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燃烧的基本理论

由于建筑物火灾灾常都是由某些可燃和易燃性物质受热被点燃迸而发生急剧的燃烧所引起的,因此极有必要研究物质的燃烧现象。
一般认为,然烧是一种发光发热的极其复杂的物理化学现象。它的形成必须具备几个基本本条件,即可然物质、助燃剂(一般是氧气)和火源(如火焰或高温没作用》。这三个条件必须同时存在并且相互接触才的发生燃烧现象,三者缺一不可。近年来的研究又表明,燃烧除了上述三个要索之外,还有第四个要素—燃烧链式反应。燃烧链式反应存在于某些燃烧过程之中,尤其是在火焰前端的自由连顿反应中,它极大地加快了火的增长通度。

第一阶段,吸热阶段。当材料周围有热源和火源存在时,接近热源或火源的材料表面的结构分子吸收外界的能量,分子运动加剧,分子间的间距加大。表现出来的宏观现象是材料的表面您度升高这一过程中在周源热源或火焰的作用下,材料表面结构分子的热物理运动不断加剧。当这种热位理运动达到一定程度时.然挠转入第二阶段.

第二阶段,热解阶段。材料表面的结构分子运动的加剧导致了其表面温度的升高。当材料的表面的温度上升到一定的程度时,被加剧运动的表面分子如继续吸收能量时,将导致组成分子的各原子之间的引力平衡被破坏,各原子之间开始重新组合,形成更小的分子,材料表面开始尽力热解过程,伴随产生的是材料的自身开始放热,并引发材料自表及里、自近及源的吸热和解热过程。材料热解时将产生co、C02、HCI、H20、HCN等多种热解产物,对于含有打机物的材料来说,还将释放出甲醉、丙烯酸、醉类及眺类等有机易挥发的可燃性物质.。

第三阶段,发烟阶段。随着材料热解运动的加剧,其热解范围逐渐扩大,材料本身将分解出更多的气体,所分解出的气体分子聚合成大直径的芳香烃或多环高分子化合物,并进而形成炭颗粒.由于气体分子的热对流作用,使得有机物气化后残留的炭颗粒也随之挥发.这种大直径的气化产物和炭颗粒开始产生时,人可以观察到有色烟雾。烟雾的颜色变化根据材料所含物质分子结构的不同而由白至黄直至变黑。这一过程中材料表面的温度继续升高。

第四阶段,火焰扩散阶段。随着材料热解运动的加剧、热解范围的扩大以及其表面温度的升高,气化产物越来越多,烟雾越来越浓。伴随这一过程产生的是气化产物的二次分解过程,形成包括co在内的可燃性气体。当可燃性气体的浓度达到一定的程度并且材料表面达到一定的温度时,可燃性气体与环境中的氧气发生剧烈的反应,开始形成火焰,引发材料发生轰燃。由此火焰开始扩散,材料表面温度急剧升高。

第五阶段,全然阶段。当扩散的火焰引发周围所有的可然物质时,材料的燃烧将达到平衡状。这时材料的热释放以及燃烧产生的烟雾和气体将维持在一定的迷度水平。此时材料的燃烧温度达到极限,燃烧产物中CO的含最相对降低,CO2的含最相对增加。

第六阶段,火灾衰减阶段。随着燃烧区予内可燃物燃烧的不断发展,其总量将逐步减少。当材料气化所产生的可燃性气体总量开始减少时,标志着可燃物质即将耗尽,火焰强度开始衰减,宜至形成阴烟或熄灭。这一过程中由于火焰的衰减或材料阴然的发生,燃烧产物中Co的含量相对增加,C02的含量相对降低。

上述六个阶段过程是典型的可燃性材料的对火反应过程.材料对火反应过程的每一过程的进程都将取决于材料本身的防火性能。其中,第一阶段、第二阶段、第三阶段属于材料对火反应的初起阶段,此时尚未形成火灾,一般来讲对生命财产不构成危害,但对火灾报警却至关重要。而第四阶段、第五阶段、第六阶段,材料的燃烧毁灭了物质,产生的大量烟雾和有毒气体将危及人身安全和造成财产损失。