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文檔簡介
1、第二章防火與滅火基礎燃燒失去了控制,就會成為火災,造成危害。為了有效地預防、控制和撲救火災,就必須 要了解燃燒的本質與機理,掌握燃燒的條件、燃燒的過程、燃燒的類型和燃燒的特性,以及火 災的發(fā)展規(guī)律和防火與滅火基本方法等基礎知識。本章將簡要介紹燃燒的本質和機理、燃燒的條件和燃燒的過程,重點介紹燃燒的類型、燃 燒的特性、火災的發(fā)展規(guī)律和防火與滅火基本方法等基礎知識。第一節(jié)燃燒機理與燃燒條件一、燃燒的本質燃燒是一種放熱、發(fā)光的化學反應。在燃燒過程中,物質會改變原有的性質而變成新的物 質。燃燒反應在本質上屬于氧化 -還原反應。放熱、發(fā)光、生成新物質是燃燒反應的三個特征,它們是區(qū)分燃燒和非燃燒現(xiàn)象的依據(jù)
2、。二、燃燒的機理近代鏈鎖理論認為燃燒是游離基的鏈鎖反應。鏈鎖反應也稱鏈式反應,即循環(huán)連續(xù)反應??扇嘉镔|的分子在高溫或光照等外因作用下,吸收能量而活化,分解為活潑的原子或原子團。它們不同于普通的原子或原子團,帶有不成對的電子。 這種原子或原子團稱為游離基或自由基。這些游離基非?;顫?,一旦生成即誘發(fā)其它分子迅速地、一個接一個地自動分解,生成大量新 的游離基,從而形成了蔓延擴張、循環(huán)傳遞的鏈鎖反應過程,直到不再產(chǎn)生新的游離基為止。如果在燃燒過程中抑制游離基的產(chǎn)生,鏈鎖反應就會中斷,燃燒也就停止了。三、燃燒的條件同時具備可燃物質、充足的助燃物質和一定能量的火源,而且三者必須相互作用,是燃燒 發(fā)生的必要
3、條件。(一)可燃物質我們通常說的可燃物是指能在空氣中的氧或其他氧化劑的作用發(fā)生燃燒(化學反應)的物 質,絕大多數(shù)有機物及少數(shù)無機物都是可燃的??扇嘉锇雌湮锢頎顟B(tài)分為氣體可燃物、液體可燃物和固體可燃物三類。1、氣體可燃物凡是能在空氣中的氧或其他氧化劑中燃燒的氣體都稱為氣體可燃物。如天然氣、液化石油 氣、氨氣、煤氣等,可燃氣體在空氣中燃燒,同樣要求與空氣的混合比在一定范圍,并需要一 定的溫度引發(fā)反應。2、液體可燃物凡是能在空氣中的氧或其他氧化劑中燃燒的液體都稱為液體可燃物。液體可燃物大多數(shù)都 是有機化合物,石油及液態(tài)石油化工產(chǎn)品多數(shù)都是可燃液體,如汽油、柴油、煤油、酒精苯類 等,其分子中都含有碳、
4、氫原子,有些還含有氧原子。3.固體可燃物凡是能在空氣中的氧或其他氧化劑中燃燒的固體物質稱為固體可燃物。固態(tài)石油化工產(chǎn)品多數(shù)是固體可燃物,如塑料、橡膠、化纖及其織品、固態(tài)蠟及其制品等。(二)助燃物質凡是能幫助和支持燃燒的物質,就叫做助燃物質。助燃物質的種類很多,如氧、氟、氯等,另外,還有許多化合物也有助燃的作用,例如硝 酸鹽、氯酸鹽、重鉻酸鹽、高錳酸鹽及過氧化物等,這些化合物含氧較多,當受到熱、光或摩 擦、撞擊等作用時,都能發(fā)生分解,放出氧氣,起到助燃的作用。(三)著火源凡是能夠引起可燃物質燃燒的能量來源就叫著火源,也稱引燃能源、點火源等。著火源的種類很多,最常見的為熱能,還有電能、光能、化學能
5、和機械能(壓縮能、撞擊 能、摩擦能等)等其他能量,都可以起到著火源的作用。例如明火、煙頭火、高溫物體都能引 起可燃物燃燒;摩擦、撞擊和電火花也會引起燃燒;遇濕燃燒物質遇水產(chǎn)生化學能,發(fā)生劇烈 化學反應,會自動燃燒或爆炸。(四)燃燒必要條件燃燒大家都知道,如果可燃物的量不夠,氧氣等助燃物不足,著火源的熱量等能量不高, 也不能發(fā)生。如,一根火柴可以引燃一張紙,但卻不能引燃一塊木板;點燃的蠟燭用玻璃罩罩 住后,不使空氣進入,燭火就會慢慢熄滅。這就說明了只有在可燃物和助燃物充足,著火源有 足夠的能量,而且三者同時具備并相互作用時,才會發(fā)生燃燒。如果缺少其中任何一個條件, 或三者沒有互相作用,就不會發(fā)生
6、燃燒。第二節(jié)燃燒過程除組成、結構簡單的可燃氣體外,絕大多數(shù)可燃物質的燃燒都不是物質本身在燃燒,而是物質受熱分解出的氣體或液體蒸氣在氣相中的燃燒,燃燒過程較為復雜。本節(jié)我們只考慮可燃物質因受熱而發(fā)生燃燒的最基本燃燒過程,即受熱燃燒過程(如圖一、氣體燃燒氣體的燃燒不需要像固體、液體物質那樣經(jīng)過熔化、蒸發(fā)等準備過程,氣體在燃燒時所需要的熱量僅用于氧化或分解氣體以及將氣體加熱到燃點。因此,氣體燃燒最容易,而且燃燒速度快。氣體燃燒有擴散燃燒和混合燃燒兩種形式。(一)擴散燃燒可燃氣體與空氣邊混合邊燃燒的方式叫做擴散燃燒,亦稱穩(wěn)定燃燒。如可1-1 示)。燃氣體(氫氣、乙炔、汽油蒸氣等)從 管口、管道和容器的
7、裂縫處泄漏到空氣 中,遇火源即著火燃燒并形成火焰。擴散燃燒中,噴出的氣體一邊與空氣混合一邊燃燒,燃燒 過程比較穩(wěn)定,直到燒完為止。(二)混合燃燒可燃氣體與助燃氣體在燃燒之前就已混合,其濃度達到爆炸極限范圍內,遇到著火源立即 燃燒或爆炸,這種燃燒方式叫做混合燃燒。很多火災、爆炸事故是由混合燃燒引起的,失去控 制的混合燃燒往往會造成重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。二、液體燃燒液體燃燒與固體燃燒不同,液體揮發(fā)性強,很多液體在常溫常壓下,表面上就漂浮著一定 濃度的氣體,遇到著火源即可燃燒。一般情況下,不同沸點液體的混合物是逐層加熱、逐層燃 燒的。石油加工生產(chǎn)中,可燃液體種類很多,各自的化學組成不同,燃燒過程
