火災理論 (二)

 

五、燃燒型態

    (一) 定常與非定常燃燒

          1.定常燃燒：

             燃燒所生成的熱＝逸散的熱，也就是在燃燒的過程中，熱能在生成與逸散間保持平衡。

          2.非定常燃燒：

             燃燒所生成的熱≠逸散的熱，也就是熱能在燃燒過程中，無法保持平衡。

    (二) 完全與不完全燃燒

          1.完全燃燒：

             可燃物在燃燒過程中能夠獲得足量氧氣，使可燃成分可以燃燒完全，不會有可燃成分剩餘。

          2.不完全燃燒：

             反之，若可燃物因氧氣量不足，使可燃成分無法燃燒殆盡而還有剩餘，則為不完全燃燒。

    (三) 有焰及無焰燃燒

          1.有焰燃燒： 

             可燃物燃燒時，有產生火焰之現象者。另外氣體發焰燃燒可分成混合燃燒與擴散燃燒： 

             (1)混合燃燒：

                 可燃性氣體在燃燒前，已預先混合，所以已到達燃燒界限範圍，因此一旦開始燃燒也反應快、溫度高、且有爆炸危害。如：引擎燃燒、可燃氣體洩漏之爆炸火災。 

             (2)擴散燃燒： 

                 可燃性氣體從容器逸散出來與氧氣相互結合，而發生引燃之情況，並在燃燒中持續的擴散。如：甲烷、丙烷、乙炔，但此種燃燒反應慢、溫度低、爆炸危險較低。 

          2.無焰燃燒：

表面燃燒即屬於無焰燃燒中最典型的狀態，由空氣中的氧氣分子直接附著在固體之表面，而且只有表面在燃燒，過程中只見火光不見火焰者，如焦炭、鎂帶之燃燒。

    (四) 蒸發與分解燃燒

          1.蒸發燃燒：

             揮發性液體汽化或直接蒸發成可燃性氣體與氧混合，產生燃燒現象，如石油類之燃燒。此種燃燒是液體表面產生之蒸氣 ( 氣體 ) 在燃燒，而非液體本身，也因此需要液體表面的氣體與空氣混合達到一定比例後，其溫度達到閃火點時，始為燃燒。另外少數熔點低之固體會因為受熱液化蒸發成可燃性氣體後或是直接昇華成可燃性氣體而開始燃燒，前者如硫磺、蠟燭等；後者如樟腦等。

          2.分解燃燒：

             木材等固體燃料或高沸點之脂肪油液體燃料（本身不易揮發），經由熱分解後，生成可燃性氣體而引起之燃燒。而燃燒之熱後續得再加熱固體或液體促使其繼續熱分解成為新的可燃性氣體投入燃燒，以此循環燃燒到可燃物本身不敷燃燒為止。

    (五) 均一系及非均一系燃燒

          1.均一燃燒：

             相態主要是指固態、液態、氣態（另有電漿態等），而燃燒前後，相態一致者，稱為均一燃燒，例如：燃燒前是固態，燃燒後也是固態，即為均一燃燒。

          2.非均一燃燒：

             燃燒前後，相態不一致者，例如：燃燒前是固態，燃燒後是液態，即為非均一燃燒。

    (六) 自己燃燒

          固體中受熱分解或裂解後，除產生可燃性氣體外，也具有氧分子，因此不需要透過與外界的空氣混合即能燃燒，例如：硝酸酯類之賽璐珞、硝化棉。而此種會自己燃燒的物質吸收熱量後會燃燒者，其著火的最低溫度，稱為著火溫度或自燃溫度（Auto-ignition Temperature）。

六、起火源種類

          只要是在燃燒範圍內有辦法與空氣作用進而供給穩定的熱源造成火勢，即屬於起火源，而不要求是否有明顯之火焰或是高燃燒危險之引燃點存在。

    (一) 微火源

          通常是指沒有明顯發焰現象或是微弱之火源，例如：菸蒂或零星的火花。所以如打火機或是噴槍等能製造明火的器具，就非屬微火源。

          1.香菸：

             香菸中心部燃燒溫度攝氏約為 700~800 度，只要在此發火點範圍內之物品，均有起火之危險。

          2.線香：

             線香常見於祭祀文化的神明廳中，由於線香引燃後，火源通常不明顯且微弱，所以常被忽略，但點燃之線香、環香乃至香爐之火種都有可能引燃周遭可燃物。

             各地消防局主要以定期清理香爐內香腳，線香應放置穩固，避免傾倒引燃神桌上金紙等可燃物、周圍應遠離金紙、線香、令旗幟等可燃物或使用線香需將其平穩插於香爐內，並將其分散，避免集中而發爐起火來宣導。

          3.火星：

             (1)係指於物體燃燒時，因風力或是對流等原因產生空氣流動，進而導致零星火源附著於餘燼上後，受空氣流動影響而離開原始火源。

             (2)一般分為三種：

                 A.籠火。

                 B.煙囪之火星。

                 C.火災房屋之火星。

          4.火花：

             通常是指在物體高速摩擦或震動、熔斷後，所產生之零星微火，通常火花種類大致如下：

             (1)電氣熔接、瓦斯熔斷。

             (2)粉碎機、各種切斷機。

    (二) 有焰火源

          空氣中火焰溫度通常約在攝氏 800~1200 度之間，跟微火源不同，通常是燃燒最直接的火源，也是最容易被目視到起火的起火源。

    (三) 高溫固體

          不同於有焰火源，有時候固體本身雖未有產生火焰，但因本身其溫度過高，具有一定之熱能，得以供應燃燒所需之熱能時，亦為發火源之一種。

    (四) 摩擦

          係指固體在高速運動時，與空氣或是其他物體產生摩擦力的熱能進而有火花飛濺，此種火花本身帶有一定熱量，可成為起火源。另外固體除了摩擦產生火花外，本身也會有一定的熱能，若物體未散熱或是不易散熱，容易累積熱能，則積蓄一定熱能後，固體本身即屬於高溫固體，也是一種起火源。

    (五) 斷熱壓縮

          氣體受到壓縮後，增高溫度時，有成為起火源的可能。應用上 例如：柴油引擎（不同於汽油引擎使用火星塞）在啟動引擎時，壓縮油氣，產生高溫引燃，產生動力。 

關係式
CP（恆壓比熱） r：──────────      CV（恆容比熱）
溫度與體積之關係	T           V0 ── = ( ── ) r－1  T0         V
壓力與體積之關係	P          V0 ── = ( ── ) r  P0         V
溫度與壓力之關係	T                P0 ( ── )r = ( ── ) (1－ r)    T0             P
CP	單位質量之純物質，其溫度要上升一度所需要的能量被定義為比熱，常用的比熱分為恆壓比熱與恆容比熱，而恆壓比熱，指固定壓力下，物質的熱焓產生溫度的變化比率
CV	而恆容比熱，指固定容積下，物質的內能產生溫度的變化比率
r	恆壓比熱與恆容比熱之比值
壓縮前	氣體之體積為 V0，壓力為 P0，溫度為 T0
壓縮後	氣體之體積為 V，壓力為 P，溫度為 T
V0        小結：( ─── ) 之壓縮比增加，上升溫度也會增加                V

    (六) 靜電

          物質本身為電中性的狀態，但是接觸或分離之際，可能會因為正負電荷移動，導致產生靜電狀態，靜電本身帶有一定熱量亦有成為起火源的條件。

    (七) 自燃（然）發火

          係指物質於空氣中，因熱量蓄積，導致溫度上升，進而成為起火源，即稱為自燃 ( 然 ) 發火。

 

 

 

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