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發(fā) 展 上一節(jié)，我們討論了在通風受限房間內的火災發(fā)展。這次我們將探討火焰回燃，還介紹產生回燃的條件以及回燃發(fā)生的征兆。 在具體情況下煙氣能夠被快速點燃，這通常被認為是回燃。 回燃是一種非常危險的現象，過程非常迅速以至于消防員沒有時間來進行反應。能夠出其不意地傷害消防員。這就是為什么我們要重視了解如何判斷回燃。 回燃的發(fā)生通常需要下面的條件： 1、通風控制型火災； 2、著火房間內積累了大量未完全燃燒氣體； 3、當門窗開啟時，空氣流入； 4、流入的空氣與煙氣形成了一個預混氣體區(qū)域。 點火源的位置起著非常重要的作用，因為它決定了點燃發(fā)生之前的預混煙氣量。 火焰回燃    消防員故意打破窗戶來排出煙氣。當空氣流入時，煙氣被點燃，從開口處射出一個火球。 此時會出現擴散火焰和預混火焰。 在預混區(qū)域（在富燃料煙氣層和流入的空氣之間），預混火焰?zhèn)鞑サ胤浅？臁峤猱a物推動火焰向下，并與空氣層混合，這就形成了擴散火焰。 正如你所見，著火房間內迅速發(fā)生燃燒和膨脹，這意味著對于著火房間內沒有被點燃的煙氣，被噴射到室外后被點燃了。 回燃會產生快速、強有力的煙氣膨脹，這會在開口外形成一個火球?；厝寄軐е氯姘l(fā)展的室內火災，但是有時會導致房間內缺少煙氣，僅僅剩下很小的火源或者陰燃。 補充空氣是引發(fā)回燃的關鍵因素。 回燃的定義 回燃作為一種火災現象，至今還沒有被國際標準組織定義。 但是國際上（被NFPA，FRS和IFE使用）對這一現象的定義基本相似。許多國家包括美國，英國，日本和新西蘭都使用“回燃”這一術語。 火災研究站（FRS）提出下述定義： 通風受限會導致火災產生的煙氣中含有大量未完全燃燒氣體，如果這些氣體不斷積累，并與開口形成時流入的空氣混合就會導致快速爆燃，爆燃會充滿整個房間并蔓延到開口外部，這種爆燃現象被稱為“回燃”。 美國國家消防協(xié)會（NFPA）給出下述定義： 回燃是當氧氣被引入到氧氣被耗盡的火災環(huán)境中時，引起的未完全燃燒氣體的燃燒，這種燃燒通常伴隨著爆炸力。 消防工程協(xié)會（IFE）給出下述定義： 對于通風受限的著火建筑中的燃燒，不論任何來源或任何因素導致新鮮空氣涌入著火建筑，進而產生的或大或小的爆炸。 這些定義是相似的，選用哪一個并不重要。一些定義中使用了詞語“爆炸性”，意味著可能發(fā)生爆炸，但這并不是一定會發(fā)生；回燃常常以一種相對平穩(wěn)的方式發(fā)生。 基于其他定義，在瑞典我們定義如下： 回燃是未完全燃燒煙氣的燃燒，空氣引入到由于火災作用而使氧氣含量顯著降低的房間內時可能會發(fā)生。之后燃燒會或快或慢地發(fā)生。 回燃必須有部分可燃氣體是預混的，否則情況就不能歸為回燃。 回燃具有下列特征： · 未完全燃燒氣體的積累 · 空氣大量涌入 · 有部分可燃氣體和空氣充分預混 · 充分預混區(qū)域存在點火源點燃氣體 · 房間內發(fā)生劇烈的爆燃 · 火球射出房間  回燃引起溫度和壓力的劇增 對于發(fā)生回燃的情況，火災早期是通風控制，例如房間與外界隔絕或者開口很小。 當房間內氧含量降低時，溫度也會降低。如果此時房間的門被打開，煙氣就能夠被點燃，并導致回燃。 當回燃發(fā)生時，整個房間會充滿火焰，進而達到全面發(fā)展室內火災?；厝?/span>會形成非常高的壓力，對著火房間外部區(qū)域造成嚴重的損壞。 典型的回燃場景 房間內發(fā)生了火災，燃燒可能是有焰燃燒或者陰燃。 房間只有受限的通風口，例如常見的泄漏通道?；馂臅掷m(xù)發(fā)展直到房間內氧含量限制了燃燒。與此同時，天花板下方會形成熱煙氣層并逐漸下沉。 