8、也不一樣。例如汽 油、苯、酒精等液體,在常溫下就極易揮發(fā),在發(fā)生燃燒時,直接蒸發(fā)出大量氣體迅速燃燒。原油由于組份范圍較寬,在燃燒時,輕組份先蒸出燃燒,最后是沸點較高的重組份。隨著燃燒 時間的延長,在剩下的液體中,高沸點組份的含量相對地增加,液體的比重、粘度和閃點也相 對地增高。具有熱波特性的油品液體在燃燒過程中還會往深度加熱,液體的這種燃燒特性,會 使含有水份、粘度大的油品在燃燒過程中產(chǎn)生沸溢和噴濺現(xiàn)象,從而造成火災大面積蔓延,對 滅火人員的安全也構成很大威脅。三、固體燃燒固體可燃物由于其分子結構的復雜性,物理性質的不同,其燃燒方式也不同。 有蒸發(fā)燃燒、 分解燃燒、表面燃燒和陰燃四種。(一)蒸
9、發(fā)燃燒蒸發(fā)燃燒是指熔點較低的可燃固體,受熱后熔融或升華,然后像可燃液體一樣蒸發(fā)成氣體 而燃燒。硫、磷、鉀等單質固體物質先熔融而后燃燒;瀝青、石蠟、松香等先熔融,后蒸發(fā)成 氣體,分解、氧化燃燒;高分子材料的熱塑性塑料,受熱后變形、熔融,由固體變?yōu)橐后w,繼 而蒸發(fā)燃燒,這類固體火類似于液體,會發(fā)生邊流動、邊燃燒的現(xiàn)象,易造成火災蔓延;萘和 樟腦這類具有升華性質的物質,則在受熱后不經(jīng)熔融,而直接變?yōu)榭扇夹哉魵馊紵#ǘ┓纸馊紵肿咏Y構復雜的固體可燃物在受熱時,分解出其組成成分及與加熱溫度相應的熱分解產(chǎn)物, 這些分解產(chǎn)物再氧化燃燒,稱為分解燃燒。例如:木材、棉、麻、毛、絲等天然高分子材料, 以及合成
10、橡膠、纖維等合成高分子物質的燃燒均屬分解燃燒。(三)表面燃燒有些固體可燃物的蒸氣壓非常低或者難于發(fā)生熱分解,不能發(fā)生蒸發(fā)燃燒或分解燃燒,當 氧氣包圍物質的表層時,呈熾熱狀態(tài)發(fā)生無火焰燃燒。其特點是表面發(fā)紅而無火焰。例如木炭、 焦炭以及鐵、銅、鎢的燃燒均屬表面燃燒。(四)陰燃陰燃是指某些固體可燃物在空氣不流通,加熱溫度較低或可燃物含水分較多等條件下發(fā)生 的只冒煙、無火焰的燃燒現(xiàn)象。如成捆堆放的棉、麻、紙張及大量堆放的煤、雜草、濕木材等, 受熱后易發(fā)生陰燃。有焰燃燒和陰燃在一定條件下會相互轉化。如在密閉或通風不良的場所發(fā)生火災,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,即由
11、有焰燃燒轉為陰燃。陰 燃在一定條件下,如果改變通風條件,增加供氧量或可燃物中水分蒸發(fā)到一定程度,也可能轉 變?yōu)橛醒嫒紵?。第三?jié)燃燒類型按要素構成條件和瞬間發(fā)生的特點,燃燒主要分為閃燃、著火、自燃和爆炸等四種類型。了解燃燒類型的有關知識,對于掌握火災的危險性及其預防、撲救是十分必要的。一、閃燃在一定溫度下,易燃、可燃液體(也包括能直接升華為氣體的少量固體,如石蠟、樟腦、 萘等)產(chǎn)生的蒸氣與空氣混合后,達到一定濃度時遇火源產(chǎn)生一閃即滅的燃燒,這種現(xiàn)象就叫 做閃燃。(一)閃點液體能夠發(fā)生閃燃的最低溫度稱為閃點。閃點可以用標準儀器測定,液體的閃點越低,火 災危險越大,它是評定液體火災危險性的主要依據(jù)。
12、(二)液體火災危險性分類液體的火災危險性,根據(jù)其閃點的高低,有兩種分類方式。常用的是將液體火災危險性分 為甲類液體、乙類液體和丙類液體三類:甲類液體。甲類液體是指閃點V 28C的液體。甲類液體中,對378C時蒸氣壓力 200kPa的液態(tài)烴又具體劃分為甲 A類,如液化石油氣、天然氣凝液、未穩(wěn)定凝析油和液化天然氣都屬于此類物質,除甲A類外的其它甲類液體劃入甲B類,如穩(wěn)定輕烴、汽油、穩(wěn)定凝析油、苯等。(注:天然氣是一種多組分的混合氣體,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數(shù)。天然氣凝析 液是天然氣經(jīng)深冷分離得到的以乙烷、丙烷、丁烷為主要組分的輕質烴類混合物。乙類液體。乙類液體是指閃點28C且V 60C的
13、液體。乙類液體按閃點V 45C或45C又可細分為乙A類和乙B類液體,如煤油等屬于乙 A類液體,輕柴油等屬于乙 B類液體。丙類液體。丙類液體指閃點60 C的液體。丙類液體按閃點W120 C或120 C又可細分A類液體,二甘醇、三甘醇等屬為丙A類和丙B類液體,如重柴油、乙醇胺、乙二醇等屬于丙 于丙B類液體。閃點高于45C的石油產(chǎn)品,在常溫下發(fā)生著火的危險較小,自身也達不到自燃點,但如果45 C的石油產(chǎn)品屬于易油品被加熱或儲存容器附近有火源時,油溫增高,著火的危險性仍然是存在的。通常情況下, 我們還可將石油產(chǎn)品按閃點分為易燃液體和可燃液體兩種。即,閃點W 燃液體,閃點45 C的石油產(chǎn)品屬于可燃液體。
14、在實際工作中,要根據(jù)液體的閃點,采取相應的防火安全措施以及確定泡沫滅火劑供給強 度等。二、著火可燃物質在空氣中受著火源的作用而發(fā)生持續(xù)燃燒的現(xiàn)象,叫做著火。物質著火,需要一定的溫度。可燃物質開始持續(xù)燃燒所需要的最低溫度,叫做燃點,又稱著火點。一般石油產(chǎn)品的燃點與閃點相差約15C,即使閃點在100C以上的石油產(chǎn)品,其燃點比閃點也僅高30 C左右。可燃物質沒有達到燃點時,是不會著火的??扇嘉镔|燃點越低,越容易起火。根據(jù)可燃物 質的燃點高低,可以鑒別其火災危險程度,以便在防火和滅火工作中采取相應的措施。例如, 對火場上燃點低的物質,應首先進行冷卻保護或疏散,以防止火災擴大蔓延。三、自燃可燃物質在沒有
15、明火、電火花等著火源的作用下,在空氣或氧氣中靠自熱或外熱而發(fā)生的 燃燒現(xiàn)象叫做自燃。(一)自燃點使可燃物質發(fā)生自燃的最低溫度,叫做自燃點。在這一溫度時,可燃物質與空氣接觸,不 需要明火源的作用,就能自動發(fā)生燃燒。物質的自燃點越低,其發(fā)生火災的危險性越大。同一 種液體或氣體可燃物的自燃點還與壓力、濃度、氧含量、催化劑及容器的材質和內徑等因素有關。壓力。壓力越高,自燃點越低。例如,汽油在0.1MPa時自燃點是 480C,在1MPa時為310C,在 2.5MPa 時為 250Co濃度?;旌衔镏锌扇嘉镔|的濃度越低,自燃點越高;可燃物質濃度達到化學計量濃度時, 自燃點最低;若繼續(xù)加大可燃物的濃度,自燃點
