǎng)了燃燒;燃燒愈猛烈,它所引起的對(duì)流作用愈強(qiáng);對(duì)流作用愈強(qiáng),

燃燒愈猛烈。

(4)液體對(duì)流。當(dāng)液體受熱后受熱部分因體積膨脹、比重減輕而上升,而溫度

較低、比重較大的部分則下降,在這種運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行著熱傳遞,最后使整個(gè)液

體被加熱。盛裝在容器內(nèi)的可燃液體,通過(guò)對(duì)流能使整個(gè)液體升溫,蒸發(fā)加快,

壓力增大,就有可能引起容器的爆裂。

3.熱對(duì)流對(duì)火災(zāi)發(fā)生變化的影響

熱對(duì)流是影響初期火災(zāi)發(fā)展的最主要因素。實(shí)驗(yàn)證明:熱對(duì)流速度與通風(fēng)口

面積和高度成正比。:通風(fēng)孔洞愈多,各個(gè)通風(fēng)孔洞的面積愈大、愈高,熱對(duì)流

速度愈快;風(fēng)能加速氣體對(duì)流。風(fēng)速愈大,不僅對(duì)流愈快,而且能使房屋表面出

現(xiàn)正負(fù)壓力,在建(構(gòu))筑物周圍形成旋風(fēng)地帶;風(fēng)向改變,會(huì)改變氣體對(duì)流方向;

燃燒時(shí)火焰溫度愈高,與環(huán)境溫度的溫差愈大,熱對(duì)流速度愈快。

二、爆炸對(duì)火災(zāi)發(fā)生變化的影響

爆炸沖擊波能將燃燒著的物質(zhì)拋散到高空和周圍地區(qū),如果燃燒的物質(zhì)落在

可燃物體上就會(huì)引起新的火源,造成火勢(shì)蔓延擴(kuò)大。

爆炸沖擊波能破壞難燃結(jié)構(gòu)的保護(hù)層,使保護(hù)層脫落,可燃物體暴露于表面,

這就為燃燒面積迅速擴(kuò)大增加了條件。由于沖擊波的破壞作用,使建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生

局部變形或倒塌,增加空隙和孔洞,其結(jié)果必然會(huì)使大量的新鮮空氣流人燃燒區(qū),

燃燒產(chǎn)物迅速流出室外。在此情況下,氣體對(duì)流大大加強(qiáng),促使燃燒強(qiáng)度劇增,

助長(zhǎng)火勢(shì)迅速發(fā)展。同時(shí),由于建筑物孔洞大量增加,氣體對(duì)流的方向發(fā)生變化,

火勢(shì)蔓延方向也會(huì)隨著改變。如果沖擊波將熾熱火焰沖散,使火焰穿過(guò)縫隙或不

嚴(yán)密之處,進(jìn)入建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空洞,也會(huì)引起該部位的可燃物質(zhì)發(fā)生燃燒?;?/p>

場(chǎng)如果有沉浮在物體表面上的粉塵,爆炸的沖擊波會(huì)使粉塵揚(yáng)撒于空間,與空氣

形成爆炸性混合物,可能發(fā)生再次爆炸或多次爆炸。

當(dāng)可燃?xì)怏w、液體和粉塵與空氣混合發(fā)生爆炸時(shí),爆炸區(qū)域內(nèi)的低燃點(diǎn)物質(zhì),

頃刻之間全部發(fā)生燃燒,燃燒面積迅速擴(kuò)大?;饒?chǎng)上發(fā)生爆炸,不僅對(duì)火勢(shì)發(fā)展

變化有極大影響,而且對(duì)撲救人員和附近群眾也有嚴(yán)重威脅%因此,在滅火戰(zhàn)斗

過(guò)程中,及時(shí)采取措施,防止和消除爆炸危險(xiǎn),十分重要。

三、建筑耐火等級(jí)對(duì)火災(zāi)發(fā)生變化的影響

建筑耐火等級(jí),是衡量建筑耐火程度的標(biāo)準(zhǔn),火災(zāi)實(shí)例說(shuō)明,耐火等級(jí)高的

建筑,火災(zāi)時(shí)燒壞、倒塌的很少,造成的損失也小,而耐火等級(jí)低的建筑,火災(zāi)

時(shí)不耐火,燃燒快,損失也大。因此,為了保證建筑物的安全,必須采取必要的

防火措施,使之具有一定的耐火性,即使發(fā)生了火災(zāi)也不至于造成太大的損失。

另外,在滅火時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑耐火等級(jí),充分利用各種有利條件,贏得時(shí)間,有效

地控制火勢(shì)發(fā)展,順利地?fù)錅缁馂?zāi)。

四、氣象條件對(duì)火災(zāi)發(fā)生變化的影響

大量火災(zāi)表明,風(fēng)、濕度、氣溫、季節(jié)等氣象條件對(duì)火勢(shì)的發(fā)展和蔓延都有

一定程度的影響,其中以風(fēng)和濕度影響最大。

風(fēng)對(duì)火勢(shì)發(fā)展有決定性影響,尤其對(duì)露天火災(zāi),受風(fēng)的影響更大。風(fēng)速愈大,

對(duì)流速度愈快,燃燒和蔓延速度也愈快;風(fēng)向改變,燃燒、蔓延方向也會(huì)隨之改

變。一般而言,火向順風(fēng)蔓延。但火場(chǎng)上的風(fēng)向并不很穩(wěn)定,火災(zāi)初起與火災(zāi)發(fā)

展階段時(shí)的風(fēng)向有時(shí)并不一致,可能會(huì)受到燃燒產(chǎn)生的熱對(duì)流影響,出現(xiàn)反方向

的強(qiáng)風(fēng),形成火的旋渦。大風(fēng)天會(huì)形成飛火,迅速擴(kuò)大燃燒范圍。

可燃材料的含水率與空氣的濕度有關(guān)。干燥的可燃材料易起火,燃燒速度也

快;潮濕的可燃材料不易起火。眾所周知,在雨季,許多物體都呈潮濕狀態(tài),著

火的可能性相對(duì)減小。在干燥的季節(jié),風(fēng)干物燥,易于起火成災(zāi),也易蔓延。

第六節(jié)防火與滅火的基本原理

一、防火的基本原理和措施

根據(jù)燃燒基本理論,只要防止形成燃燒條件,或避免燃燒條件同時(shí)存在并相

互作用,就可以達(dá)到防火的目的。有關(guān)防火的基本原理和措施見(jiàn)表2-8所示。

二、滅火的基本原理和措施

根據(jù)燃燒基本理論,只要破壞已經(jīng)形成的燃燒條件,就可使燃燒熄滅,最大

限度地減少火災(zāi)危害。有關(guān)滅火的基本原理和措施見(jiàn)表2-9所示。

表2-8防火基本原理和措施

措施原理措施舉例

1.限制可燃物質(zhì)儲(chǔ)運(yùn)量;

2.用不燃或難燃材料代替可燃材料;

3.加強(qiáng)通風(fēng),降低可燃?xì)怏w或蒸氣、粉塵

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