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第三节 火焰及热的传播 黄四鑫 武汉警官职业学院消防管理教研室 一.火焰及热的传播 1.火焰的概念 火焰是指发光的燃烧区域.火焰的存在是燃烧过程进行中最明显的标志.前面我们讲过,气体燃烧一定存在火焰,液体燃烧实质是液体蒸发出的蒸气在燃烧,也存在火焰,固体燃烧如果有挥发性的热解产物产生,这些热解产物燃烧时同样存在火焰,例如木材.无热解产物的固体燃烧则没有火焰,只有发光的现象,这种燃烧叫无焰燃烧.例如木炭,焦炭. 武汉市晨鸣纸厂火灾 2.火焰的分类 (1)火焰按状态不同,可分为静止火焰和运动火焰两类. 静止火焰:即火焰不动,而可燃物和氧化剂不断流向火焰处的火焰. 运动火焰:即火焰移动,可燃物和氧化剂不动的火焰,这种火焰是先混合一定的可燃物,然后再燃烧,弄不好容易发生爆炸. 运动火焰典型的例子 3.火焰的光 火焰的一个重要的特征就是光,物质不同,燃烧所形成的火焰,其光的明亮程度和颜色则不同,在消防上通常把火焰分为显光火焰和不显光火焰.易被人看见的火焰,则为显光火焰,如果不明亮,则为不显光火焰.显光不显光在现实当中有很重要的意义,比方说,如果有不显光的的物质发生火灾,而我们又不清楚,则容易发生伤害事故.那么显光不显光是怎么来的呢.这与可燃物中的含碳量有关,如果含氧量愈多,则含碳量愈少,则不显光,反之则显光.有这么一个规律,当含氧量达到50%以上的可燃物,燃烧时不显光,少于50%,则生成显光火焰.而且火焰的颜色是以燃烧物在火焰中的产物来确定的.这样我们就不难理解焰火是怎样形成的. 4.火焰的结构 高中物理告诉我们,火焰有焰心,内焰和外焰.实验表明,外焰的温度最高,内焰的光亮最强,焰心不发生燃烧,只为燃烧做准备.固体和液体燃烧都有焰心,内焰和外焰三个区域,但可燃气体燃烧时发出的火焰,只有内焰和外焰两个区域,这主要是由于气体的燃烧一般无相变的过程.以火场上,固体表面的形状和堆放的方法不同,火焰的形状也不同,风力等外界因素的影响,也使固体,液体的火焰开关有所不同. 5.火焰与消防工作的关系 一般说来,气相燃烧的物质着火都有火焰产生,火焰温度与火焰颜色,亮度等有关,火焰温度越高,火焰越明亮,辐射强度越高,对周围人员和可燃物的威胁就越大,因此,在火场上可以根据火焰特征采取相应措施.具体如下: 火焰与消防的关系 A.由于大多数可燃物燃烧都有火焰产生,所以在火场上,根据火焰即可认定起火部位和范围; B.根据火焰颜色,可大致判定出燃烧的物质; C.根据火焰大小与流动方向,可估计其燃烧速度和火势蔓延方向,以便及时确定灭火救灾的最佳方案,迅速扑救扑灭火灾,减少损失; D.掌握不显光火焰的特点,防止火焰扩大火势和灼伤人员. E.可根据火焰颜色大致判断火场的温度和辐射强度 .(总结) 二.燃烧温度 1.概念 可燃物质在燃烧时所放出的热量,一般仅有10%用于加热燃烧物,而大部分消耗在加热燃烧产物上.那么怎么来描述燃烧温度呢?是用理论温度还是用实际温度,一般用理论温度:即指可燃物质在空气中于恒压下完全燃烧,且没有热损失的条件下,产物所能达到的最高温度.但实际上是有损耗的,根据实验测定,木屋发生火灾时的最高温度一般约1100~1200度,有时最高可达1340度,800度以上的时间较短,小于20分,主要是房子塌了,1000度以上的时间只有1~4分,地板上的殘火燃烧时间约45分~2小时. 2.影响燃烧温度的主要因素 A.可燃物质的组成和性质不同,燃烧温度也不同, B.参与反应的氧化剂的配比不同,燃烧温度也不同, C.燃烧持续时间不同,燃烧温度也有不同.据测定:起火后,10分钟,火焰温度一般在700度左右,20分,为800度,30分内,为840度,1小时内,为925度,1.5小时,为975度,3小时内,为1050度.因此,失火时间越长,被辐射的物体接受的热辐射愈多,故邻近的建筑物被烤燃的可能性就越大,因此,发生火灾,及早报警是十分必要的. 3.影响火灾发展时间和燃烧持续时间的因素:火场上,火灾的发展时间和燃烧的持续时间与窗洞面积与房间面积的比值有关,若减小窗洞与房间面积的比值,将会增加火灾的发展时间和持续时间.在房间体积相同的条件下,窗洞面积越大,由于空气流入量较多,所以火灾发展的速度越快,而持续时间则越短. 4.燃烧温度与消防工作的关系 A.根据某些物质的熔化状态或特征,可大致判定燃烧温度(这一点对钢材火灾的判定有很重要的作用.) B.根据燃烧温度,可大体确定物质火灾危险性的大小和火势扩展蔓延的速度.在火场上,阻止热传播是阻止火势蔓延扩大和扑灭火灾的重要措施之一. 三.热的传播 火灾的发生,发展的整个过程始终伴随着热传播过程,热传播是影响火灾发展的决定因素,它通常除了火焰直接接触传播外,还以