三节预防着火和中止燃烧的方法.ppt

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不同条件下熄灭临界直径通常相差50~100倍。比如缓燃型烃类甲烷,它与空气组成的混合体系的临界熄火直径约为1mm,~;对速燃型可燃混合体系(如氢和乙炔与氧的混合体系)。
一、利用着火临界参数预防和控制火灾的方法*
二、终止燃烧的方法
三、冷却灭火剂的灭火用量
四、气体爆炸的预防
第三节预防着火和中止燃烧的方法
以上是有关利用着火极限参数解决阻火器中通道直径设计问题的实例,实际上在建筑防火设计中同样需要利用着火的极限参数,比如在解决厂房和构筑物结构耐火性的计算,火灾时允许疏散时间的计算以及防火间距的计算等问题时同样要利用物质燃烧速度、烟气释放速率、热释放速率、火焰传播速度、火焰温度等着火的极限参数。即使在研制和设计自动报警和灭火系统也要充分利用燃烧的极限参数数据。现有各类报警探测器和整个报警系统就是就是建立在检测可燃气体或可燃液体蒸气着火浓度极限的基础之上的,通过分析气体浓度可以提供预警,通过与系统的联动还可以及时接通或断开某一系统(切断可燃物料供给系统;切断动力供应系统;接通强制事故通风机;在火灾、爆炸危险大的场所,接通灭火系统)。很明显,系统整体的可靠性和有效性在很大程度上取决于可燃浓度(或氧化剂浓度)已确立的极限值。
实际上,灭火中所使用的终止燃烧的方法也都是基于利用燃烧极限参数。
一、利用着火临界参数预防和控制火灾的方法*
二、终止燃烧的方法
三、冷却灭火剂的灭火用量
四、气体爆炸的预防
第三节预防着火和中止燃烧的方法
据此机理,有人可建议用这种方法扑火飞机转入俯冲飞行状态时发生的火灾(假若火灾发生在飞机结构构件外表的风吹面),该方法之所以能够扑灭火灾就是靠空气的稀释作用和空气动力作用。甚至有人建议用喷气发动机喷嘴产生的强大空气流扑灭飞机火灾(虽然这种建议的实际有效性存在疑问,但有的国家在扑救飞机火灾的规则中却规定有这种方法)。
终止着火的另一种方法就是向着火区喷洒灭火剂。尽管灭火剂的种类很多,各类型灭火的灭火机理比较复杂,但本质还是使燃烧处于一定极限条件而终止。比如向燃烧区输入惰性气体使燃烧终止,其灭火的主要原因在于一方面添加惰性气体增大了连锁反应自由基的销毁速度,当惰性气体浓度超过临界值后,自由基的销毁速度大于增长速度,连锁反应被中断;另一方面火焰传播速度随惰性气体浓度增大而减小,当火焰传播速度低于可燃物向燃烧区的供给速度时火焰被吹熄。如果向燃烧区引入化学活性抑制剂,那么燃烧区化学反应速度就降低,相应地火焰传播速度、产热速率和火焰温度等也下降。当达到燃烧极限条件之后(Q产<Q极限、u焰<u临界或T焰<T临界),燃烧才会被终止。
一、利用着火临界参数预防和控制火灾的方法
二、终止燃烧的方法*
三、冷却灭火剂的灭火用量
四、气体爆炸的预防
第三节预防着火和中止燃烧的方法
实际上灭火过程中燃烧被终止是多种因素共同作用的结果,比如常用的水、润湿水溶液、空气泡沫、化学泡沫、干粉等等,它们终止燃烧的作用机理大约有8至10种,很难确定是哪一种是起决定作用的。按灭火剂在终止燃烧过程的主要机理,可将灭火剂分为以下四类:
1、水和许多以水为主的灭火剂属冷却类灭火剂,即主要利用水的冷却作用降低燃烧区的温度;
2、各类泡沫属于隔绝类灭火剂,即其主要起将可燃物与燃烧区隔绝,阻断氧气向燃烧区扩散的作用;
3、CO2和N2等惰性气体属于稀释类灭火剂,它们加入后主要起到稀释燃烧反应区可燃混合物浓度的作用;
4、含卤灭火剂及其部分替代品按照灭火机理归为化学活性抑制类灭火剂,它们分解释放除连锁反应自由基阻断剂,抑制连锁反应,使燃烧反应中断。
一、利用着火临界参数预防和控制火灾的方法
二、终止燃烧的方法*
三、冷却灭火剂的灭火用量
四、气体爆炸的预防
第三节预防着火和中止燃烧的方法