隨著煙氣層的增厚，被卷吸到火羽上部的空氣中含有的未燃氣體的量將越來越多，含有的氧氣量將越來越少。 這個過程產生了不完全燃燒，由于缺少氧氣導致熱釋放速率降低，熱煙氣層中未完全燃燒氣體會不斷積累。 之后，火災將繼續(xù)陰燃或自動熄滅，這取決于燃料數量和通風口尺寸。 隨著時間的推移，未完全燃燒氣體的濃度將增加。這在房間內形成了一個富含可燃氣的煙氣層。 燃料類型在很大程度上影響氣體的積累量，一些材料更容易釋放出熱解產物。 當房間的門或者窗戶開啟時，例如消防員進入室內或者窗戶破碎，熱煙氣將通過開口流出，空氣將通過開口下部被吸入   未完全燃燒氣體不斷積累 空氣流入，煙氣流出  冷空氣的流入被稱為重力流。 當空氣進入房間后，將會和富燃氣體混合，預混氣體將會在特定區(qū)域積累。 這一湍流運動發(fā)生在空氣流的頂部，或者在氣流路徑上的一個物體處產生湍流，如家具。 房間內理想重力流示意圖 預混區(qū)域被引燃   上圖揭示了氣流發(fā)生湍流混合的過程，這一過程會使熱解產物濃度降低并達到可燃范圍。 如果煙氣處于可燃范圍，并且存在一個點火源，如火焰、熾熱顆?；蛘唠娀鸹〞r，混合物就會被點燃。 回燃的發(fā)生條件為：火災在初始階段受通風控制。 上圖也顯示了火焰在混合區(qū)域的傳播方式。 火焰會造成煙氣迅速膨脹，并推動剩余的可燃氣以很高的速度通過開口排出，這樣可燃氣體與空氣可以在開口處混合。 當火焰在預混區(qū)域蔓延時，會導致煙氣的引燃和壓力劇增。這會形成一個火球（回燃的典型特征）。存在的未完全燃燒氣體越多，形成的火球越大。 當富燃氣體被空氣混合稀釋時，當混合物處在燃燒范圍內時，可燃物的濃度一定是偏高的（處于燃燒上限）。 回燃發(fā)生時，有些火焰是預混火焰，這意味著整個燃燒過程會非常迅速。 使煙氣與空氣互相混合的氣流是產生回燃的至關重要的因素，因此，我們要看一下哪些因素控制著房間內的氣流。 重力流 正如之前提到的，當開口開啟時冷空氣將流入房間。由于氣流受重力控制，此時熱煙氣將流出。這就會形成處在可燃范圍內的混合物。 空氣的流動速率取決于很多因素，包括下面這些： · 房間尺寸（空氣流入房間需要多長時間？） · 房間開口類型（不同的開口類型會產成不同的混合過程） · 密度差（控制氣流速度） · 天花板高度（低天花板高度房間與高天花板高度房間，會形成不同的重力） · 湍流（站在門口的消防員可能會造成湍流）   開口為窗戶，當氣流到達后壁并原路返回時火焰中更多的是預混火焰 上圖采用了計算機模擬，僅僅出于定性的目的。 第一張拍攝于氣流進入房間時，另一張拍攝于氣流到達后壁時。藍色代表空氣，紅色代表煙氣，綠色和黃色代表以任意比例混合的可燃區(qū)域。 氣流流入房間時會產生湍流，這導致混合過程的發(fā)生。很明顯，富燃料層和氣流之間的區(qū)域是混合最充分的。 如果空氣流達到后壁，混合區(qū)域將會更大。簡言之，此時任何形式的耽擱都可能是非常危險的。 如果氣流被后壁反彈，預混區(qū)域將大大增加。當進入房間時必須考慮這一因素。任何耽擱都可能是非常危險的。 要了解氣流需要多長時間才能流入房間，熟悉一些標準值是非常有用的。氣流速度約為1-2m/s，可以視為一個標準值。此速度可以通過示例計算中轟燃的單一方程來計算。 煙氣溫度越高，流入房間的氣流流速越快。 消防員打開門，緩慢進入房間，然后關上身后的門。大多情況下，他帶入的氣流足以在房間內形成可燃性混合物。當打開一扇著火房間的門時，知道隨后會發(fā)生什么是非常重要的。 當空氣流過開口邊緣時，房間內會產生氣流，進而產生湍流。 當房間內有很多家具或者人員在房間內緩慢移動時，再或者當使用風機時，也會產生湍流。因此當使用風機時需要特別小心并清楚其中的風險。 下節(jié)我們將繼續(xù)討論關于氣體物質的點燃問題。 |
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