第三節(jié)火焰及熱的傳播

1、第三節(jié) 火焰及熱的傳播 黃四鑫 武漢警官職業(yè)學院消防管理教研室一.火焰及熱的傳播o 1.火焰的概念 火焰是指發(fā)光的燃燒區(qū)域.火焰的存在是燃燒過程進行中最明顯的標志.前面我們講過,氣體燃燒一定存在火焰,液體燃燒實質(zhì)是液體蒸發(fā)出的蒸氣在燃燒,也存在火焰,固體燃燒如果有揮發(fā)性的熱解產(chǎn)物產(chǎn)生,這些熱解產(chǎn)物燃燒時同樣存在火焰,例如木材.無熱解產(chǎn)物的固體燃燒則沒有火焰,只有發(fā)光的現(xiàn)象,這種燃燒叫無焰燃燒.例如木炭,焦炭.武漢市晨鳴紙廠火災o 2.火焰的分類 o (1)火焰按狀態(tài)不同,可分為靜止火焰和運動火焰兩類.o 靜止火焰:即火焰不動,而可燃物和氧化劑不斷流向火焰處的火焰.o 運動火焰:即火焰移動,可燃

2、物和氧化劑不動的火焰,這種火焰是先混合一定的可燃物,然后再燃燒,弄不好容易發(fā)生爆炸.運動火焰典型的例子o3.火焰的光 火焰的一個重要的特征就是光,物質(zhì)不同,燃燒所形成的火焰,其光的明亮程度和顏色則不同,在消防上通常把火焰分為顯光火焰和不顯光火焰.易被人看見的火焰,則為顯光火焰,如果不明亮,則為不顯光火焰.顯光不顯光在現(xiàn)實當中有很重要的意義,比方說,如果有不顯光的的物質(zhì)發(fā)生火災,而我們又不清楚,則容易發(fā)生傷害事故.那么顯光不顯光是怎么來的呢.這與可燃物中的含碳量有關(guān),如果含氧量愈多,則含碳量愈少,則不顯光,反之則顯光.有這么一個規(guī)律,當含氧量達到50%以上的可燃物,燃燒時不顯光,少于50%,則生

3、成顯光火焰.而且火焰的顏色是以燃燒物在火焰中的產(chǎn)物來確定的.這樣我們就不難理解焰火是怎樣形成的.o 4.火焰的結(jié)構(gòu) 高中物理告訴我們,火焰有焰心,內(nèi)焰和外焰.實驗表明,外焰的溫度最高,內(nèi)焰的光亮最強,焰心不發(fā)生燃燒,只為燃燒做準備.固體和液體燃燒都有焰心,內(nèi)焰和外焰三個區(qū)域,但可燃氣體燃燒時發(fā)出的火焰,只有內(nèi)焰和外焰兩個區(qū)域,這主要是由于氣體的燃燒一般無相變的過程.以火場上,固體表面的形狀和堆放的方法不同,火焰的形狀也不同,風力等外界因素的影響,也使固體,液體的火焰開關(guān)有所不同.o 5.火焰與消防工作的關(guān)系 一般說來,氣相燃燒的物質(zhì)著火都有火焰產(chǎn)生,火焰溫度與火焰顏色,亮度等有關(guān),火焰溫度越高

4、,火焰越明亮,輻射強度越高,對周圍人員和可燃物的威脅就越大,因此,在火場上可以根據(jù)火焰特征采取相應措施.具體如下:火焰與消防的關(guān)系o A.由于大多數(shù)可燃物燃燒都有火焰產(chǎn)生,所以在火場上,根據(jù)火焰即可認定起火部位和范圍;o B.根據(jù)火焰顏色,可大致判定出燃燒的物質(zhì);o C.根據(jù)火焰大小與流動方向,可估計其燃燒速度和火勢蔓延方向,以便及時確定滅火救災的最佳方案,迅速撲救撲滅火災,減少損失;o D.掌握不顯光火焰的特點,防止火焰擴大火勢和灼傷人員.o E.可根據(jù)火焰顏色大致判斷火場的溫度和輻射強度 .(總結(jié))二.燃燒溫度o 1.概念 可燃物質(zhì)在燃燒時所放出的熱量,一般僅有10%用于加熱燃燒物,而大部

