滅火器工作原理火的概念
火是化學(xué)燃燒反應(yīng),通常是空氣中的氧氣和某些燃料如木頭或汽油之間發(fā)生的反應(yīng)所引起的。當(dāng)然,木頭和汽油不會僅僅因為與氧氣接觸就自發(fā)燃燒,燃料只有被加熱到著火點(diǎn)溫度時,燃燒反應(yīng)才會產(chǎn)生?;鹗怯傻入x子體狀態(tài)的物質(zhì)組成的,plasma是由英國物理學(xué)家Sir William Crookes在1879年確定的物質(zhì)的第四種狀態(tài)其它三種是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。
滅火器工作原理設(shè)計原理
以下是典型的木頭燃燒的一系列過程:
滅火器工作原理
木頭被某物加熱至很高的溫度。這可以是很多東西——聚焦的光、摩擦和其他已在燃燒的東西。
第二 當(dāng)木頭達(dá)到攝氏260度時,熱量會分解某些構(gòu)成木頭的纖維素材料。
第三 被分解的材料以揮發(fā)氣體的形式釋放出來,這種揮發(fā)氣體通常由氫氣、碳和氧氣組成。
滅火器工作原理
第四 當(dāng)揮發(fā)氣體達(dá)到一定溫度時,復(fù)合分子分裂,原子重新與氧氣結(jié)合形成水、二氧化碳以及其他物質(zhì)。
第五 揮發(fā)氣體升到空氣中之后就形成了火焰。從火焰中產(chǎn)生的碳原子加熱后發(fā)出了光。
第六 火焰散發(fā)的熱使燃料一直保持在燃燒溫度,因此只要有燃料和氧氣,就會一直燃燒下去。
大家可以看出,這個過程涉及到三個基本要素:
的熱度
第二 氧氣(或其他類似氣體)
滅火器的設(shè)計原理就是來通過去除其中至少一個元素來達(dá)到滅火目的。要撲滅火災(zāi),我們必須有效地去除其中一個要素。
除熱的辦法是往火上澆水。這樣可以使燃料冷卻至著火點(diǎn)溫度以下,從而阻止燃燒循環(huán)。
第二 要阻斷氧氣,可以通過把火悶住使之不與空氣接觸。撲滅小火的一個方法是用厚毛毯蓋住火。另外一種方法是往上面倒非易燃材料,如沙子或發(fā)酵粉。
第三 對很多火災(zāi)來說,去除燃料是最困難的一種方法。例如,當(dāng)房子著火時,房子本身就是潛在的燃料。這種情況下,燃料只有被火燒盡時,才能被真正去除。
滅火器工作原理工作原理
滅火器是堅固的金屬筒體,里面裝著水或滅火材料。當(dāng)按下筒體頂部的拉桿時,產(chǎn)生的高壓會把筒體內(nèi)部的滅火劑擠壓出來,這與噴霧氣罐噴射材料的方式相似。右邊是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的滅火器示意圖。
在這個滅火器中,有一根塑料吸管從貯氣瓶的底部延伸至滅火器頂部。裝有彈簧的控制閥阻擋了從吸管到噴嘴的通道。在筒體的頂部有一個稍小的筒體,里面裝滿壓縮氣體——如液體二氧化碳。放氣閥防止了壓縮氣體的泄漏。
要使用滅火器,應(yīng)拉出安全栓并壓下操作桿;操作桿推動作用桿,作用桿向下擠壓裝有彈簧的控制閥來打開噴嘴的通道;作用桿底部的刺透貯氣瓶的放氣閥。
壓縮氣體釋放,會對滅火劑產(chǎn)生向下壓力。這壓力相當(dāng)大,能夠?qū)缁饎┩ㄟ^吸管推至噴嘴。滅火器的正確使用方法是要使之直接對準(zhǔn)燃料,而不是火焰本身,并以掃地般的動作往低處左右噴灑滅火劑流。
滅火器工作原理滅火劑成份
水 滅火器A類滅火器的滅火劑是水。水對燃料表面有降溫效果,可減低燃料氣化。滅火器的水通常不會大量霧化,因此對燃燒中的氣體作用不大。通常水劑滅火器內(nèi)會加入少量其他化學(xué)品,以避免滅火器生銹。部分滅火器亦加入少量化學(xué)物減少水的表面張力,讓水能更容易滲入燃燒中物體內(nèi)部。
水不一定能救滅液體(B類)火災(zāi),視乎液體燃燒的分子的極性。水可以救滅極性燃料如酒精的火,但用在非極性燃料如燃油上,卻會把火散開,令其更為不受控。
把水射到電火上,可能會令施用者被電擊。除非電力肯定已被切斷,或者使用特別噴嘴,令水成為非連續(xù)之水珠,否則不應(yīng)用水在電火之上。
第二 泡沬
