燃燒必須同時具備下列三個條件.
(1)有可燃物存在 凡能與空氣中的氧或氧化劑起劇烈反應的物質均稱為可燃物.可燃物包括可燃固體,如煤、木材、紙張、棉花等;可燃液體,如汽油、酒精、甲醇等;可燃氣體,如氫氣,一氧化碳、液化石油氣等.在化工生產中很多原料、中間體、半成品和成品是可燃物質.
(2)有助燃物存在 凡能幫助和維持燃燒的物質,均稱為助燃物.常見的助燃物是空氣和氧氣以及氯氣和氯酸鉀等氧化劑.
(3)有點火源存在 凡能引起可燃物質燃燒的能源,統稱為點火源.如明火、撞擊、摩擦高溫表面、電火花、光和射線、化學反應熱等.
可燃物、助燃物和點火源是構成燃燒的三個要素,缺少其中任何一個,燃燒便不能發生;另外,燃燒反應在溫度、壓力、組成和點火能量等方面都存在極限值.在某些條件下,如可燃物未達到一定的濃度,助燃物數量不夠,點火源不具備足夠的溫度或熱量,即使具備了燃燒的三個條件,燃燒也不會發生.例如氫氣在空氣中的濃度小於4%時就不能點燃,而一般可燃物質在空氣中的氧氣低於14%時也不會發生燃燒.對於已經進行著的燃燒,若消除其中一個條件,燃燒便會終止,這就是滅火的基本原理.
燃燒的條件
一、燃燒的必備條件
燃燒,俗稱著火,是指可燃物與氧或氧化劑作用發生的釋放熱量的化學反應,通常伴有火焰和發煙的現象.近年來年研究表明,絕大多數物質燃燒的本質是一種自由基的鏈反應.只要有適當條件引發自由基的產生(引火條件),鏈反應就會開始,然後連續自動地迴圈發展下去,直至反應物全部轉化完畢為止.在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災害,叫做火災.
任何物質發生燃燒,都有一個由未燃狀態轉向燃燒狀態的過程.這過程的發生必須具備三個條件:即:可燃物、助燃物和著火源,並且三者要相互作用.
一、可燃物
凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學反應的物質稱可燃物.按其物理狀態還可分為氣體可燃物(如氫氣、一氧化碳等)、液體可燃物(如汽油、酒精等)和固體可燃物(如木材、布匹、塑膠等)三類.
二、助燃物
凡是能幫助和支援可燃物燃燒的物質,即能與可燃物發生氧化反應的物質稱為助燃物(如空氣、氧氣、氯氣以及高錳酸鉀、氯酸鉀等氧化物和過氧化物等).能夠使可燃物維持燃燒不致熄滅的最低氧含量即氧指數.空氣中氧含量約為21%,而空氣是到處都有的,因而它是最常見的助燃物.發生火災時,除非是密閉室內的初起小火可用隔絕空氣的“悶火”手段撲滅,否則這個條件較難控制.
三、著火源
凡能引起可燃物與助燃物發生反應的能量來源(常見的是熱能源)稱作著火源.根據其能量來源不同,著火源可分為:明火、高熱物體、化學熱能、電熱能、機械熱能、生物能、光能和核能等.此外,可燃物質燃燒所需的著火能量是不同的,一般可燃氣體比可燃固體和可燃液體所需的著火能量要低.著火源的溫度越高,越容易引起可燃物燃燒.
綜上所述,只有在可燃物、助燃物和著火源三個條件同時具備,而且數量達到一定比例的前提下,互相結合,互相作用,燃燒才能發生.否則,燃燒不能發生.可見,不論採用什麼措施,只要能破壞已經產生的燃燒條件,去掉其中任何一個,火災即可撲滅.
此外,也可運用現代滅火理論,用滅火劑和阻燃劑加入燃燒的鏈反應中,消滅自由基,使鏈增長中斷,從而取得比傳統的滅火手段更為有效的滅火效應.