16、又開始升高。例如,硫化氫在著火下限濃度時的自燃點為373C,在化學計量濃度時為 246C,在著火上限濃度時為304C。物質的自燃點通常采用該物質在化學計量濃度時的自燃點。氧含量。助燃氣體中氧濃度越高,自燃點越低。這是由于氧濃度高,氧化速率快,燃燒 完全,放熱速率快且熱損失少。催化劑。活性催化劑能降低物質的自燃點,鈰、鐵、釩、鈷、鎳等的氧化物均屬活性催 化劑。鈍性催化劑能提高物質的自燃點。為防止內燃機爆震、將汽油中加抗震劑,如四乙基鉛, 就是一種鈍性催化劑。685 C,在石英管中容器的材質和內徑。容器的內壁與加熱表面也具有催化性能,因而自燃點儀器的構造材 料不同,測得的自燃點數(shù)值也不相同。例如汽
17、油在鐵管中測得的自燃點為 則為585C,在鉑坩堝中為390C。容器的直徑越小,測得的自燃點越高;直徑小到一定數(shù)值, 氣體混合物便不能自燃。(二)自燃的類型根據(jù)熱的來源不同,物質的自燃可分為自熱自燃和受熱自燃兩種類型。自熱自燃自熱自燃是指由于物質內部自行發(fā)熱而發(fā)生的燃燒現(xiàn)象。石油化工的聚丙烯生產(chǎn)過程中, 采用的催化劑三乙基鋁在常溫下就能與空氣中的氧反應放熱自燃,遇水也能劇烈反應而自燃;高含硫原油中的硫易使鋼制設備表面腐蝕生成硫化亞鐵,硫化亞鐵與空氣接觸會放熱自燃。這 些都屬于自熱自燃現(xiàn)象。自熱自燃物質根據(jù)自燃點高低可分為兩類:一類是自燃點較低,在常溫下能與空氣中的氧 發(fā)生氧化而自燃的,主要有黃磷
18、、磷化氫、有機磷、有機鋁等;另一類是自燃點較高,但在一 定蓄熱條件下能氧化發(fā)熱并蓄熱而自燃,這類主要是浸油脂類物質,如油布、油紙等。2 .受熱自燃受熱自燃是指物質被加熱到一定溫度時發(fā)生的燃燒現(xiàn)象。常見的如火場上受熱傳播作用使 鄰近的可燃物質達到自燃點而起火就屬于受熱自燃現(xiàn)象。弓I起受熱自燃的原因主要有:接觸灼熱物體。如可燃物質靠近煙囪、取暖設備、電熱器具,或烘烤可燃物質時,若距 離近或溫度過高就有著火的危險。直接用火加熱。熬煉或熱處理過程中,由于溫度失控,達到自燃點而著火。摩擦生熱。如機器的軸承和摩擦部分缺乏潤滑油或纏繞纖維物質,摩擦力增大,產(chǎn)生大 量熱而引起可燃物燃燒?;瘜W反應。物質在化學反
19、應中釋放出大量熱,溫度超過了自身燃點而自燃。絕熱壓縮。物質在較高壓力壓縮時,會產(chǎn)生大量的熱,若溫度達到自燃點則自行燃燒。如柴油發(fā)動機就是由利用了絕熱壓縮空氣高溫引起燃料燃燒的工作原理。熱輻射作用。除明火、灼熱體發(fā)出的輻射熱能引起周圍可燃物質著火外,太陽的輻射能 也能引起易燃物質發(fā)生自燃,如奧運圣火火種的采集就是取自太陽的輻射能。四、爆炸爆炸是物質從一種狀態(tài)迅速轉變成另一種狀態(tài),并在瞬間放出大量能量,同時伴有聲響的 現(xiàn)象。爆炸是一種極為迅速的物理或化學的能量釋放過程,爆炸體系和它周圍的介質之間發(fā)生 急劇的壓力突變是爆炸的最重要特征。在此過程中,體系內的物質以極快的速度把其內部所含 有的能量釋放出
20、來,轉變成機械功、光和熱等能量形態(tài)。爆炸會產(chǎn)生巨大的破壞作用,產(chǎn)生破 壞作用的根本原因是構成爆炸的體系內存有高壓氣體或在爆炸瞬間生成的高溫高壓氣體的驟然 膨脹。(一)爆炸的類型按物質在爆炸過程中的變化,爆炸分為物理爆炸、化學爆炸和核爆炸。物理爆炸物理爆炸主要是指因氣體或蒸氣迅速膨脹,壓力急劇升高且超過儲存容器所能承受的極限 壓力而造成容器爆裂,氣體鋼瓶、液化氣鋼瓶、鍋爐等發(fā)生的爆炸都屬于物理爆炸?;瘜W爆炸化學爆炸是物質以極快的反應速度發(fā)生放熱反應,同時產(chǎn)生高溫高壓的氣體,并在瞬間以 機械功的形式放出大量能量的現(xiàn)象,化學爆炸本質上是燃燒的一種形式,炸藥、可燃氣體與空 氣的混合物、粉塵與空氣的混合
21、物等發(fā)生的爆炸都屬于化學爆炸。化學性爆炸都伴有新物質的 產(chǎn)生,同時產(chǎn)生高溫、高壓,并發(fā)出巨大的響聲,并能直接造成火災或導致火災的蔓延,危險 性很大。3.核爆炸核爆炸是由于原子核裂變或核聚變引起的爆炸,原子彈、氫彈的爆炸就屬于核爆炸。(二)化學爆炸的分類和濃度極限1 .化學爆炸的分類按爆炸傳播的速度大小,化學爆炸可分為爆燃和爆轟兩種。爆燃是以亞音速傳播的爆炸,它的傳播速度在每秒數(shù)十米級至聲速之間變化,壓力不激增,無多大聲響,破壞力較小。爆轟 是以強沖擊波為特征, 以超音速傳播的爆炸, 亦稱爆震。這種爆炸的傳播速度可達每秒數(shù)千米, 壓力激增,能引起“殉爆”,具有很大的破壞力?;瘜W爆炸的濃度極限能夠
22、在空氣中發(fā)生爆炸的可燃氣體、可燃液體蒸氣和粉塵的濃度范圍,叫做爆炸濃度極限??扇細怏w、可燃液體蒸氣的爆炸濃度極限,通常用可燃氣體、可燃液體蒸氣在空氣中的體積百分比來表示??扇夹苑蹓m的爆炸濃度極限,通常用可燃性粉塵在空氣中的單位體積質量(如g/m3) 來表示。爆炸濃度極限分為上限和下限??扇細怏w、可燃液體蒸氣或可燃性粉塵在空氣中能發(fā)生爆 炸的最高濃度,叫做爆炸上限;能發(fā)生爆炸的最低濃度,叫做爆炸下限。當這種爆炸性混合物的濃度高于爆炸上限時, 如有新到空氣補充,仍有爆炸和燃燒的危險;當濃度低于爆炸下限時, 既不爆炸,也不燃燒。472%;而丁烷的爆炸各種可燃氣體、可燃液體蒸氣和可燃性粉塵的爆炸濃度極
