為什麼風可能會帶來火災,而有時卻能用于滅火?我們一起來了解一下。
1、火是如何産生的?要了解助火和滅火原理,就要先明白燃燒的原理。燃燒是劇烈的氧化還原反應,通常會同時釋放出大量熱量,還會産生火焰、可見光和煙霧等。初中化學中提過,物質燃燒需同時滿足三個必要條件:可燃物、助燃劑(一般指氧氣或空氣)和溫度達到可燃物的着火點。
首先,要想産生火,就需要有可以燃燒的物質,可燃物按物理狀态分為氣态、液态和固态三大類,可燃物在進行燃燒反應時是還原劑。
其次,可燃物的燃燒需要助燃劑的支持,自然界最常見的助燃劑是氧氣,大部分燃燒都需要氧氣,該條件有時也被稱作氧化劑,其實在特定條件下,氟氣和氯氣等物質也可作為助燃劑。
最後就是溫度達到可燃物的着火點,或說者是引火源,它能夠提供可燃物開始燃燒的能源,最常見的引火源是高溫,環境溫度高于可燃物的着火點才能使可燃物燃燒。
燃燒的條件
當上述燃燒三要素同時滿足時,可燃物與氧氣等發生化學反應,更微觀地看,可燃物分子裂解出的高度活潑自由基之間發生未受抑制的鍊式反應,就會産生燃燒現象,産生火。
2、風怎麼滅火?既然燃燒需要三種要素同時滿足,那麼隻要破壞其中至少一個條件,即能達到滅火抑火的效果,這也是所有滅火方式的基本原理。
我們不難發現,生活中有時候風能達到抑制和熄滅火焰的效果,比如正在燃燒的蠟燭遇到風很容易熄滅,在野外空曠的地方用木柴或幹草生火時,火苗遇到大風也很容易滅掉……
風能抑制火的主要原因是降低溫度,使環境溫度低于着火點,破壞引火源要素,從而抑制火勢。
當有風經過時,能加快燃燒物質周圍的空氣流動速度,并帶走一部分熱量,使可燃物表面溫度下降,當環境溫度低于着火點時,燃燒無法繼續,也就不再産生火焰,火就能得到控制甚至熄滅。風速越大,降溫作用越明顯,滅火效果越好。
消防時常使用的風力滅火機有些也是采用類似的原理,有些風力滅火機吹出高強度冷風,可以達到快速降溫的效果,燃燒物溫度在較短時間内降至着火點以下,燃燒反應無法繼續。
同時,風力滅火機還可以利用風将滅火機内汽油燃燒産生的二氧化碳吹向可燃物,阻隔其周圍的氧氣,破壞助燃劑條件,抑制火勢。
消防員正在使用風力滅火機撲滅森林火
3、風為什麼能助火?當可燃物越多、氧氣等助燃劑含量越充足、周圍環境能一直保持在着火點以上,就能使燃燒更劇烈持久,火勢更旺盛。
風可用于助火的主要原因是它能帶來更多的氧氣,并通過帶動氣體流動使可燃物與氧氣接觸更充分,從而助長火勢。
比如風扇鼓風能使火爐裡的火勢更加旺盛:風扇不斷向半密閉的火爐裡吹風,給爐内帶來了充足的氧氣,使木柴和煤炭等物質燃燒得更劇烈更充分,雖然也有一定的降溫作用,但隻要能保證爐内溫度不低于着火點,燃燒就能繼續,因此越扇爐火越旺。
旺盛的爐火
暖季的強風之所以會提高森林火災的發生風險,主要有以下幾個原因:首先,森林裡有大量的樹木、落葉和雜草等可燃物,且它們之間沒有隔斷,火勢很容易大面積蔓延。
其次,春夏暖季的風溫度較高,降溫作用有限,并不能使環境溫度低至着火點以下,相反,強風加快森林中的空氣流通,不停地吹走燃燒産生的二氧化碳等物質,帶來源源不斷的新鮮空氣(氧氣),提高森林空氣中的氧氣濃度,起到了很好的助燃效果,更助長了森林火勢。
森林火災
4、應用及預防經過前面的講述,我們應該看到,風的最終效果是滅火還是助火主要取決于其淨效應:如果風無法使溫度降到着火點以下,并帶來更多氧氣,則表現為助火效應;如果風能起到足夠的降溫作用,隻要溫度低于着火點,即使氧氣再充足,燃燒也無法繼續。
因此,我們應該更好地利用風能,嚴控其背後的火災隐患,提前做好預防工作。在森林滅火、消防急救、園林綠化、公路工程等方面,多對風力滅火機、鼓風機等工具加以應用。
在幹燥多暖風的春夏季節,提前做好森林火和山火防控工作,設置護林防火檢查站,加強火源管控和巡查、監測工作,防範火患災害發生,在火勢開始早期及時發現,及時處理,減小損失。
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