二、燃燒型別
燃燒可分為閃燃、自燃和點燃等幾種型別,每種型別的燃燒都有其特點.
一、閃燃
閃燃是可燃性液體的特徵之一.各種液體的表面都有一定量的蒸氣存在,蒸氣的濃度取決於該液體的溫度.對同種液體,溫度越高,蒸氣濃度越大.液體表現的蒸氣與空氣混合會形成可燃性的混合氣體.當液體升溫至一定的溫度,蒸氣達到一定的濃度時,如有火焰 或熾熱物體靠近此液體表面,就會發生一閃即滅的燃燒,這種燃燒現象叫閃燃.在規定的試驗條件下,液體發生閃燃的最低溫度,叫做閃點.閃點是評定液體火災危險性的主要根據.液體的閃點越低,火災危險性越大.
二、著火
著火變稱強制點燃.即可燃物質和空氣共存條件下,達到某一溫度時與明火直接接觸引起燃燒,在火源移去後仍能保持繼續燃燒的現象.物質能被點燃的最低溫度叫燃點,也叫著火點.對固體和高閃點液體,燃點是用於評價其火災危險性的主要依據.在防火和滅火工作中,只要能把溫度控制在燃點溫度以下,燃燒就不能進行.
三、自燃
自燃包括本身自燃和受熱自燃.某些物質在沒有外來熱源影響時,由於物質內部所產生的物理、化學及生物化學過程產生熱量,這些熱量在某些條件下會積聚起來,導致升溫,又進一步加快上述過程的進行速度……,於是可燃物溫度越來越高,當達到一定的溫度時,就會發生燃燒,這就叫本身自燃.由外來熱源將可燃物加熱,使其溫度達到自燃溫度,未與明火接觸就發生燃燒,這叫受熱自燃.本身自燃與受熱自燃的區別在於熱的來源不同.常見自燃現象有:堆積植物的自燃、煤的自燃、塗油物(油紙、油布)的自燃、化學物質及化學混合物的自燃等.在規定的試驗條件下,可燃物質產生自燃的最低溫度叫做自燃點.自燃點是判斷、評價可燃物質火災危險性的重要指標之一,自燃點越低,物質的火災危險性越大.
四、爆炸
爆炸可分為化學爆炸、物理爆炸和核爆炸.化學爆炸是指在極短的時間內,由於可燃物和爆炸物品發生化學反應而引發的瞬間燃燒,同時生成在量熱和氣體,並以很大壓力向四周擴散的現象.物理爆炸是一種純物理過程,如蒸汽鍋爐爆炸、輪胎爆炸等,多數是由於物質受熱、體積膨脹、壓力劇增、超過容器耐壓引起的.爆炸時沒有燃燒,但有可能引發火災,而化學爆炸的火災危險性要大得多.可燃氣體(或蒸氣、粉塵)與空氣的混合物必須在一定的濃度範圍內,遇火源才能發生爆炸.這個遇火源發生爆炸的可燃氣體濃度範圍,稱為爆炸濃度極限.爆炸濃度極限可用來評定可燃氣體和可燃液體火災危險性的大小,作為可燃氣體分級和確定其火災危險性類別的標準.
三、燃燒蔓延的原因
大多數火災的發生,都是從可燃物的某一部分開始,然後蔓延擴大的.這是因為物質在燃燒時造就了一個危險的熱傳播過程,即燃燒——熱效應——燃燒.燃燒產生的熱效應使燃燒點周圍的可燃物受熱發生分解、著火和自燃,如此往復,火熱便迅速地向周圍蔓延開去.熱傳播除了火焰直接接觸外,還有三個途徑:即熱傳導、熱輻射和熱對流.
