二、火災(zāi)

　　火災(zāi)(燃燒)是可燃物與氧化劑結(jié)合，并釋放出能量的化學(xué)反應(yīng)，釋放出能量中的一部分用來維持其反應(yīng)。

　　(一)燃燒的形式

　　燃燒是可燃物質(zhì)與氧或氧化劑化臺時發(fā)生的一種伴有放熱和發(fā)光的激烈氧化反應(yīng)。由于可燃物質(zhì)可以是氣體、液體或固體，所以它們的燃燒形式是多種多樣的。

　　按照產(chǎn)生燃燒反應(yīng)相的不同，可分為均相燃燒和非均相燃燒。均相燃燒是指燃燒反應(yīng)在同一相中進(jìn)行，如天然氣在審氣中燃燒是在同一的氣相中進(jìn)行的，就屬于均相燃燒。與此相反的情況則為非均相燃燒，如石油、木材等液體和固體的燃燒就屬于非均相燃燒。非均相燃燒較為復(fù)雜，必須考慮到可燃液體及固體物質(zhì)的加熱，以及由此而產(chǎn)生的相變化。

　　1.可燃性氣體的燃燒有混合燃燒和擴(kuò)散燃燒2種形式：

　　(1)混合燃燒。將可燃性氣體預(yù)先與空氣混合，在這種情況下發(fā)生的燃燒成為混合燃燒。混合燃燒反應(yīng)速度快、溫度高，通常的混合氣體爆炸就屬于這一類。

　　(2)擴(kuò)散燃燒�？扇�?xì)怏w從管中噴出，與周圍空氣接觸，邊混合邊燃燒，這種形式的燃燒稱為擴(kuò)散燃燒。在擴(kuò)散燃燒中，由于反應(yīng)不完全，所以經(jīng)常產(chǎn)生沒有完全燃燒的炭黑。

　　2可燃性液體和固體的燃燒分別屬手蒸發(fā)燃燒、分解燃燒或表面燃燒等3種形式：

　　(1)蒸發(fā)燃燒�？扇家后w燃燒時，通常液體本身并不燃燒，而只是由液體蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)行燃燒，這種形式的燃燒叫做蒸發(fā)燃燒。蒸氣被點(diǎn)燃起火后。形成的火焰溫度進(jìn)一步加熱了可燃物體表面，從而加速易燃液體的蒸發(fā)。使燃燒繼續(xù)蔓延和擴(kuò)大。汽油、酒精等易燃液體的燃燒就屬于蒸發(fā)燃燒。

　　(2)分解燃燒。很多固體或不揮發(fā)性液體，由于受熱分解而產(chǎn)生可燃性氣體，這種氣體的燃燒稱為分解燃燒。例如木材和油脂，大多是先分解產(chǎn)生可燃?xì)怏w再行燃燒，所以是分解燃燒的一種。

　　(3)表面燃燒�？扇脊腆w燃燒到后期，分解不出可燃?xì)怏w，就剩下無定形炭和灰，此時沒有可見火焰。燃燒是在高溫可燃固體與空氣相接觸的表面上進(jìn)行的，這種燃燒稱為表面燃燒。金屬的燃燒也是男一種表面燃燒，沒有汽化過程，燃燒溫度較高。

　　(二)燃燒條件

　　燃燒必須同時具備3個條件，即：

　　(1)有可燃物質(zhì)存在;

　　(2)有助燃物質(zhì)存在，常見者為空氣、氧氣等;

　　(3)有能導(dǎo)致燃燒的能源即點(diǎn)火源，如撞擊、摩擦、明火、靜電火花、雷電等。

　　可燃物、助燃物和點(diǎn)火源是構(gòu)成燃燒的三要素，缺少其中任何一個燃燒都不能發(fā)生。但是燃燒在可燃物濃度、溫度、點(diǎn)火能等方面都存在著極限值。在某些情況下，如可燃性混合物未達(dá)到燃燒極限濃度范圍之內(nèi)或不具備足夠的點(diǎn)火能量，那么即使具備了上述3個條件，燃燒也不會發(fā)生。例如當(dāng)空氣中的含氧量低于14%時，一般可燃物質(zhì)便不會發(fā)生燃燒：又如一根火柴的熱量不能點(diǎn)燃一根木柴。對于已經(jīng)進(jìn)行著的燃燒，若消除3個條件中的任何一個，燃燒就會終止，這就是滅火的基本原理。

　　(三)閃點(diǎn)