5、分消耗在加熱燃燒產(chǎn)物上.那么怎么來描述燃燒溫度呢?是用理論溫度還是用實際溫度,一般用理論溫度:即指可燃物質(zhì)在空氣中于恒壓下完全燃燒,且沒有熱損失的條件下,產(chǎn)物所能達到的最高溫度.但實際上是有損耗的,根據(jù)實驗測定,木屋發(fā)生火災時的最高溫度一般約11001200度,有時最高可達1340度,800度以上的時間較短,小于20分,主要是房子塌了,1000度以上的時間只有14分,地板上的殘火燃燒時間約45分2小時.o 2.影響燃燒溫度的主要因素o A.可燃物質(zhì)的組成和性質(zhì)不同,燃燒溫度也不同,o B.參與反應的氧化劑的配比不同,燃燒溫度也不同,o C.燃燒持續(xù)時間不同,燃燒溫度也有不同.據(jù)測定:起火后,1

6、0分鐘,火焰溫度一般在700度左右,20分,為800度,30分內(nèi),為840度,1小時內(nèi),為925度,1.5小時,為975度,3小時內(nèi),為1050度.因此,失火時間越長,被輻射的物體接受的熱輻射愈多,故鄰近的建筑物被烤燃的可能性就越大,因此,發(fā)生火災,及早報警是十分必要的.o 3.影響火災發(fā)展時間和燃燒持續(xù)時間的因素:火場上,火災的發(fā)展時間和燃燒的持續(xù)時間與窗洞面積與房間面積的比值有關(guān),若減小窗洞與房間面積的比值,將會增加火災的發(fā)展時間和持續(xù)時間.在房間體積相同的條件下,窗洞面積越大,由于空氣流入量較多,所以火災發(fā)展的速度越快,而持續(xù)時間則越短.o 4.燃燒溫度與消防工作的關(guān)系o A.根據(jù)某些物

7、質(zhì)的熔化狀態(tài)或特征,可大致判定燃燒溫度(這一點對鋼材火災的判定有很重要的作用.)o B.根據(jù)燃燒溫度,可大體確定物質(zhì)火災危險性的大小和火勢擴展蔓延的速度.在火場上,阻止熱傳播是阻止火勢蔓延擴大和撲滅火災的重要措施之一.三.熱的傳播o 火災的發(fā)生,發(fā)展的整個過程始終伴隨著熱傳播過程,熱傳播是影響火災發(fā)展的決定因素,它通常除了火焰直接接觸傳播外,還以熱傳導,熱對流和熱輻射三種方式傳播.什么叫熱傳導o 熱傳導:熱從物體一部分傳到另一部分的現(xiàn)象叫熱傳導.熱傳導的實質(zhì)是物質(zhì)分子間能量的傳遞.在這種傳熱過程中,物質(zhì)本身不發(fā)生移動而能量發(fā)生了轉(zhuǎn)移.從消防的角度看,導熱性良好的物質(zhì)對滅火是不利的.因為熱可通過

8、導熱物質(zhì)傳導到另一處,有可能引燃與其接觸的物質(zhì).因此,在火場上應不斷地冷卻被加熱的金屬構(gòu)件迅速疏散,清除或有隔熱材料與被加熱的金屬構(gòu)件相靠近的可燃物質(zhì).以防止火勢擴大.在火調(diào)中,也應注意導熱體.什么叫熱對流o B.熱對流 依靠熱微粒傳播熱能的現(xiàn)象叫熱對流.分為氣體對流和液體對流.通過氣體流動來傳播熱能的現(xiàn)象叫氣體對流.如房間的熱空氣從上部流出,冷空氣從下部流入就是氣體對流.通過液體流動來傳播熱能的現(xiàn)象叫做液體對流,如水暖就是這種現(xiàn)象.o (1)氣體對流對火勢發(fā)展變化的影響,它可助長燃燒更加猛烈地發(fā)展,加之氣體對流方向的改變,燃燒蔓延方向會發(fā)生改變.滅火時,應考慮氣體對流的方向和流動速度,合理部署力量,設法堵塞能夠引起氣體對流的孔洞.o (2)液體對流對火勢發(fā)展變化的影響 液體對流對火勢發(fā)展變化的影響,主要是裝在容器中的液體局部受熱,以對流的方式使整個液體溫度升高,蒸發(fā)速度加快,壓力