一、熱傳導
熱傳導是指熱量從物體的一部分傳到另一部分的現象.所有的固體、氣體、液體物質都有導熱效能,但通常以固體為最強,而固體之間的差別又很大.一般來說金屬的導熱性強於非金屬,大量金屬無機物的導熱效能又強於有機物質.導熱效能好的物質不利於控制火情,因為熱量可透過導熱物體向其他部分傳導,導致與其接觸的可燃物質起火燃燒.因此,為了制止由於熱傳導而引起的火勢蔓延,火場上應不斷冷卻被加熱的金屬構件,迅速疏散、清除或隔熱材料隔離與被加熱的金屬構件相聯(或附近)的可燃物.
二、熱輻射
熱輻射是指熱量以輻射線(或電磁波)的形式向外傳播的現象.當可燃物燃燒形成火焰時,便大量地向周圍傳播熱能,火勢越猛,輻射熱能越強.為了減弱受到的熱輻射,可增加受輻射物體與輻射源的距離和夾角,或設定隔熱屏障.例如,在建築物間留出必要的防火間距,砌築防火牆,設定固定水幕,種植闊葉樹等.在火場上,應用水、泡沫等冷卻受到輻射熱作用的物體表面,設法疏散、隔離和消除受輻射熱威脅的可燃物.滅火人員的水槍陣地要選擇適當角度,以減少受到熱輻射的影響.
三、熱對流
熱對流是指透過流動介質將熱量從空間的一處傳到另一處的現象.它是影響早期火災發展的最主要因素.根據流動介質的不同可分為氣體對流和液體對流.液體對流可造成容器內整個液體溫度升高,蒸發加快,壓力增大,以至使容器爆裂,或蒸氣逸出遇著火源而燃燒,使火勢蔓延.氣體對流則能夠加熱可燃物達到燃燒程式,使火勢擴大.而被加熱的氣體在上升和擴散的同時,一方面引導周圍空氣流入燃燒區,使燃燒更為猛烈,另一方面還會引導燃燒蔓延方向發生變化,增大撲救難度,因此,在撲救火災時為了消除和降低氣體對流,應設法堵塞能夠引起氣體對流的孔洞,把煙霧導向沒有可燃物或危險性較小的地方,用噴霧水冷卻和降低氣流的溫度.
燃燒必須同時具備下列三個條件.
(1)有可燃物存在 凡能與空氣中的氧或氧化劑起劇烈反應的物質均稱為可燃物.可燃物包括可燃固體,如煤、木材、紙張、棉花等;可燃液體,如汽油、酒精、甲醇等;可燃氣體,如氫氣,一氧化碳、液化石油氣等.在化工生產中很多原料、中間體、半成品和成品是可燃物質.
(2)有助燃物存在 凡能幫助和維持燃燒的物質,均稱為助燃物.常見的助燃物是空氣和氧氣以及氯氣和氯酸鉀等氧化劑.
(3)有點火源存在 凡能引起可燃物質燃燒的能源,統稱為點火源.如明火、撞擊、摩擦高溫表面、電火花、光和射線、化學反應熱等.
可燃物、助燃物和點火源是構成燃燒的三個要素,缺少其中任何一個,燃燒便不能發生;另外,燃燒反應在溫度、壓力、組成和點火能量等方面都存在極限值.在某些條件下,如可燃物未達到一定的濃度,助燃物數量不夠,點火源不具備足夠的溫度或熱量,即使具備了燃燒的三個條件,燃燒也不會發生.例如氫氣在空氣中的濃度小於4%時就不能點燃,而一般可燃物質在空氣中的氧氣低於14%時也不會發生燃燒.對於已經進行著的燃燒,若消除其中一個條件,燃燒便會終止,這就是滅火的基本原理.
燃燒的條件
一、燃燒的必備條件
燃燒,俗稱著火,是指可燃物與氧或氧化劑作用發生的釋放熱量的化學反應,通常伴有火焰和發煙的現象.近年來年研究表明,絕大多數物質燃燒的本質是一種自由基的鏈反應.只要有適當條件引發自由基的產生(引火條件),鏈反應就會開始,然後連續自動地迴圈發展下去,直至反應物全部轉化完畢為止.在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災害,叫做火災.
