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December 28, 2022

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歐億5代理開戶_知火而行5 | 液體燃燒

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知火而行 | 消防燃燒學基礎

知火而行3 | 熱傳遞的三種方式

本專題內容主要來自加拿大渥太華消防局開發的一個課程FKTPFrom Knowledge To Practice),旨在研究火災動力學與當前滅火策略與戰術的關係,使消防員更好地識別火場的風險,從而降低火場傷亡。

上一期我們講到了氣體燃燒,讓我們簡要回顧一下:

1)有焰燃燒=氣相燃燒;

2)氣體燃燒必須在着火濃度極限內。

本期,我們就來講講液體燃燒的一些特性。

液體要燃燒,需要產生足夠多的蒸氣,並在液體表面形成可燃的氣體混合物。此時,如果達到一定熱量,且氣體混合物在着火濃度極限範圍內,就可能着火。

.閃點

評定液體火災危險性的重要依據

閃點:在規定的實驗條件下,液體表面發生閃燃的溫度。

講到閃點,就必須先聊一聊閃燃,閃燃就是可燃液體揮發的蒸⽓與空⽓混合形成的可燃蒸⽓遇明⽕(或⾼溫)發⽣⼀閃即逝的燃燒現象。

在閃點溫度下, 液體會被點燃,但燃燒並不能維持,這主要還是蒸發速度⼩於燃燒速度(也就是產⽣的蒸⽓來不及補充消耗掉的蒸⽓)。

測量閃點的⽅法有兩種:開⼝閃點和閉⼝閃點。

閃點測量儀

左邊為閉口測量儀     右邊為開口測量儀

閃點越低,⽕災危險性越⼤。

按照《建築設計防火規範》,我們對燃燒性液體按閃點分為甲、乙、丙三類。

根據《建築設計防火規範》GB50016-2014 劃分

我們來看看常見液體的閃點:

閃點越低,越容易形成蒸汽。

具有較低閃點的液體首先需要較少的能量來形成蒸汽(一旦燃燒,也需要較少的能量就能保證持續燃燒)。

因此,在相同的混合條件下,它們更容易點燃,燃燒速度更快,也就能在火場中釋放更多的能量。

液體可燃物也有燃點,也就是能保持它持續燃燒的最低溫度。通常情況下,液體燃點⽐閃點⾼。

.蒸氣壓

蒸⽓壓越⾼,也就代表液體越容易蒸發。

“在某一溫度下,液體與在它液面上的蒸汽呈平衡狀態時,蒸汽所產生的壓力稱為飽和蒸汽壓,簡稱蒸汽壓。”

一般討論的蒸氣壓都是為大量液體的蒸氣壓

在給定的溫度和壓⼒條件下,蒸⽓壓越⾼,也就代表液體越容易蒸發,液體上⽅形成的蒸汽也就越多。

蒸氣壓是液體可燃物蒸發的容易程度的指標,每種可燃物都有不同的蒸⽓壓。

當然,溫度越高,蒸氣壓也越大。

這也就意味着火后,液體在高溫下產生可燃蒸氣越容易,也越多,這也就進一步助燃火勢蔓延。

常見液體的特性

.點火方式

點燃、受熱自燃、自熱自燃。

可燃混合物在可燃物表面以上產生后,必須添加能量才能使點火發生。

液體點⽕⽅式有三種:點燃、受熱⾃燃以及⾃熱⾃燃。

點燃:也就是明火直接引燃,如下圖:

⼄炔噴嘴直接點燃液體可燃蒸汽

受熱自燃:與熱源沒有直接接觸,輻射熱直接提高可燃蒸氣溫度,導致其燃燒。如下圖:

加熱器通過熱輻射引燃

自熱自燃:有些可燃物⾃身會進⾏放熱反應,通常是通過分解放熱。分解放熱反應會提升可燃物+空⽓混合物的溫度,溫度提升反過來⼜會增強反應強度,形成正反饋迴路。

逐漸的,越來越多的可燃蒸汽被釋放出來,當溫度升⾼到燃點時,就發⽣⾃燃。

主要滿足兩個條件:1、熱的積聚⽐消散快;2、現場有⾜夠的空⽓供其反應。

如下圖的帶松節油的碎布自燃:

帶松節油的碎布的⾃燃,反應時間從幾個小時到幾天不等

“池狀”燃燒&“噴霧”燃燒

可燃液體着火后通常會形成穩定的火焰。以大部分可燃液體泄漏為例,着火后通常會在液體上方形成像水池火一樣的燃燒,並形成清晰明了的火焰,我們稱之為——“池狀”燃燒。

通常情況會形成大量的可燃蒸氣,並且以擴散火焰的形式燃燒。

池狀燃燒

針對此類火災,我們通常使用泡沫來滅火。

另一種比較特殊的就是“噴霧”燃燒。

噴射霧化使可燃液體變成液滴群,大大增加了可燃液體與空氣的接觸表面,極大地加速液體蒸發速率,提高蒸氣濃度,使得燃燒更為容易,燃燒效率也更高。