　　可燃液體的表面都有一定量的蒸氣存在，蒸氣的濃度取決于液體的溫度�？扇家后w的蒸氣與空氣所組成的混合物遇明火時產(chǎn)生閃燃，引起閃燃的最低溫度稱為閃點(diǎn)。閃燃不能使液體燃燒，原因是在閃點(diǎn)溫度下，液體蒸發(fā)緩慢，可燃液體蒸氣與空氣的混合物瞬間燃盡，新的可燃蒸氣來不及補(bǔ)充，故閃燃瞬間就熄滅。雖然僅是閃燃，但閃點(diǎn)卻是衡量石油及油品火災(zāi)危險性的主要標(biāo)志。閃點(diǎn)數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)儀器測定，有開杯式和閉杯式2種。常溫下能閃燃的液體常用閉杯閃點(diǎn)儀測定，閃點(diǎn)較高的液體則用開杯容器測定。同系列的可燃液體，其閃點(diǎn)變化規(guī)律是：隨分子量的增加而增高;隨密度的增加而增高;隨沸點(diǎn)的增高而增高：隨蒸氣壓的降低而增高�？扇家后w混合物的閃點(diǎn)不具有加和性，高閃點(diǎn)液體中即使加入少量低閃點(diǎn)液體也會大大降低閃點(diǎn)，增加火災(zāi)危險性。石油的密度比煤油高，但石油的閃點(diǎn)卻比煤油低就是一個例子。

　　(四)引燃溫度

　　引燃溫度是指物質(zhì)(不論是固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài))在沒有外部火花或火焰的條件下，能自動引燃和繼續(xù)燃燒的最低溫度。

　　對石油產(chǎn)品來講，密度愈大，閃點(diǎn)愈高，而引燃溫度卻愈低。因此，從引燃溫度來說，重質(zhì)油料比輕質(zhì)油料的火災(zāi)危險性大。

　　對天然氣來講無閃點(diǎn)數(shù)據(jù)，但是天然氣中氣態(tài)烴的引燃溫度則具有隨分子量增加而降低的規(guī)律，例如甲烷時引燃溫度高于乙烷、丙烷的引燃溫度。

　　(五)石油的燃燒速度

　　液體燃料的燃燒速度有2種表示方法：①以每平方米面積上l小時燒掉液體的質(zhì)量表示，稱為液體燃燒的質(zhì)量速度;②以l小時(或1分鐘)燒掉液體屢的高度來表示，稱為液體燃燒的直線速度。

　　液體燃料燃燒前須先蒸發(fā)而后燃燒，故液體燃燒速度取決于液體鈞蒸發(fā)，并且與很多因素有關(guān)。例如液體的初溫越高，燃燒速度越快;儲罐中低液位燃燒比高液位燃燒的速度要快(因為受火焰加熱的罐壁可以進(jìn)一步加速油品的蒸發(fā));不含水的比含水的石油產(chǎn)品燃燒速度要快;蒸氣壓高的比蒸氣壓低的石油產(chǎn)品燃燒速度要快。

　　油品燃燒時。火焰靠輻射向油品表面?zhèn)鳠�，使油品液面溫度逐漸升高，同時油品蒸發(fā)加劇。油品蒸發(fā)要吸收大量蒸發(fā)熱，最后在液面上保持熱平衡，液面溫度不再升高而維持定值。輕質(zhì)油品揮發(fā)強(qiáng)度大，吸收的蒸發(fā)熱量多，故液面溫度較低。重質(zhì)油品揮發(fā)強(qiáng)度小，液面溫度較高。

　　油品著火后火焰便很快沿油品表面蔓延�；鹧嫜匾好媛拥乃俣热Q于液體的初溫、熱容、蒸發(fā)熱和火焰的輻射能力。此外，風(fēng)速對火焰蔓延速度也有很大影響。

　　(六)天然氣的燃燒速度

　　天然氣的燃燒不需要像固體、液體那樣經(jīng)過熔化蒸發(fā)等過程，所以燃燒速度很快。

　　氣體燃燒分混合燃燒和擴(kuò)散燃燒，通常情況下混合燃燒速度高于擴(kuò)散燃燒速度。氣體的燃燒速度常用火焰?zhèn)鞑ニ俣葋砗饬�，火焰�(zhèn)鞑ニ俣仍诓煌睆降墓艿乐袦y試時其值不同。一般講火焰?zhèn)鞑ニ俣入S著管道直徑增加而增加，當(dāng)達(dá)到某個直徑時速度就不再增加。同樣，隨著管道直徑的減少而減少，當(dāng)直徑小到一定程度時火焰就不再傳播而熄滅，這是因為管子直徑減小時熱損失增加所致，這也就是阻火器的原理。

　　(七)燃燒溫度

　　燃燒溫度實質(zhì)上就是火焰溫度。因為可燃物質(zhì)燃燒所產(chǎn)生的熱量是在火焰燃燒區(qū)域內(nèi)析出的，因而火焰溫度也就是燃燒溫度。

　　油品著火燃燒時，火焰的中央部分由于空氣供應(yīng)不足，燃燒不充分，所以溫度不高。因此火焰的溫度是：在比油面稍高的位置上，火焰溫度相當(dāng)于油品的沸點(diǎn)溫度：隨著高席增加，火焰溫度急劇升高，約距油面1. 5 m高度上，火焰溫度可達(dá)最高值;當(dāng)高度繼續(xù)增加，火焰溫度有所下降。此外，火焰的高度則取決于燃燒液面直徑和燃燒速度。一般說，燃燒速度越快，火焰高度與燃燒液面直徑之比值越大。

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