任何物質發生燃燒,都有一個由未燃狀態轉向燃燒狀態的過程.這過程的發生必須具備三個條件:即:可燃物、助燃物和著火源,並且三者要相互作用.
一、可燃物
凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學反應的物質稱可燃物.按其物理狀態還可分為氣體可燃物(如氫氣、一氧化碳等)、液體可燃物(如汽油、酒精等)和固體可燃物(如木材、布匹、塑膠等)三類.
二、助燃物
凡是能幫助和支援可燃物燃燒的物質,即能與可燃物發生氧化反應的物質稱為助燃物(如空氣、氧氣、氯氣以及高錳酸鉀、氯酸鉀等氧化物和過氧化物等).能夠使可燃物維持燃燒不致熄滅的最低氧含量即氧指數.空氣中氧含量約為21%,而空氣是到處都有的,因而它是最常見的助燃物.發生火災時,除非是密閉室內的初起小火可用隔絕空氣的“悶火”手段撲滅,否則這個條件較難控制.
三、著火源
凡能引起可燃物與助燃物發生反應的能量來源(常見的是熱能源)稱作著火源.根據其能量來源不同,著火源可分為:明火、高熱物體、化學熱能、電熱能、機械熱能、生物能、光能和核能等.此外,可燃物質燃燒所需的著火能量是不同的,一般可燃氣體比可燃固體和可燃液體所需的著火能量要低.著火源的溫度越高,越容易引起可燃物燃燒.
綜上所述,只有在可燃物、助燃物和著火源三個條件同時具備,而且數量達到一定比例的前提下,互相結合,互相作用,燃燒才能發生.否則,燃燒不能發生.可見,不論採用什麼措施,只要能破壞已經產生的燃燒條件,去掉其中任何一個,火災即可撲滅.
此外,也可運用現代滅火理論,用滅火劑和阻燃劑加入燃燒的鏈反應中,消滅自由基,使鏈增長中斷,從而取得比傳統的滅火手段更為有效的滅火效應.
二、燃燒型別
燃燒可分為閃燃、自燃和點燃等幾種型別,每種型別的燃燒都有其特點.
一、閃燃
閃燃是可燃性液體的特徵之一.各種液體的表面都有一定量的蒸氣存在,蒸氣的濃度取決於該液體的溫度.對同種液體,溫度越高,蒸氣濃度越大.液體表現的蒸氣與空氣混合會形成可燃性的混合氣體.當液體升溫至一定的溫度,蒸氣達到一定的濃度時,如有火焰 或熾熱物體靠近此液體表面,就會發生一閃即滅的燃燒,這種燃燒現象叫閃燃.在規定的試驗條件下,液體發生閃燃的最低溫度,叫做閃點.閃點是評定液體火災危險性的主要根據.液體的閃點越低,火災危險性越大.
二、著火
著火變稱強制點燃.即可燃物質和空氣共存條件下,達到某一溫度時與明火直接接觸引起燃燒,在火源移去後仍能保持繼續燃燒的現象.物質能被點燃的最低溫度叫燃點,也叫著火點.對固體和高閃點液體,燃點是用於評價其火災危險性的主要依據.在防火和滅火工作中,只要能把溫度控制在燃點溫度以下,燃燒就不能進行.
三、自燃
自燃包括本身自燃和受熱自燃.某些物質在沒有外來熱源影響時,由於物質內部所產生的物理、化學及生物化學過程產生熱量,這些熱量在某些條件下會積聚起來,導致升溫,又進一步加快上述過程的進行速度……,於是可燃物溫度越來越高,當達到一定的溫度時,就會發生燃燒,這就叫本身自燃.由外來熱源將可燃物加熱,使其溫度達到自燃溫度,未與明火接觸就發生燃燒,這叫受熱自燃.本身自燃與受熱自燃的區別在於熱的來源不同.常見自燃現象有:堆積植物的自燃、煤的自燃、塗油物(油紙、油布)的自燃、化學物質及化學混合物的自燃等.在規定的試驗條件下,可燃物質產生自燃的最低溫度叫做自燃點.自燃點是判斷、評價可燃物質火災危險性的重要指標之一,自燃點越低,物質的火災危險性越大.