23、限是有差別的,有的爆炸濃度范 圍大,有的爆炸濃度范圍小。例如,氫氣的爆炸濃度范圍就較大,為濃度范圍就較小,為是1.96.5%。可燃液體蒸氣的爆炸極限與液體所處環(huán)境的溫度有關系,般說來,環(huán)境的溫度升高可使可燃液體蒸氣的爆炸濃度下限下降,爆炸濃度上限上升,爆炸含氧量高,爆炸濃度范圍擴大;濃度范圍增大??扇細怏w的爆炸極限與空氣中的含氧量有關系, 含氧量低,則爆炸濃度范圍縮??;如果摻入惰性氣體,發(fā)生爆炸的危險就會減少,甚至不發(fā)生 爆炸。如果可燃性粉塵中水份或灰份增多,就可以降低其爆炸的危險性,在火場上要及時用噴 霧水潤濕和驅散懸浮粉塵,但要注意避免使用充實水柱沖擊堆積粉塵,以防止可燃性粉塵在空 氣中形
24、成爆炸性混合物而發(fā)生連續(xù)爆炸。第四節(jié)燃燒特性了解掌握物質的燃燒特性,直接影響消防指戰(zhàn)員滅火救援戰(zhàn)術選擇應用的準確性和有效性, 也對消防指戰(zhàn)員加強滅火救援現(xiàn)場自我保護起到十分重要的作用。本節(jié)重點從燃燒的形式、燃 燒的產(chǎn)物、燃燒的速度、燃燒的熱量與傳播以及燃燒的溫度等入手,介紹燃燒所具有的基本特 性。一、燃燒的形式燃燒有兩種表現(xiàn)形式, 既有焰型燃燒和無焰型燃燒(又稱表面燃燒型,即熾燃)??扇細怏w 和液體只發(fā)生有焰型燃燒。有些固體物質,如木材、紙張、稻草等,則存在兩種燃燒形式。例 如,一根火柴燃燒時,開始是有焰型燃燒,然后有焰型和無焰型燃燒同時出現(xiàn),在熄滅前只是 無焰型燃燒。而香煙、焦炭等被點燃后,
25、僅在熾熱的狀態(tài)下燃燒,沒有火焰。磷、硫磺及鎂、 鋁等金屬粉末燃燒時,雖然有發(fā)光現(xiàn)象,但沒有火焰出現(xiàn)。(一)火焰的定義正在燃燒的可燃氣體或可燃液體蒸氣所占據(jù)的發(fā)光、放熱的空間范圍稱為火焰, 俗稱火苗。它是可燃物產(chǎn)生有焰燃燒的基本特征。氣態(tài)可燃物燃燒時直接形成火焰,有預混火焰和擴散火 焰兩種。液體可燃物和固體可燃物燃燒時由分解或蒸發(fā)出的氣體形成火焰,一般為擴散火焰。(二) 火焰的構成可燃物在燃燒時,根據(jù)其狀態(tài)、助燃物供給方式等因素的不同,火焰的結構也不完全相同。般情況下,液體或固體的火焰是由焰心、內焰和外焰三個不同部分組成的。氣態(tài)可燃物的火 焰,由一次空氣供氧所形成的火焰峰面在內層,稱內焰;由二次
26、空氣供氧所形成的火焰峰面在 外層,稱外焰。這種火焰比較穩(wěn)定,溫度較高,氣焊炬等火焰屬這一類。有的火焰無一次空氣 進入,只有一層圓錐形火焰,即只有外焰。如天然氣井噴火焰,可燃氣體容器或管路破裂時在 泄漏處形成的噴流火焰等。下面僅以蠟燭火焰為例,介紹液態(tài)可燃物火焰的組成(見圖焰心焰心是指火焰內部靠近焰蕊較暗的圓錐體部分。它是由外焰可燃物質受高溫作用后蒸發(fā)和分解的氣體可燃物構成的。在焰心里,由于空氣不足,溫度較低,所以不發(fā)生燃燒,只是向外層部分輸送可燃氣體。II2.內焰內焰是指包圍在焰心外部的明亮的圓錐體部分。在這里內焰焰心氣體產(chǎn)物進一步分解,產(chǎn)生氫氣和許多微小的碳粒,并局部 燃燒,因此溫度較高。但
27、由于空氣不很充足,大部分碳粒都 沒有燃燒,而是灼熱發(fā)光,所以內焰顯得非常亮。外焰外焰是包圍在內焰外面幾乎沒有光亮的部分。由于這里圖1-2火焰的組成空氣充足,因而形成完全燃燒。在外焰里燃燒的往往是一氧化碳和氫氣,而這些物質的火焰在白天不易看見,同時這里灼熱的碳粒也很少,因此幾乎沒有光亮。外焰的溫度比內焰高。(三)火焰的顏色火焰的顏色取決于燃燒物質的化學成份、助燃物供應強度和燃燒溫度。大部分物質燃燒時火焰是橙紅色的,但有些物質燃燒時火焰具有特殊的顏色,如硫磺燃燒的火焰是藍色的,磷和鈉燃燒的火焰是黃色的,氫氣燃燒時火焰就不顯光。同一種物質燃燒的火焰顏色與燃燒溫度有關,燃燒溫度越高,火焰就越接近藍白色
28、。例如,乙炔在空氣中燃燒,溫度為2127 C,火焰為橙紅色;而當乙炔在純凈的氧氣中燃燒時,溫度可達3250 C,火焰呈藍白色?;鹧娴念伾€與可燃物質的含氧量及含碳量有關。燃燒物質的含氧量越高,火焰越暗,燃燒物質的含氧量達到 50%以上時,火焰幾乎無光。例如,在較強的光照下,甲醇、一氧化碳等含氧物質的燃燒就幾乎看不到火焰。相反,如果燃燒物質的含碳量達到60%以上,火焰就顯光,而且會出現(xiàn)煙霧。物質名稱碳%氧%氫%火焰特征甲醇37.55012.5不發(fā)光乙醇52. 234.813發(fā)光丙酮6227.6510.35發(fā)光,熏煙一氧化碳4357-藍色乙炔92.3-7.7發(fā)光,熏煙苯92.3-7.7發(fā)光,熏煙糖
29、42.151.56.4藍色木材49.544.26. 3發(fā)光幾種可燃物質的化學成份和火焰特征表1-3二、燃燒產(chǎn)物物質燃燒后產(chǎn)生的氣體、蒸汽或固體等新物質叫做燃燒產(chǎn)物。其中能被人們看見的燃燒產(chǎn)物叫煙霧,它實際上是燃燒產(chǎn)生的懸浮固體、液體粒子和氣體的混合物。其粒徑一般在0.01-10微米之間。燃燒產(chǎn)物又分為完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物。(一)完全燃燒和不完全燃燒在燃燒反應過程中,如果生成的燃燒產(chǎn)物不能再燃燒,則稱為完全燃燒,其燃燒的產(chǎn)物稱為完全燃燒產(chǎn)物。如果生成的燃燒產(chǎn)物還能繼續(xù)燃燒,則這種燃燒稱為不完全燃燒,其燃燒的產(chǎn)物為不完全燃燒產(chǎn)物。燃燒完全與否不僅與空氣供給量有關,而且還與同其他可燃物擴散混
30、合的均勻程度有關。如氧氣供給量充足,并與可燃物混合非常均勻,則燃燒的反應近于完全燃燒。(二)不同物質的燃燒產(chǎn)物1.單質的燃燒產(chǎn)物般單質在空氣中完全燃燒,其產(chǎn)物為該單質元素的氧化物,碳、氫、磷、硫等,燃燒后生成的二氧化碳、水、五氧化二磷及二氧化硫等。這些產(chǎn)物不能再發(fā)生燃燒,稱為完全燃燒產(chǎn) 物。2般化合物的燃燒產(chǎn)物一些化合物在空氣中燃燒除生成完全燃燒產(chǎn)物外,還會生成不完全燃燒產(chǎn)物,特別是一些 高分子化合物,受熱后會產(chǎn)生熱裂解,生成許多不同類型的有機化合物,并能進一步燃燒,最 簡單的不完全燃燒產(chǎn)物是一氧化碳,它能進一步燃燒生成二氧化碳。木材的燃燒產(chǎn)物200 C左右,木材主要由碳、氫、氧元素組成的化合
