燃烧的基本原理及灭火的基本的方法.docx

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燃烧的基本原理及灭火的基本的方法

第二章：

燃烧的根本原理与灭火的根本的方法

第一节：

燃烧的根本原理

火灾是在时间和空间上失去控制的燃烧，因此，火灾是一种燃烧现象，研究火灾就必须研究燃烧现象。

一、燃烧的本质

燃烧，俗称“着火〞。

人们通过长期用火实践和大量的科学实验证明，燃烧是可燃物质与氧化剂作用发生的一种放热发光的剧烈化学反响，通俗地说燃烧就是放热发光的化学反响过程。

因此，国标〔GB5907—86〕规定：

燃烧是可燃物与氧化剂发生作用的放热反响，通常伴有火焰、发光和发烟现象。

可燃物在燃烧过程中，生成了与原来物质完全不同的新物质。

C+O2燃烧CO2

2H2+O2燃烧2H2O

CH4+2O2燃烧CO2+2H2O

燃烧不仅在空气中〔氧〕存在时能发生，有的可燃物在其它氧化剂中也能发生燃烧。

例如，氢就能在氯气中燃烧：

H2+CL2燃烧2HCL

燃烧具有三个特征，即化学反响、放热和发光。

通电的电炉和灯泡虽然有发光和放热现象，但没有进展化学反响，只是进展了能量的转化，故不是燃烧；生石灰遇水发生了化学反响，并且放出了大量的热，但它没有发光现象，它也不是燃烧。

