水力学基础知识

活泼金属 金属粉末
磷化物
（二）水的化学反应
金属氢化物
硅金属化合物
硼氢类物质
碳金属
1.水与活泼金属反应
水与活泼金属锂、钾、钠、锶、钾钠合金等接触， 将发生强烈反应：
2Na+2H2O
2NaOH +H2↑+热量
这些活泼金属与水化合时，夺取水中的氧原子， 放出氢气和大量热量，使释放出来的氢气与空气 中的氧气相混合形成的爆炸性混合物，发生自燃 或爆燃。
高压水流经过直流水枪喷出，形成结实的射流称为
密集射流。
密集射流
（2）密集射流特点
密集射流靠近水枪口处的射流密集而不散，
离水枪口较远处射流逐渐分散。密集射流耗
水量大，射程远。冲击力大，机械破坏力强。
（3）密集射流适用范围
建（构）筑物室内消火栓给水系统
中配备的直流水枪和消防车上使用的
直流水枪，都是密集射流扑救火灾。
第二节 水的灭火作用
冷却作用 乳化作用
窒息作用
稀释作用
分离作用
一、冷却作用
由于水的比热容大，汽化热高，而且水具
有良好的导热性。因而，当水与燃烧物质 接触或流经燃烧区时，将被加热或汽化， 吸收热量，从而使燃烧区温度大大降低， 以致使燃烧中止。
二、窒息作用
水的汽化将在燃烧区产生大量水蒸气占据燃
烧区，可阻止新鲜空气进入燃烧区，降低
在正常大气压强条件下，水在不同温度时的容 重见表4-1。此时1升的纯净的水重有1kg
温度（℃）
0
4
10
20
30
40
60
100
容重/(N/㎡)
9806 9807 9801 9789 9764 9730 9642 9399
表4-1 水在不同温度时的容重
(二)粘滞性 当水在流动时，水分子之间、水分子与固体 壁面之间的作用力显示为对流动的阻抗作 用，即显示出所谓的粘滞性阻力（内摩擦 阻力），水的这种阻抗变形运动的特性就 称为粘滞性,也叫“内摩阻”。
2.分散射流
高压水流经过离心作用、机械撞击或机械 强化作用使水流分散成点滴状态离开水枪，
形成扩散或幕状射流称为分散射流。
分散射流根据其水滴粒径大小又分为喷雾 射流和开花射流两种类型。
（1）喷雾射流
定义：水滴粒径平均小于100um的分散射流, 称为喷雾射流。 特点：由喷雾水枪产生，控制面积大，用水量 省，燃烧区蒸汽浓度大，吸收大量汽化热， 隔绝空气，降低空气中含氧量，有良好的冷 却和窒息作用，同时，水渍损失小，除烟效 果好。
1、直流水枪
定义：
直流水枪是一种喷射密集充实水流的水枪。
是灭火的射水工具，用其与水带连接会喷 射密集充实的水流。
优点： 射程远、水量大、冲击力强等优点。
（1）直流水枪分类和构造
普通直流水枪
分类：
开关式直流水枪
它由管牙接口、枪体和喷嘴等主要零部件组成。常 用的直流水枪喷嘴口径有13mm、16mm、19mm三 种。 .
普通直流水枪
开关式直流水枪
（2）直流水枪的使用
使用直流水枪灭火时，由于水枪射流产生
反作用力，因此，如变更射流方向时应缓
慢操作；使用开关式直流水枪时，开关动
作应缓慢进行，以免产生水击现象，造成
水带爆破或者影响消防员安全。
（3）水枪充实水柱
由水枪喷嘴起到射流90%的水柱水量穿过直
径380mm圆孔处的一段射流长度称为充实
用水可以扑灭易溶于水的固体物质火灾； 用水可以扑救比水重且不溶于水的可燃液 体； 也可以稀释溶于水的可燃液体，使火灾得
到控制或扑灭。
（六）水的导电性
水的导电性能与水的密度、射流形式等有关。
水中含有杂质越多，电阻率越小，导电性
能越大。纯净水电阻率很大，为不良导体。
天然水源一般都含有各种杂质，因而被称
使用：使用喷雾水枪灭火时，应注意喷
雾角、射流方向和喷雾射流类型 的选择。
喷雾水枪
3.开花直流水枪
定义：开花直流水枪是一 种喷射直流水流和开花水 流的水枪。 用途： 在火场中以伞形开 花射流隔离辐射，掩护消 防员进入火场接近火源， 以密集射流扑救一般固体 物质火灾或冷却保护其他 物质。
第一节 水的性质 水是无嗅无味的液体，是人类赖 以生存的基本物质。它取用方便， 分布广泛，同时由于水在化学上 呈中性、无毒，且冷却效果非常 好，因此水是最常用、最主要的 灭火剂。
主要内容
一、水的基本特性 二、水的主要物理性质 三、水的化学性质
一、水的基本特性
水有三种状态：固体、液体和气体。
3.水与金属氢氧化物反应
水与氢化锂、氢化钠、四氢化锂铝、氢化
钙、氢化铝等金属氢化物接触，氢化物中
的金属原子与水中的氧原子结合，则氢化
物和水的氢原子放出，产生大量的氢气，
也会助长火势。
4.水与硅金属化合物反应
水与硅化镁、硅化铁等接触，会释放出自 燃物四氢化硅：
Mg2Si + 4H2O = 2Mg(OH)2 + SiH4