31、物,主要以纖維素分子形式存在,也有以糖、膠、200 280 C產(chǎn)生少量水汽及一氧酯、水等分子形式存在。木材在受熱之后即產(chǎn)生熱裂解反應,生成小分子產(chǎn)物,在 主要生成二氧化碳、水蒸汽、甲酸、乙酸及各種易燃氣體;在化碳;在280 500C,產(chǎn)生可燃蒸氣及顆粒。在500 C以上則主要是碳,產(chǎn)生的游離基對燃燒有明顯的加速作用。合成高分子材料的燃燒產(chǎn)物合成高分子材料在燃燒中也伴有熱裂解,有的還含有氯元素、氮元素,因此會生成許多有 毒或有刺激性的氣體,如:氯化氫( HCI ),光氣(C0CI2),氰化氫(HCN )及氧化氮(NOx) 等。燃燒產(chǎn)物的數(shù)量、構成等隨物質的化學組成以及溫度、空氣的供給等燃燒條件不
32、同而有所 不同。(三)燃燒產(chǎn)物對滅火救援的影響燃燒產(chǎn)物對滅火救援工作,既有有利的影響,又有不利的影響。1.有利影響燃燒產(chǎn)物對滅火救援工作的有利影響,主要包括以下幾方面:有利于阻止燃燒的進行。完全燃燒產(chǎn)物在一定條件下有阻燃作用,完全燃燒的燃燒產(chǎn)物 都是燃惰性氣體,如 CO2、水蒸汽等。如果是室內火災,隨著這些惰性物質的增加,就能相對減少空氣中的氧濃度,燃燒速度也會減慢,如果能關閉通風的門窗、孔洞、就會使燃燒速度減慢,直至停止燃燒。實驗表明,當空氣中含有3035%的C02氣體或水蒸汽時,就可以中斷大多數(shù)物質的燃燒。有利于現(xiàn)場火情偵察。不同的物質燃燒,不同的燃燒溫度,在不同的風向條件下,煙的 氣味、
33、顏色、濃度、流動方向也是不一樣的。在火場上,煙霧的流動方向往往是火勢的發(fā)展方 向,可以根據(jù)煙霧的流動方向和溫度、濃度來尋找火源。燃燒物質的化學性質不同,燃燒時所 產(chǎn)生煙霧的顏色和氣味也有所不同,火場上可根據(jù)這些特征來識別燃燒的物質。通過煙的這些 特征,消防人員可以大致判斷燃燒物質的種類、火災階段、火勢蔓延方向等,為火情偵察提供 依據(jù)。表1-4給出了部分可燃物質的煙霧特征。表1-4幾種可燃物質的煙霧特征可燃物質一煙的特征顏色嗅味木材灰黑色樹脂嗅稍有酸味石油產(chǎn)品黑色石油嗅稍有酸味磷白色大蒜嗅-鎂白色-金屬味硝基化合物棕黃色刺激嗅酸味硫磺-硫嗅酸味橡膠棕黑色硫嗅酸味鉀濃白色-堿味棉和麻黑褐色燒紙嗅稍
34、有酸味絲-燒毛皮嗅堿味粘膠纖維黑褐色燒紙嗅稍有酸味聚氯乙烯纖維黑色鹽酸嗅稍有酸味聚乙烯-石蠟嗅稍有酸味聚丙烯-石油嗅稍有酸味聚苯乙烯濃黑色煤氣嗅稍有酸味錦綸白色酰胺類嗅-有機玻璃-芳香稍有酸味酚醛塑料黑煙脲醛塑料-甲醛嗅-玻璃纖維黑煙酸嗅有酸味不利影響燃燒產(chǎn)物對滅火救援工作的不利影響,主要包括以下幾方面:妨礙滅火救援行動。燃燒產(chǎn)生大量煙霧,影響人的視線,使能見度大大降低,而且煙霧中還含有對人體有刺激性作用的氣體,如S02、HCL、CL2、NH3等,使人眼流淚,不易睜開,從而進一步影響人的視覺,滅火救援人員看不清方向,不便于搶救人員和重要物資,給滅火救 援工作帶來困難。特另憂在煙霧大、排煙條件差
35、的情況下,對滅火戰(zhàn)斗的影響更為不利。威脅現(xiàn)場人員安全。煙霧會嚴重降低現(xiàn)場空氣中的氧含量而引起人員窒息。許多物質,如含有硫、氮、磷等元素的化合物,燃燒時能產(chǎn)生有毒氣體,例如CO、HCl、HCN、N0X 等對人體有麻醉、窒息、刺激作用,這些燃燒產(chǎn)物妨礙人們的正常呼吸和逃生,也給消防人員的滅火工作帶來困難,嚴重的會使被困在火場和參加滅火救援人員有中毒的危險。另外,燃燒產(chǎn) 物的煙氣中還載有大量的熱能,人在這種高溫、濕熱的環(huán)境中極易被燙傷。造成火勢蔓延。燃燒產(chǎn)物具有很高的熱能是造成火勢蔓延的重要因素,極易造成轟燃, 或因對流或熱輻射引起新的火點,使火勢擴散蔓延。有些不完全燃燒產(chǎn)物還能與空氣形成爆炸 性混
36、合物,遇到火源即發(fā)生爆炸,使火場情況更加復雜,并有造成人員傷亡的危險。三、燃燒的速度和溫度物質的燃燒速度是由可燃物和助燃物發(fā)生化學反應的能力決定的??扇嘉锱c助燃物反應的 能力越強,其燃燒速度越快,反之則越慢??梢?,可燃物的燃燒速度越快,其發(fā)生火災的撲救 難度就越大。(一)氣體的燃燒速度從物質的燃燒過程,我們已知道氣體的燃燒不需要像固體或液體那樣,需要經(jīng)過熔化、蒸 發(fā)等過程,而在常溫下就具備了氣相燃燒條件,所以它的燃燒速度與固體、液體的燃燒速度相 比就比較快。氣體的燃燒速度與其分子組成、結構有關,也和燃燒反應放熱的多少有關。氣體 的燃燒速度還和它的燃燒方式有關,氣體的燃燒速度和氣體分子的組成、結
37、構有關,也和燃燒反應放熱的多少有關。氫氣和一 氧化碳等組成和結構都比較簡單的分子,只需經(jīng)過加熱、氧化即可點燃,而一些結構和組成都 比較復雜的氣體如乙烷、丙烷等,要經(jīng)過加熱、分解、氧化等過程才能點燃。因此,一般來說 組成和結構比較簡單的氣體燃燒速度快些,而組成和結構比較復雜的氣體的燃燒速度較慢,含有不飽和鍵的乙烯、 乙炔的燃燒速度也是比較快的。氫氣的組成和結構最簡單, 放熱量也較多, 所以它的燃燒速度最快。氣體的燃燒速度還和它的燃燒方式有關,擴散燃燒的氣體燃燒速度取決于氣體分子間的擴 散速度,因而比較慢,而混合燃燒因可燃氣和助燃氣已混合均勻構成預混氣,它的燃燒速度主 要取決于本身化學反應進行的速