这些现象虽然不是燃烧，但在一定条件下，可作为着火源引起燃烧或引发火灾。

二、燃烧的根本条件

燃烧需要一定的条件，如果不具备一定的条件，燃烧就不会发生。

人们在同火灾长期斗争的实践中发现，任何物质要发生燃烧，必须具备以下三个根本条件〔亦称三要素〕：

即可燃物、氧化剂和温度〔着火源〕

〔一〕可燃物

凡能在空气、氧气或其它氧化剂中发生燃烧反响的物质，都称为可燃物。

如木材、氢气、汽油、煤碳、纸、硫等等。

可燃物如果按其化学组成，可分为无机可燃物和有机可燃物两大类；从数量上讲，绝大局部可燃物为有机物，少局部为无机物。

按其所处的状态，又可分为可燃固体、可燃液体和可燃气体三大类。

对于这三种状态的可燃物来说，其燃烧难易程度是不同的，一般是气体比拟容易燃烧，其次是液体，最后是固体。

可燃物是燃烧不可缺少的一个首要条件，是燃烧的因，没有可燃物，燃烧根本不能发生。

〔二〕助燃物〔氧化剂〕

但凡与可燃物质相结合并能帮助、支持和导致着火或爆炸的物质，称为助燃物。

助燃物，实质上是氧化剂，氧化剂是一种能氧化其它物质而本身被复原的物质。

氧化剂的种类很多，最常见的就是氧气。

空气、氯、溴、氯酸钾、过氧化钠等都是氧化剂，都能帮助和支持燃烧。

人们通常所说的助燃物是指空气，因为空气中存在约五分之一〔约21％〕体积的氧，故一般可燃物在空气中遇点火源都能燃烧。

燃烧时，可燃物与氧化剂发生剧烈地氧化复原反响，在反响中，可燃物被氧化，氧化剂被复原。

〔三〕点火源

但凡能够使可燃物与助燃物发生燃烧反响的能量来源统称为点火源。

这种能量既可以是热能、光能、电能、化学能，也可以是机械能。

点火源温度越高，越容易引起可燃物燃烧。

根据点火源产生能量的来源不同，点火源一般可分为直接火源和简接火源：

1、直接火源

〔1〕、明火：

指生产、生活中的炉火、焊接火、吸烟火，撞击、磨擦产生的火，机动车排气管的火星、飞火等。

明火是最常见而且是比拟强的点火源，也是最危险的点火源。

〔2〕、电弧、电火花：

指电器设备、电气线路、电气开关短路或漏电产生的火花；、手机、BP机等通信工具开关产生的电火花等；还有静电火花，如人体与化纤衣服摩擦产生的静电火花。

这些电火花都能引起可燃性气体、液体蒸气和易燃固体物质着火。

〔3〕、雷电：

瞬间高压放电的雷击能引燃任何可燃物。

2、间接火源

〔1〕、高温：

指高温加热、烘烤、积热不散、机械故障发热等由于蓄热而产生较高温度，如金属焊割时的熔渣、发热的白炽灯、烧红的铁块、长时间通电的电熨斗等。

〔2〕、光辐射：

如太、凸玻璃聚光热等。

这种热能只要具有足够的温度，就能点燃可燃物质，从而引发火灾。

〔3〕、自燃起火：

指既无明火又无外来热源的情况下，物质本身自行发热、燃烧起火。

如黄磷在空气中会自行起火，钾、钠等金属遇水会着火。

〔四〕、燃烧的充分条件

要发生燃烧必须同时具备燃烧的三个要素，缺一不可。

但是在*些情况下，虽然具备了燃烧的三个要素，也不一定能发生燃烧。

如果可燃物的数量不够，氧气缺乏或点火源的热量不大，温度不够，燃烧也不能发生。

所以，要发生燃烧，除了上述三个根本条件外，还必须具备以下充分条件。

第一，一定数量的可燃物

首先，要发生燃烧，必须有足够数量的可燃物质。

如果在空气中的可燃气体或蒸气的浓度不够，燃烧就不会发生。

例如：

在一般气温下用火柴去点汽油和柴油时，汽油立即燃烧起来，而柴油却不能燃烧。

为什么柴油不能燃烧呢？

这是因为柴油在一定气温下挥发到空气中的蒸气数量很少，还没有到达燃烧的浓度。

也就是说，虽有可燃物质，但其浓度不够，即使有空气〔氧〕和引火源的接触，也不能发生燃烧。

第二，一定比例的助燃物

要使可燃物质燃烧，必须供应足够的助燃物，否则，燃烧就会逐渐减弱，直至熄灭，也就是说助燃物质的数量不够，也不能发生燃烧。

例如：

点燃的蜡烛用玻璃钟罩罩起来，不让周围的空气进入，这样经过较短的时间，蜡烛就会熄灭。

通过对玻璃罩的气体的分析，发现这些气体中还含有16％的氧气，这说明一般可燃物在空气中的含氧量低于16％的条件下，就不能发生燃烧。

第三，一定能量的点火源

要发生燃烧，引火源必须有一定的温度和足够的热量，否则燃烧也不能发生。

例如：

从烟囱冒出来的火星温度约为600℃如果这些火星落在易燃的柴草或刨花上，就能引起燃烧，这说明这些火星所具有的温度和热量能引燃这些物质。

如果这些火星落在大块木材上，就会很快熄灭，不能引起燃烧，这说明落在大块木材上的火星虽有相当高的温度。

但缺乏足够的热量。

因此不能引起大块木材燃烧。

第四，要发生燃烧，必须使燃烧的三个要素相互结合、相互作用，否则燃烧就不能发生。

譬如，在我们房间有桌椅、窗等可燃物质，有充满空间的空气，有火源、电源，构成了燃烧的三个要素，可是并没有发生燃烧现象。

这就是因为这些条件没有互相作用，火源没有点燃桌椅板凳等可燃物质，火当然就烧不起来。

三、燃烧的类型

1、闪燃：

闪燃是指易燃或可燃液体挥发出来的蒸气分子与空气混合后，到达一定的浓度，遇火源产生一闪即灭的现象。

发生闪燃是因为易燃或可燃液体在闪燃温度下蒸发的速度比拟慢，蒸发出来的蒸气仅能维持一刹那的燃烧，来不及补充新的蒸气维持稳定的燃烧，因而一闪就灭了。

2、着火：

可燃物与着火源接触引起燃烧，这种持续燃烧的现象就叫着火。

着火是燃烧的开场，并且以出现火焰为特征。

着火是日常生活中最常见的燃烧现象，如用打火机点燃柴草、汽油、液化石油气，就会引起它们着火。

3、自燃：

可燃物质在空气中没有外部火花、火焰等火源的作用，靠自身发热或外来热源引发的自行燃烧现象。

4、爆炸：

是指物质由一种状态迅速地转变成另一种状态，并在瞬间释放出巨大的能量，或气体、蒸气在瞬间发生剧烈膨胀的现象。

四、火灾开展的根本过程

无论那种形式的火灾，它们都包括着火、火势增大、烟气蔓延、火焰熄灭等过程。

我们把火灾的开展大体分成初期增长阶段、充分开展阶段及减弱阶段。

火灾历程

室火灾开展曲线图

1、初期增长阶段

刚起火时，火区的面积不大，其燃烧状况与敞开环境中的燃烧差不多。

如果不及时扑救，火区将逐渐增大。

不久，其规模便增大到房间体积明显影响燃烧状况的阶段。

也就是说，房间的通风状况对火区继续开展的影响越来越明显。

在这一阶段中，室的平均温度还比拟低，因为总的热释放速率不高，不过在火焰和着火物体附近已出现局部高温区。

如果房间的通风状况良好，火灾将逐渐开展到一个重要的转变阶段——轰燃。

这里室所有的可燃物都将起火。

轰燃的出现标志着室火灾已由初始增长阶段转变到充分开展阶段。

与火灾的其他主要阶段相比，轰燃所占时间是比拟短暂的，对应着温度——时间曲线陡升的那一小段时间。

2、充分开展阶段

火灾进入这一阶段后，燃烧强度仍在增强，热释放速率逐渐到达*一最大值，室温度经常会升到800ºC以上，因而可以严重地损坏室的设备及建筑物本身的构造，甚至造成建筑物的局部毁坏或全部倒塌。