以滅火器撲滅汽油火泡沬常被用在B類火之上,亦可用在A 類火。通常泡沫滅火劑是水加入泡沫劑,令泡沫能浮在燃燒中的液體之上,隔絕火及燃燒表面。普通泡沫可用在非極化燃料如汽油之上,但用在極化液體如酒精或甘油則可能會過快分解而失效。儲存大量極化易燃液體的地方要使用特別之酒精泡沬。
第三 干粉
B類或電火即E類,或美國之C類可使用干粉滅火劑。干粉滅火劑主要為兩類:
BC粉是或碳酸氫鉀粉末,以二氧化碳或氮?dú)馔苿?。粉末能吸收火的熱力,令燃燒的化學(xué)反應(yīng)無法繼續(xù)。部分粉末亦可稍為抑制化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。粉末可令火勢暫停漫延,但未必足以壓滅火。因此通常會與泡沫一同使用。
ABC粉是硫化氨或磷化氨。除了能壓制火外,更會溶解成一層黏膜,阻隔燃燒表面與氣體的熱力傳送。因此對A類火亦有效。ABC 粉是對付多種火的選擇。但對付立體的A類火,則以水或泡沫較為有效。
這兩類粉劑皆可用在電火之上。但其腐蝕性很可能令設(shè)備無法修復(fù)。
第四 濕粉
以乙酸鉀或檸檬酸鉀及碳酸氫鉀造成,可用在廚房火災(zāi)K類上。粉末除了降溫外,亦能皂化,在煮食油上形成一層泡沫。但皂化只會在動物油脂上發(fā)生,因此不能用在B類火上。
第五 二氧化碳
二氧化碳滅火器二氧化碳(CO2)可用在B類,C及E 類火上。作用是把空氣排擠,令火失去氧氣熄滅。因為二氧化碳是氣體不會殘留,因此用于電火可避免損壞設(shè)備。二氧化碳用在A類火上是可行的,但必須長時間使用,手提滅火器不可能提供足夠的劑量。二氧化碳滅火器的噴喉頂部通常為一筒狀。由于二氧化碳儲存在滅火器時是十分低溫,使用時要小心避免接觸,以免引起凍傷。因使用二氧化碳滅火時,會減少火場及燃燒物品的氧氣量,所以在空氣不流通的環(huán)境下使用二氧化碳滅火,會影響呼吸,不適合長時間使用,使用后必須盡快離開現(xiàn)場。
第六 鹵化烷
鹵化烷滅火器鹵化烷(Halon,亦稱海龍、哈隆)是一種多功能滅火劑,能救滅D類以外的火,而且只需頗低的份量(不足5%)即可。鹵代烷用在A類火亦可,但其效果不佳,9磅4公斤的鹵代烷滅火器只等于1/4加侖水,而且易為風(fēng)所影響。鹵代烷是少數(shù)在飛機(jī)內(nèi)亦可安全施放的滅火劑,不會對‘飛機(jī)’構(gòu)成腐蝕;飛機(jī)上常用Halon 1211。在密封的情況下,鹵化烷有微毒;非常溫壓下,甚至可能水解出“光氣”。鹵化烷能改變火的熱力分布,同時抑制火的化學(xué)反應(yīng)。由于鹵化烷屬氯氟化碳,會對臭氧層造成破壞,因此正逐漸被取代。1992年起加拿大已禁止使用及鹵化烷滅火器。2003年以后歐洲及英國亦禁止在飛機(jī)以外使用鹵化烷。在中國,據(jù)國家規(guī)范,鹵化烷被禁止用作滅火劑。
第七 氟化碳合物
美國杜邦化工開始生產(chǎn)以接近飽和之氟化碳合物作滅火劑,替代鹵化烷。這些滅火劑據(jù)稱毒性較鹵化烷低,不會損害臭氧層,但使用時濃度要比鹵化烷高一半。
第八 D類火
D類火由燃燒中的金屬產(chǎn)生。這類火制造大量高熱及反應(yīng)性。例如燃燒中的鎂會把水分解,產(chǎn)生的氫氣可引起爆炸;鹵化烷亦會被分解成有毒之光氣,同樣可能產(chǎn)生爆炸。就算是以氮?dú)饣蚨趸及鼑紵械慕饘?,仍然可能繼續(xù)悶燒,并能把二氧化碳變成有毒之一氧化碳。因此對D類火并沒有單一滅火劑可用,而必須按所儲物料預(yù)備不同滅火劑。而使用時亦必須經(jīng)過特別訓(xùn)練。部份用在D類火的滅火劑如下:
氯化鈉及石墨粉末,以鏟施放。適用于鈉、鉀、鎂、鈦、鋁等多數(shù)金屬火。
石墨粉末以長柄鏟施放,用于金屬粉末起火。滅火器的氣體可能把金屬粉吹起,引起塵爆。石墨能隔絕空氣及帶走熱力。
以氬氣推動銅粉滅鋰火。氬能隔絕空氣及銅能帶走熱力,并黏附在溶解之鋰金屬上。
在沒有以上物料時,必要時以長柄鏟把干沙堆在金屬火上。但沙中的極少水份都有可能引起蒸氣爆炸,把金屬射到四周。
第九 細(xì)水霧
細(xì)水霧是海龍滅火器的替代品,可以撲滅液體火。其主要機(jī)理是吸熱、置換氧氣和隔絕輻射。
釋放的可以是固體、液體或氣體滅火劑。