38、度,因而比擴散燃燒的速度快得多。(二)液體的燃燒速度可燃液體的燃燒速度有重量速度和直線速度兩種表示方式。重量速度是以單位時間內每平 方米面積上燒掉的液體重量來表示,而直線速度是以單位時間內燒掉的液層高度來表示。如試驗測得,汽油的重量燃燒速度為80.85kg/m2 h直線燃燒速度則是1.75mm/min。可燃液體的燃燒速度與其組成結構、蒸發(fā)速度、初始溫度和壓力等因素有關。物質中含碳、氫、硫、磷等可燃性元素越多, 燃燒的速度越快,反之越慢。如苯是由92.3%的碳和7.7%的氫組成,而乙醇是由52.2%的碳、13%的氫和34.8%的氧組成,所以乙醇的燃燒速度比苯慢??扇家后w的燃燒速度與它的沸點、相對
39、密度等性質有關。但由于液體燃燒過程的初始階 段是蒸發(fā),而蒸發(fā)需要吸熱,速度是比較慢的,所以液體的燃燒速度主要取決于液體的蒸發(fā)速 度。可燃液體的初溫越高,燃燒速度越快,反之越慢。要使液體繼續(xù)燃燒下去,火焰必須向 液體傳入大量熱,使表層的液體蒸發(fā)?;鹧嫦蛞后w傳熱的主要途徑是輻射,因此液體的熱容、蒸發(fā)潛熱以及火焰的輻射能力均對液體的燃燒速度有影響。由此可知,儲罐的直徑、罐內液面高低以及液體含水量等因素,都將影響儲罐內可燃液體的燃燒速度。在常溫下,可燃液體的蒸氣壓越高,燃燒速度越快,反之越慢。對于蒸氣壓很高的可燃液體,如苯、汽油等,遇微弱火源即能著火,隨后火焰很快沿液體表面蔓延,其速度可達0.52 m
40、/s。如果這類液體貯存在直徑2m的儲罐中,當它們在罐口邊著火時,火焰經(jīng)1s就能蔓延到整個表面上去。對于蒸氣壓很低的可燃液體,其表層必須經(jīng)火焰或灼熱物體長久作用,才會使液體大量蒸發(fā),然后才能點燃,這類液體著火后一般只在局部范圍內燃燒,其火焰在液體表面上的蔓延速度較慢,火災危險性較小。風對火焰沿液體表面上的蔓延有很大影響。如果風向與火焰運動的方向一致,則火焰的蔓延速度就急劇增加。(三)固體的燃燒速度固體物質的燃燒速度一般小于可燃氣體和液體的燃燒速度。不同組成、不同結構的固體物質其燃燒速度有很大差別。有些固體物質,例如萘的衍生物、石蠟、三硫化磷、松香等固體物質,其燃燒過程要經(jīng)過受熱熔化、蒸發(fā)、分解氧
41、化、起火燃燒等幾個階段,一般速度較慢。還有些固體物質,如硝基化合物、硝化纖維及其制品等,是先分解后燃燒,不需要外界供氧,在燃燒過程還有自催化作用加速反應,所以燃燒反應激烈,燃燒速度很快。對于同一種固體物質,其燃燒速度還取決于它的顆粒大小。顆粒小的物質與氧的接觸面積較大,燃燒較充分,因此燃燒速度較快。例如,分散堆放的小木條要比成垛堆放的圓木燃燒速度快,木材的粉塵與空氣混合成爆炸混合物后,遇著火源甚至會發(fā)生爆炸現(xiàn)象;而大塊物體或成垛堆積的固體與氧的接觸面積較小,其燃燒速度相應也就慢一些。四、燃燒的溫度和熱量(一)燃燒溫度燃燒的溫度,是指可燃物質燃燒所產(chǎn)生的熱量將燃燒產(chǎn)物加熱到的最高溫度。就火焰型燃
42、燒來說,由于熱量是從物質燃燒的火焰中放出來的,因而火焰的溫度就是燃燒的溫度。一般來說,火焰溫度越高,則燃燒速度越快。物質燃燒的溫度取決于它們的化學組成。如在空氣中,原油的火焰溫度為1100C,汽油的火焰溫度為1200 C,煤油的火焰溫度為7001030 C,酒精的火焰溫度為 1180C,天然氣的火焰溫度為2020Co同一種物質的燃燒溫度還取決于發(fā)生燃燒的條件,主要是助燃物的供應強度。如氫氣在空氣中燃燒時的火焰最高溫度為2130 C,而在純氧中燃燒時的火焰最高溫度可達到3150C。(二)燃燒熱量物質燃燒時都會放出一定的熱量,也稱為熱能。這些熱能被消耗在加熱燃燒產(chǎn)物中并向其周圍擴散。單位重量或單位
43、體積的可燃物質完全燃燒時所放出的熱量,叫做熱值。一般情況,固體和液體的熱值是以其單位重量完全燃燒時所放出的熱量來表示(kJ /kg ),而氣體的熱值則以其單位體積完全燃燒時所放出的熱量來表示(kJ / m3)的??扇嘉镔|的發(fā)熱量取決于其化學組成和濕度。不同物質燃燒時的發(fā)熱量不相同,如汽油的 熱值為43510kJ/kg,柴油的熱值為 42050kJ/kg,重油的熱值為 41590kJ/kg。相同物質在不同條件下燃燒的發(fā)熱量也不完全一樣,如干木材的熱值為14654kJ/kg ,而1kg濕木材的熱值只有 7118 kJ/kg。五、熱能的傳播燃燒的整個過程始終伴隨著熱能的傳播過程,熱能傳播除了火焰直接
44、接觸外,還有三個途 徑:熱傳導、熱對流和熱輻射。(一)熱傳導熱能通過載體從溫度較高的部位向溫度較低的部位傳遞的方式叫熱傳導。熱傳導的主要影 響因素有溫度差、導熱系數(shù)、導熱體厚度與截面積、時間。溫度差。溫度差是熱量傳導的推動力,燃燒區(qū)溫度愈高,傳導出的熱量愈多。導熱系數(shù)。導熱系數(shù)是材料導熱能力大小的標志。不同物質的導熱系數(shù)不同。固體物質 是最強的熱導體,液體物質次之,氣體物質最弱。金屬材料為優(yōu)良導體,非金屬固體多為不良 導體。非金屬固體的導熱系數(shù)大小差異很大。導熱體厚度(距離)與截面積。傳導物體的厚度(距離)愈小,截面積愈大,傳導的熱 量愈多。如通過較厚的墻壁傳導的熱量小于通過較薄的墻壁的熱量;
45、通過截面積較大物體傳導 的熱量,要大于通過截面積較小物體傳導的熱量。時間。在其他條件相同時, 時間越長,傳導的熱量越多。 有些隔熱材料雖然導熱性能差, 但經(jīng)過長時間的熱傳導,也能引起與其接觸的可燃物的燃燒。(二)熱對流熱能通過流動介質將熱量由空間中的一處傳到另一處的現(xiàn)象叫做對流。熱對流只在氣體和 液體中產(chǎn)生。1.自然對流和強制對流就引起對流原因而論,有自然對流和強制對流兩種。自然對流是由于流體各部分的密度不同而引起的。如熱設備附近空氣受熱膨脹向上流動及 火災中熱氣體(主要是燃燒氣態(tài)產(chǎn)物)的上升流動;而冷(新鮮)空氣則與其作相反方向流動。強制對流是通過鼓風機、壓氣機、泵,使氣體、液體形成的對流。