四、爆炸
爆炸可分為化學爆炸、物理爆炸和核爆炸.化學爆炸是指在極短的時間內,由於可燃物和爆炸物品發生化學反應而引發的瞬間燃燒,同時生成在量熱和氣體,並以很大壓力向四周擴散的現象.物理爆炸是一種純物理過程,如蒸汽鍋爐爆炸、輪胎爆炸等,多數是由於物質受熱、體積膨脹、壓力劇增、超過容器耐壓引起的.爆炸時沒有燃燒,但有可能引發火災,而化學爆炸的火災危險性要大得多.可燃氣體(或蒸氣、粉塵)與空氣的混合物必須在一定的濃度範圍內,遇火源才能發生爆炸.這個遇火源發生爆炸的可燃氣體濃度範圍,稱為爆炸濃度極限.爆炸濃度極限可用來評定可燃氣體和可燃液體火災危險性的大小,作為可燃氣體分級和確定其火災危險性類別的標準.
三、燃燒蔓延的原因
大多數火災的發生,都是從可燃物的某一部分開始,然後蔓延擴大的.這是因為物質在燃燒時造就了一個危險的熱傳播過程,即燃燒——熱效應——燃燒.燃燒產生的熱效應使燃燒點周圍的可燃物受熱發生分解、著火和自燃,如此往復,火熱便迅速地向周圍蔓延開去.熱傳播除了火焰直接接觸外,還有三個途徑:即熱傳導、熱輻射和熱對流.
一、熱傳導
熱傳導是指熱量從物體的一部分傳到另一部分的現象.所有的固體、氣體、液體物質都有導熱效能,但通常以固體為最強,而固體之間的差別又很大.一般來說金屬的導熱性強於非金屬,大量金屬無機物的導熱效能又強於有機物質.導熱效能好的物質不利於控制火情,因為熱量可透過導熱物體向其他部分傳導,導致與其接觸的可燃物質起火燃燒.因此,為了制止由於熱傳導而引起的火勢蔓延,火場上應不斷冷卻被加熱的金屬構件,迅速疏散、清除或隔熱材料隔離與被加熱的金屬構件相聯(或附近)的可燃物.
二、熱輻射
熱輻射是指熱量以輻射線(或電磁波)的形式向外傳播的現象.當可燃物燃燒形成火焰時,便大量地向周圍傳播熱能,火勢越猛,輻射熱能越強.為了減弱受到的熱輻射,可增加受輻射物體與輻射源的距離和夾角,或設定隔熱屏障.例如,在建築物間留出必要的防火間距,砌築防火牆,設定固定水幕,種植闊葉樹等.在火場上,應用水、泡沫等冷卻受到輻射熱作用的物體表面,設法疏散、隔離和消除受輻射熱威脅的可燃物.滅火人員的水槍陣地要選擇適當角度,以減少受到熱輻射的影響.
三、熱對流
熱對流是指透過流動介質將熱量從空間的一處傳到另一處的現象.它是影響早期火災發展的最主要因素.根據流動介質的不同可分為氣體對流和液體對流.液體對流可造成容器內整個液體溫度升高,蒸發加快,壓力增大,以至使容器爆裂,或蒸氣逸出遇著火源而燃燒,使火勢蔓延.氣體對流則能夠加熱可燃物達到燃燒程式,使火勢擴大.而被加熱的氣體在上升和擴散的同時,一方面引導周圍空氣流入燃燒區,使燃燒更為猛烈,另一方面還會引導燃燒蔓延方向發生變化,增大撲救難度,因此,在撲救火災時為了消除和降低氣體對流,應設法堵塞能夠引起氣體對流的孔洞,把煙霧導向沒有可燃物或危險性較小的地方,用噴霧水冷卻和降低氣流的溫度.