总的来说,终止燃烧的过程本质上都是要在燃烧区创造某种物理或化学条件,使得燃烧过程的某些参数在此条件下达到了极限值或临界值。比如使燃烧区的火焰传播速度小于极限值(u焰<u临界)、使燃烧区产生的热量低于极限值(Q产<Q极限)或使火焰温度低于临界火焰温度(T焰<T临界)等等。
一、利用着火临界参数预防和控制火灾的方法
二、终止燃烧的方法*
三、冷却灭火剂的灭火用量
四、气体爆炸的预防
第三节预防着火和中止燃烧的方法
三、冷却灭火剂的灭火用量
由于着火和灭火过程受很多因素影响,目前对着火过程和火灾发展规律的认识仍不深入,部分结论还停留在经验描述阶段,因此完整的分析和阐述燃烧过程十分困难。甚至灭火过程中灭火剂用量的计算问题也仍没有得到真正意义上的解决。即便如此,人们总希望能近可能准确的解决这一问题。
随着研究的不断深入,人们发现通常在燃烧过程在起支配作用并不是可燃物和氧化剂高温氧化的化学动力学本身,而恰恰是外界的热动力学和气体动力学条件。只有深入的揭示热动力学及气体动力学条件合燃烧过程的相互关系,才能探索更有效的灭火途径,才能提供有科学根据的灭火方法,才能制定新的更有效的使用灭火剂的方法,进而逐步解决灭火剂的用量的合理确定问题。
一、利用着火临界参数预防和控制火灾的方法
二、终止燃烧的方法
三、冷却灭火剂的灭火用量*
四、气体爆炸的预防
第三节预防着火和中止燃烧的方法
前面提到灭火过程的物理本质是在燃烧区造成一定的物理化学条件,使可燃物的自行燃烧在这一条件下不能以任何形式进行下去,而且这些物理化学条件与可燃物种类、可燃物聚集态以及燃烧状况有关,而燃烧状况本质是决定于燃烧区的热质交换条件。
对于气体与空气的扩散燃烧来说,灭火的方法可从以下几个方面考虑,其一阻止可燃物或氧化剂进入燃烧区,其二降低燃烧区温度达到熄火临界温度,其三利用化学活性抑制剂抑制燃烧区的连锁反应,降低燃烧反应速度。如果用机械方法(例如关闭开关阀)不能阻止可燃物进入燃烧区时,常用的冷却法是最简单和有效的方法。作为冷却灭火剂,主要有水或以水为基础的灭火剂。但是应注意的是,由于气体混合物基本上能够在任何初温条件下进行燃烧,因此用灭火剂冷却可燃混合物组分本身没有丝毫用处,而必须使燃烧区温度降低,即从燃烧反应区移走热量才能达到灭火的目的。
一、利用着火临界参数预防和控制火灾的方法
二、终止燃烧的方法
三、冷却灭火剂的灭火用量*
四、气体爆炸的预防
第三节预防着火和中止燃烧的方法
对可燃液体表面的扩散燃烧而言,即可用冷却法降温灭火,也可用化学抑制法或将蒸气与燃烧区隔绝的方法使火焰熄灭。然而,这些方法在实际情况下实施起来都相当困难,需要使用专门的消防器械,而且灭火过程中需要消耗大量灭火剂,这是因为对多数的灭火剂而言,只有当液面温度降至不能持续和发展火灾时才能达到可靠的灭火效果。所以,目前世界许多国家都加紧研究新型搞效的易燃可燃液体灭火方法。现在看来突然冷却可燃液体表层阻止可燃液体蒸气进人燃烧区是一种很有前途的方法,该方法的特点在于在很短的时间内能使液面温度骤降至闪点以下。实施这种灭火方法需要借用液氮或固态二氧化碳低温冷冻剂,因为它们的密度低于可燃液体的密度。
一、利用着火临界参数预防和控制火灾的方法
二、终止燃烧的方法
三、冷却灭火剂的灭火用量*
四、气体爆炸的预防
第三节预防着火和中止燃烧的方法
固体可燃物料燃烧多是热解产物与空气混合的均相有焰燃烧,或固体残碳多相无焰燃烧,灭火必须使可燃固体物料表面热解产物的有焰燃烧和固体物料受热表层残碳的异相燃烧都终止。停熄有焰燃烧可用降低燃烧区温度的冷却方法、抑制反应区的化学方法、阻止空气中氧进入燃烧区(如果这样做是可能的话)或阻止热解产物进入火焰区的方法。要想灭火必须将固体物料受热层的温度冷却至初始热解温度以下,这是停熄任何种类固体可燃物料燃烧和任何燃烧状况的首要条件,因为固体物料热解的开始温度大大低于固体扩散燃烧和残碳异相燃烧进行的温度。
以上分析了扑救燃烧的必要和充分的条件,对于不同聚集态可燃物有不同的标准表达式。
一、利用着火临界参数预防和控制火灾的方法
二、终止燃烧的方法
三、冷却灭火剂的灭火用量*
四、气体爆炸的预防
第三节预防着火和中止燃烧的方法