46、發(fā)生火災時,如通風機 械還在運行,會成為火勢蔓延的主要途徑;使用防煙、排煙等強制對流設施就能抑制煙氣擴散 和自然對流。煤礦火災用強制對流改變風流方向,可控制火勢的發(fā)展方向。.影響熱對流的因素通風孔洞面積。熱對流速度與通風口面積成正比,通風孔洞愈多,通風孔洞的面積愈大, 對流速度愈快。溫度差。燃燒區(qū)的溫度愈高,它與環(huán)境溫度的溫度差愈大,則燃燒區(qū)的熱空氣密度與非 燃燒區(qū)的冷空氣密度相差愈大,熱對流的速度也愈快。通風孔洞高度。熱對流速度與通風口高度成正比,通風孔洞所處位置愈高,對流速度愈快。3 .液體對流液體受高熱后,受熱部分因體積增大,比重減小而上升;溫度較低,比重較大的部分則下降,液體通過這種運
47、動方式進行熱能傳遞。盛裝在容器內的可燃液體,局部受熱后,通過對流能使整個液體溫度升高,壓力增加,揮發(fā)加快,有可能引起燃燒。輕質油品不易產(chǎn)生熱對流,而重質油品易產(chǎn)生熱對流。由于熱對流的作用在加熱重質油品時,石油品中混有水分或水墊層,則容易發(fā)生沸溢或噴濺,造成火災。(三)熱輻射以電磁波形式傳遞熱量的現(xiàn)象叫做熱輻射。1 .熱輻射的特點任何物體(氣體、液體、固體)都能把熱量以電磁波的形式輻射出去,也能吸收別的物體輻射出來的熱能。熱輻射不需通過任何介質,通過真空也能輻射。熱輻射可自由地通過對稱的雙原子分子,如 H2、N2 O2。當空氣中存在大量固體粒子時,將會對熱輻射產(chǎn)生一定的影響。當有兩物體并存時,溫
48、度較高的物體將向溫度較低物體輻射熱能,直至二物體溫度漸趨平衡。2 .熱輻射的影響因素輻射物體的溫度及輻射面積。輻射熱量與輻射物體溫度的4次方、輻射面積成正比。輻射熱源與受輻射物體的距離。受輻射物體與輻射熱源之間的距離越大,受輻射物體受到的輻射熱越小,輻射熱量與距離平方成反比。即距離增加一倍,受到的輻射熱減少到四分之輻射物體與受輻射物體的相對位置。輻射物體輻射面與受輻射物體處于平行位置,即輻射角準為0度時,受輻射物體接受到的熱量最高。受輻射熱量隨著輻射角的余弦而變化。第五節(jié)火災的發(fā)展規(guī)律火災是在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災害?;馂木哂泻艽蟮钠茐牧Γ馂臅?成設備損壞和建筑倒塌,嚴重者會
49、導致人員傷亡。所以,了解和掌握火災的發(fā)展規(guī)律對于做好 火災的預防、控制和應對具有非常重要的意義。一、火災的分類火災可以按燃燒的地點、燃燒的物質與特性、后果嚴重程度等分別進行分類。(一)按燃燒地點劃分根據(jù)燃燒發(fā)生的地點,火災可以分為建筑火災、工業(yè)火災、森林火災、城市火災等。建筑 火災是建筑物內發(fā)生的火災,往往在受限空間中蔓延,具有多種發(fā)展方向;工業(yè)火災指工業(yè)場 所,尤其是危險化學品生產(chǎn)、加工和儲存場所發(fā)生的火災,這類火災往往具有蔓延迅速、火強 度大的特點。(二)按燃燒的物質和與特性劃分根據(jù)著火物質及其燃燒特性,可以按GB/T4968-2008火災分類將火災劃分為六類,即:1.A類火災:固體物質火
50、災。這種物質通常具有有機物性質,一般在燃燒時能產(chǎn)生灼熱的 余燼,如木材、棉、毛、麻、紙張等燃燒的火災。2.B類火災:液體或可熔化的固體物質火災。如原油、汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醚、丙酮等燃燒的火災。C類火災:氣體火災。指可燃氣體,如煤氣、天然氣、甲烷、丙烷、乙炔、氫氣等燃燒 的火災。D類火災:金屬火災。指可燃金屬,如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰、鋁鎂合金等燃燒的火災。E類火災:帶電火災。物體帶電燃燒的火災。F類火災:烹飪器具內的烹飪物(如動植物油脂)火災。此類劃分對滅火救援工作具有重要的指導意義,如不同的火災,選用不同的滅火劑。(三)按后果嚴重程度劃分根據(jù)火災后果的嚴重程度,可以將火災分為特大火災
51、、重大火災、較大火災和一般火災。特大火災,是指造成30人以上死亡;或者100人以上重傷,或者1億元以上直接財產(chǎn)損 失的火災。重大火災,是指造成 10人以上30人以下死亡;或者 50人以上100人以下重傷,或者 5000萬元以上1億元以下直接財產(chǎn)損失的火災。較大火災,是指造成3人以上10人以下死亡;或者10人以上50人以下重傷,或者1000 萬元以上5000萬元以下直接財產(chǎn)損失的火災。一般火災,是指造成 3人以下死亡;或者10人以下重傷,或者1000萬元以下直接財產(chǎn)損失的火災。注:“以上”包含本數(shù),“以下”不包含本數(shù)。二、火災的發(fā)展規(guī)律(一)火災的發(fā)展變化過程通常情況下,火災的發(fā)展都有一個由小到
52、大、由發(fā)展到熄滅的過程。可燃液體和可燃氣體的火災,其發(fā)展速度較快,發(fā)展過程中各階段的特點相對不是很明顯;而建筑物火災的階段特征則較為明顯,通常以建筑火災來描述不同階段的火勢特征?;馂陌l(fā)展變化過程有五階段劃分法和三階段劃分法兩種。1 .五階段劃分及特征傳統(tǒng)劃分法,將火災發(fā)展變化過程劃分為初起階段、發(fā)展階段、猛烈階段、下降階段和熄滅階段五個階段。初起階段。即是開始燃燒階段,此時燃燒面積不大,火焰不高,輻射熱不強,煙霧和氣體流動緩慢,燃燒速度不快。建筑火災發(fā)生后,最初只局限于著火點處的可燃物燃燒,沒有突破外殼。這一階段著火點處局部溫度較高,燃燒面積不大,室內各點的溫度不平衡。發(fā)展階段。由于初起火災沒
53、有及時發(fā)現(xiàn)或撲滅,隨著燃燒時間的延長,溫度升高,周圍的可燃物質或建筑構件被迅速加熱,氣體對流增強,燃燒速度加快,燃燒面積迅速擴大,進入發(fā)展階段。發(fā)展階段過程中,煙火竄出了門、窗和房蓋,局部建筑構件被燒穿,建筑物內部充滿煙霧,火勢突破了外殼。猛烈階段。如果火災在發(fā)展階段沒有得到控制,由于燃燒時間繼續(xù)延長,燃燒速度不斷加快,燃燒面積迅速擴大,燃燒溫度急劇上升,氣體對流達到最快的速度,這時的輻射熱最強,建筑構件的承重能力急劇下降。處于猛烈階段的火勢情況很復雜。許多可燃液體和氣體火災的發(fā)展階段與猛烈階段沒有明顯的區(qū)別。下降階段。隨著燃燒的進行,可燃物減少,或者由于燃燒空間密閉,有限空間內氧氣被漸漸消耗