Zn
2.水与金属粉末反应
Zn
H 2O
水与锌粉、镁铝粉等金属粉末接触，在火 场高温情况下反应较剧烈，放出氢气，会 助长火势扩大和火灾蔓延。
Zn+H2O
ZnO+H2
2.水与金属粉末反应
水与铝粉、镁粉相互混合的镁铝粉与水接 触，比水单独与镁粉或铝粉接触反应强烈 得多 Mg(OH)2 + 2Al(OH)3 = Mg(AlO2)2 + 4H2O 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2 ↑ +热量
黏滞性在液体静止或平衡时是不显示作用的。
（三）压缩性
在密闭容器内液体表面上，用活塞加压，
液体就受到压力，受压后的液体体积要缩小。
液体的体积随压力增加而减小的性质称为
液体的压缩性。液体的特点是压缩性很小。
根据试验，把温度为20℃在0.1MPa压力 作用下的水体积为1，不同压力时的水体 积如表4-2。
受到冷却，使可燃蒸气产生的速度降低，致使燃
烧中止。
第三节 消防射流
主要内容：
一 、消防射流 二、消防射水器具
一、消防射流
（一）消防射流的含义
消防射流是指灭火时由射水器具喷射 出来的高速水流。
（二）消防射流类型
密集射流
消 防 射 流 分散射流
喷雾射流 开花射流
1.密集射流
（1）密集射流的定义
常压下：
固体
下降到
升温超过
液体
0℃ 100 ℃
气体
液体与固体的主要区别是液体容易流动，液体 与气体的主要区别是液体体积不易压缩。
(一)水的比热容
水温升高1℃时， 单位体积的水 需要吸收的热量，称为比热容。
若将1L常温的水（20 ℃）喷洒到火源处， 使水温升高到100 ℃，则要吸收热量 336KJ。 若将水的比热作为1，则其他液体的比热 容均小于1，水比任何液体的比热容都大 因而用水灭火、冷却效果最好。
(二）水的汽化热
单位体积的水由液体变成气体需
要吸收的热量称为汽化热。
1L100 ℃ 的水Leabharlann 吸收热量2264KJ
100 ℃ 水蒸气
由此可知，水的汽化热很大。
因此，将水喷洒到火源处，使水迅速汽 化成蒸汽，具有良好的冷却降温作用。 同时，水变成蒸汽时体积扩大。1L水变 成水蒸气后体积扩大1725倍，且水蒸气 是惰性气体，占据燃烧区空间，具有隔 绝空气的窒息灭火作用。实验得知，水 蒸气占燃烧区的体积达35％时，火焰就 将熄灭。
四氢化硅易与空气中的氧反应，发生自燃
5.水与碳金属反应
水与碳化钙、碳化钾、碳化铝等物质接触 时，碳化物中的金属原子与水中的氧原子 结合，碳化物中的碳原子与水中的氢原子 化合，生成易燃易爆的碳氢化合物气体， 并释放出大量热量：
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2↑ + 热量
6.水与硼氢类物质化学反应
（四）膨胀性
水的体积随水温升高而增大的性质为
水的膨胀性。
根据试验，10-20℃的水在常压下，水
温升高1℃，体积增加万分之一点五，
其体积变化较小。
（五）溶解性 溶质在水中的扩散称为溶解。物质能否在水 中溶解，与物质分子的极性有关。凡是由 极性分子或与水分子结构相似的分子组成 的物质均易溶于水，如食盐、糖等。与水 分子极性不同的物质不易溶于水或者不溶 于水，如：汽油、煤油、柴油等。
为良性导体。
三、水的化学性质
（一）水的分解
水由氢、氧两种元素组成。火场上的消防水柱射流触 及高温设备,水滴瞬间汽化，体积突然扩大，会造成物理 性爆炸事故。当水蒸气温度继续上升超过1500℃以上， 水蒸气将迅速分解为氢气和氧气： 2H2O 2H2↑ + O2↑ +热量
高温
氢气为可燃气体，氧气为助燃气体，氢气和氧气相互混 合，形成混合气体，在高温下极易发生化学性爆炸，其 爆炸威力大，若无可靠的防范措施，就会造成火灾爆炸 事故。
消防水力学基本知识
导入：
1、扑救火灾时常犯的一些错误:
如：1)电器、电设备起火在没有切断电源 的情况下用水去泼； 2)汽油、煤油、柴油等油类可燃液体着 火用水去泼灭； 3)炙热的金属如高温的铁水、钢水起火 用水去扑救…
2、学习消防水力学基本知识的 意义?
学习提纲
第一节 水的性质 第二节 水的灭火作用 第三节 消防射流
燃烧区氧的浓度，使可燃物得不到氧的补
充，导致燃烧强度减弱直至中止。
三、稀释作用 水本身是一种良好的溶剂，可以溶解水溶性甲、乙、
丙类液体，如醇、醛、醚、酮、酯等。因此，当 此类物质起火后，如果容器的容量允许或可燃物 料流散，可以水予以稀释。由于可燃物浓度降低 而导致可燃蒸汽量减少，使燃烧减弱。当可燃液 体的浓度降到可燃浓度以下时，燃烧即行中止。