另一方面，高温烟气还会携带着相当多的可燃组分从起火室的开口窜出，从而引起邻近房间或相邻建筑物起火。

3、减弱阶段

这是火灾逐渐冷却的阶段。

一般认为，此阶段是从室平均温度降到其峰值的80%左右时开场的。

这是可燃物的挥发组分大量消耗而致使燃烧速率减小的结果。

随后明火燃烧无法维持，可燃固体变为赤热的焦炭。

这些焦炭按碳燃烧的形式继续燃烧，不过燃烧速率比拟缓慢。

由于燃烧放出的热量不会很快散失，室温度仍然较高，在焦炭附近还会存在局部相当高的温度区。

假设火灾尚未开展到减弱阶段就被扑灭了，可燃物还会发生热分解，而火区周围的温度在一段时间还比平时高得多，可燃挥发组分还可以继续析出。

如果到达了足够高的温度与浓度，还会再次出现明火燃烧。

因此，灭火后应当注意这种“死灰复燃〞问题。

小资料：

痛心！

全国平均每天烧掉400万元

假设，你是一个亿万富翁，你舍得每天从自己的金库里提取400万元人民币当众焚毁吗？

——我想，你肯定不会，否则，这个亿万富翁用不了几天，便会从大富翁变成一个穷光蛋！

但是，日常生活中却偏偏有这一种我们视而不见，但却千真万确存在的怪事：

每天，中国都有400万元被焚毁！

据"中国火灾统计年鉴"统计：

1997年，全国共发生火灾〔不含森林、草原火灾〕140028起，死亡2722人，伤4930人，直接财产损失15．4亿元。

也就是说，中国每天都有427万元被烧掉。

1998年，全国共发生火灾〔不含森林。

草原。

火灾〕142326起，死亡2389人，伤4905人，直接财产损失14·4亿元，同样，每天都有400万元被烧毁。

1999年，全国共发生火灾179755起〔不含森林、草原火灾〕，死亡2744人，伤4572人，直接财产损失14．33亿元。

全国每天也有近400万元被烧掉。

2001年，全国共发生火灾215863起，造成2314人死亡和13．9亿元的直接财产损失。

全国每天有约380万元被烧掉。

这些每天白白烧掉的400万元，如果用来投资开发中国的西北地区。

不知可以产生多么巨大的经济效益；如果用来扶贫或解决城镇失业下岗的职工，每天的400万元就等于每天可以建造一座中小型的生产企业，不知解决了多少失业人员的饭碗问题；假设将这些400万元用来资助希望工程的话，它的作用几乎可以每天解决100多间希望小学的建造……当然，这些都不过是假设，尽管400万元的作用如此巨大，但每天，在中国却因为火灾价值400万元的财务被付之一炬。

有人作过统计，自建国以来，特别是在改革开放初期，我国由方案经济向市场经济转轨的过程中，火灾以每年平均40％的增长率吞噬着人民的生命财产。

然而由于严重滞后的公众消防意识，成为火灾日益疯狂的最大帮凶。

据公安部消防局的有关统计报道：

建国以来，我国火灾的年平均损失依次为：

50年代：

5000万元；

60年代：

1．2亿元：

70年代：

2．5亿元；

80年代：

3．5亿元；

90年代，9．5亿元。

上述数据向人们说明：

面对经济建立的飞跃开展，以及火灾越来越严峻的现实，如果全社会都关心消防，消除火灾隐患，则，这每天400多万元的财富，就可以从烈火中夺回来。

烧不着的树

非洲的丛林中有一种奇怪的树，不仅火很难把它烧着，，它还拥有自动灭火功能呢！

一旦有火在它附近出现，即能及时自动将火扑灭。

一位科学家曾试验过这种树对火的敏感性。

他成心在这种树下用打火机打火点烟，谁知火光一闪香烟尚未点着，无数条白色的液体泡沫由树上向他喷来，弄得他满头是白沫，身上衣服也湿了，狼狈异常，打火机的火也随之熄灭。

这种拥有灭火功能的树，叫“梓柯树〞，生长于非洲安哥拉的西部。

树型高大，枝叶茂密，是一种常绿树。

它的叶片细而长，叶宽仅2、3寸，而长则有七八尺，垂挂下来，犹如女孩子的长辫子。

在高大的树枝间，长有许多比拳头略大的球状物。

从外表上看，似乎是果实，实际上是这种树的自动“