54、,則燃燒速度減慢,火勢減小。熄滅階段。火場火勢被控制以后,由于可燃物已燒至殆盡,加上滅火劑的作用,火勢逐漸減弱直到熄滅。2 .三階段劃分及特征三階段劃分法,是將火勢的發(fā)展分為初起階段、全面發(fā)展階段和下降階段。初起階段。此階段的火勢特征與五階段劃分法中的初起階段是相同的。全面發(fā)展階段。此階段相當于五階段劃分法中的發(fā)展階段和猛烈階段,全面發(fā)展階段的火勢特征描述對火場溫度指標及火勢現(xiàn)象描述并重,火勢特點表現(xiàn)為:隨著燃燒時間的持續(xù),室內的可燃物在高溫的作用下,不斷釋放出可燃氣體,當房間內溫度達到400600 C時,便會發(fā)生轟燃,標志著室內火災已進入全面發(fā)展階段。轟燃發(fā)生后,室內可燃物出現(xiàn)全面燃燒,室溫
55、急劇上升,溫度可達8001000 C?;鹧婧透邷責煔庠诨痫L壓的作用下,會從房間的門窗、孔洞等處大量涌出,沿走廊、吊頂迅速向水平方向蔓延擴散。同時,由于煙囪效應的作用,火勢會通過豎向管井、共享空間等向上層蔓延。此外,室內高溫還對建筑構件產(chǎn)生熱作用,使建筑構件的承載能力下降,可能導致建筑結構發(fā)生局部或整體倒塌。下降階段。此階段相當于五階段劃分法中的下降階段和熄滅階段,在這一階段,隨著室 內可燃物數(shù)量的減少,火災燃燒速度減慢,燃燒強度減弱,溫度逐漸下降,當降到其最大值的80%時,火災則進入熄滅狀態(tài)。隨后房間溫度下降顯著,直到室內外溫度達到平衡為止,火災 完全熄滅。.利用火災階段特征指導滅火救援消防指
56、戰(zhàn)員要根據(jù)火災發(fā)展的階段性特點,認真研究各階段的撲救措施,正確地運用滅火 戰(zhàn)術和滅火方法,抓住有利時機,以有效地控制火勢,盡快撲滅火災?;馂奶幱诔跗痣A段是撲救的最好時機?;馂某跗痣A段持續(xù)時間的長短不定,只要發(fā)現(xiàn)及 時,用很少的人力和簡易的滅火工具就能把火撲滅。隨著時間的推移,當火災進入發(fā)展階段或 達到猛烈階段時,火災損失在單位時間里也隨之達到最大的數(shù)值。實踐證明,由于火場上的燃 燒在不斷強化,火場溫度增高,熱輻射增強,促使燃燒面積成倍地擴大,財物被迅速焚毀,建 筑構件遭破壞,一旦承重結構喪失支撐能力,還會出現(xiàn)建筑物局部或全部倒塌的現(xiàn)象,造成更 為嚴重的損失。發(fā)展階段是滅火的關鍵性階段。必須投入
57、相當?shù)臏缁鹆α?,采取正確的措施控制火勢的 發(fā)展、撲滅火災,否則火災發(fā)展進入猛烈階段,則必須組織更多的滅火力量,經(jīng)過較長時間, 才能控制火勢,撲滅火災。必須重視火災熄滅階段。在這一階段中,雖然明火已熄滅,但燃燒空間內溫度仍然很高, 還可能存在陰燃現(xiàn)象,如果立即停止滅火工作,打開密閉空間,弓I入較多新鮮空氣,有發(fā)生爆 燃的危險。(二)影響火災發(fā)展變化的因素及其控制1熱傳播對火災發(fā)展變化的影響及其控制燃燒發(fā)生及其發(fā)展整個過程始終伴隨著熱的傳播。可燃物質燃燒放出的熱量,通過熱傳導、熱輻射、熱對流等方式向外傳播,可使周圍環(huán)境中可燃物質的溫度升高到自燃點以上,使火災 蔓延開來。因此,熱的傳播是影響火災蔓延
58、的決定因素,一旦燃燒蔓延失控,繼而就會釀成更 加嚴重的火災。熱傳導對火災發(fā)展變化的影響。前面已經(jīng)提到,溫度差是熱傳導的推動力,導熱系數(shù)愈 大的物質愈容易傳導熱量。鋼梁等金屬構件由于熱傳導能力強,在火場上能迅速地被加熱,溫 度急劇升高進而內部應力發(fā)生變化,機械強度受到破壞。穿過墻壁或樓板的金屬管道、鋼梁螺 栓等,由于熱傳導的作用可以引燃鄰近的可燃物。因此,火場上應注意冷卻被加熱了的金屬構 件、管道以至樓板,對于靠近這類導熱體的可燃物質要及時冷卻、疏散或隔離。熱輻射對火災發(fā)展變化的影響。前面已經(jīng)提到,熱輻射不受空氣、風等媒介物的影響, 其輻射強度取決于燃燒物質的熱值與溫度大小,物質的熱值越大,火焰
59、溫度就越高,熱輻射就 越強??扇嘉锞酂嵩丛浇茌椛錈岬淖饔迷綇?。 在火災的猛烈階段,火焰溫度通常都在1000 C以上,可導致大多數(shù)可燃物質的溫度升高到自燃點而燃燒起來。另外,物體接受熱輻射熱的能 力,與其顏色和表面光潔度有關,表面顏色淺、光潔度愈高的物體反射熱能的能力就愈強,熱 輻射對這些物體的影響相對就較小,防火隔熱服外表采用銀白色就是為了減弱熱輻射的作用。與射線垂直的表面所受熱輻射最強,隨著射角的增大,熱輻射減小。因此,在火場上(如井噴、油罐火災等),消防指戰(zhàn)員可以沖過熱輻射最強的地帶,選擇輻射熱較弱、離火點又近的位置作 為水槍陣地。同時可以利用水流、泡沫或強風來冷卻受熱輻射作用的可燃結
60、構及物質。氣體熱對流對火災發(fā)展變化的影響。氣體熱對流是熱能傳遞的重要方式,它是影響早期 火災發(fā)展的最主要因素。當高溫熱氣流不斷接觸到非燃燒體構件時,非燃燒體構件將被加熱而使其溫度升高,強度就會受到破壞;如果高溫熱氣流接觸到可燃物質,加熱到其自燃點溫度時, 就能引起新的燃燒。熱氣流能夠向任何方向傳遞熱能,但主要是向上傳播,受熱的空氣溫度越 高,熱氣流上升的速度就越快,冷空氣向燃燒區(qū)域補充也加快,就會加大燃燒強度。為了降低 或控制因氣體對流而引起的火災蔓延,可以堵塞能夠引起氣體對流的孔洞,關閉門窗,用噴霧 水流冷卻和降低煙氣流的溫度,或者采用破拆孔洞或機械通風的辦法,改變火場氣流方向,把 熱氣流導
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