火灾动力学讲义
火灾动力学——9b_火焰高度
1/ 2
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18.5
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Dresden Hamburg Tokyo (1923), (1945)
20
东京地震与火灾 (1923)
羽流过程的卷吸会产生流动不稳现象，导致火焰 的跳动性pulsation
15
Free wall
corner
20.4 1.32
20.4 1.32
40.4 1.74
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射流火灾
常见的射流存在两种类型 (i.e. 满足不同的量纲分析规 律 ): 动 量 控 制 或 浮 力 控 制 的 湍 动 射 流 火 焰 ， 通 过 Froude数来区分。
Non-dimensional flame length
1
本节的内容包括
火焰结构 火焰脉动 火焰高度 墙边和墙角火焰高度 非常规火灾（火暴或火旋风）
特征
◦ 基本次序
火焰区产生高温燃烧产物；
高温气体在浮力作用下向上升腾；
周围的空气向内卷吸。 ◦ 对室内火灾的贡献：
羽流就像一台卷吸新鲜空气，从底层空 气向高层热气（包括燃烧产物和空气的 混合物）进行质量输送的泵浦
Q *
cpT
Q gDf
Df
2
Q*的作用
无量纲能量密度 Q * 与无量纲动量FR的关系：
Q m f H f f u f Df 2 / 4 H f
Q *
f
H f cpT
Fr
Q * 100Fr
orde r of m a gnitude
流体力学中表征流体惯性力和重力相对大小的一个无量纲参
火灾动力学讲义
火灾动力学讲义季经纬编第一章绪论1.1火与人类文明火的使用是人类走向文明的重要标志，没有火就没有人类社会的进步，火也能给人类造成灾难。
1.2火灾分类火灾：火失去控制而蔓延的一种灾害性燃烧现象。
火灾发生的必要条件：可燃物、热源和氧化剂（多数情况下为空气）。
分类方法：根据火灾发生地点、燃烧对象、损失程度和起火原因等分类。
图1.1各种各样的火三角根据火灾发生地点分类地上建筑火灾：发生在地表面建筑物内的火灾。
地下建筑火灾：发生在地表面以下建筑物内的火灾。
水上火灾：指发生在水面上的火灾。
空间火灾：指发生在飞机、航天飞机和空间站等航空及航天器中的火灾。
根据燃烧对象分类固体可燃物火灾：普通固体可燃物燃烧引起的火灾，又称为A类火灾。
液体可燃物火灾：油脂及一切可燃液体引起的火灾，又称为B类火灾。
气体可燃物火灾：可燃气体引起的火灾，又称为C类火灾。
可燃金属火灾：可燃金属燃烧引起的火灾，又称为D类火灾。
根据火灾损失严重程度分类特大火灾：死亡10人以上（含10人），重伤20人以上：死亡、重伤20人以上：受灾50户以上：烧毁物质损失100万元以上。
重火火灾：死亡3人以上（含3人），重伤10人以上：死亡、重伤10人以上；受灾30 户以上；烧毁物质损失30万元以上。
一般火灾：不具备重大火灾的任一指标。
根据起火原因分类放火违反电器安装安全规定违反电器使用安全规定违反燃气操作规定吸烟生活用火不慎玩火自燃自然灾害其他德国起火原因分类自然原因引起的火灾动物引起的火灾自燃引起的火灾技术原因引起的火灾疏忽纵火和故意纵火1.3火灾的危险性火灾是各种灾害中发生最频繁、且极具毁灭性的灾害之一，其直接损失约为地震的五倍，仅次于干旱和洪涝。
火灾危险性的特点表现在以下几个方面：既有确定性、又有随机性可燃物着火引起火灾，必须具备一定的条件，遵循一定的规律。
这个规律既可以在模拟实验中再现，也可以抽象为控制火灾过程的数学模型，这就是火灾过程模拟研究的科学依据。
火灾动力学——5a_爆炸常识
气象条件
◦ Stable atmospheres lead to large clouds.
◦ Low wind speed encourages large clouds.
蒸汽云尺寸的效果:
◦ probability of finding ignition source ◦ likelihood of generating any overpressure ◦ magnitude of overpressure
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UVC E
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An overpressure caused when a gas cloud detonates or deflagrates in open air rather than simply burns.
可爆炸的云团可以从富燃到欠燃，覆盖所有范围。 边缘开始燃烧，形成燃爆 (deflagration, steady state combustion). 云团会通过自然对流散布。 由于限制和湍流，导致燃烧速度增加； 如果燃烧速度足够大导致轰爆。 如果云团太小，没有封闭，就不会爆炸； 增加不饱和度增加（增加空气），会促进爆炸； 云爆的效果也可以通过TNT当量来模拟。
爆炸– rapid expansion of gases resulting in a rapid moving pressure or shock wave.
燃烧动力学PPT课件
一般地说，反应物的物理性质(k0)对反应速度的影 响非常有限,不是主要影响因素,它涉及到分子碰撞 理论, 我在这里不多讲了。
而活化能E对反应速度的影响十分显著，活化能 愈小，活化分子数越多，k值越大，则反应速度就 越大。 ➢什么是活化分子？能发生反应的高能量分子。 ➢什么是活化能？活化分子的平均能量比普通分子
3
一般地说，表示化学反应速度的大小，主要是用浓 度的变化（反应物浓度减少或生成物浓度增加）来 表示。 根据不同的浓度单位，有不同的表达形式：
用摩尔浓度单位：kmol/m3 .s
Vm=±dCi／dt 用分子浓度单位: 1/m3 .s
Vm=±dNi／dt Ni──单位容积中某物质的分子数 用质量浓度单位: kg/m3 .s
负荷qv可以表示燃烧速度的大小,qv(KJ/m3.s)是在单
位时间单位体积内烧掉些燃料所释放出来的热量。 这是燃烧化学反应速度的表示方法，下面简单介绍 一下影响化学反应速度的因素：
5
二 影响反应速度的因素 (1)浓度影响: 浓度增大，分子碰撞次数增加，反应速率增大。 质量作用定律: Vm=k·Cin n──反应级数,根据实验测定,它能直接反映出Vm与C 的具体关系,而且对进一步研究反应机理也有用处。 具体测定方法属于《物理化学》的内容。 k──反应常数 , 由实验测出：它反映了燃料燃烧能力 的大小，如k(炔) > k(烯) > k(烷) 炔烃燃烧能力最大,烯烃次之,烷烃最弱。
化学动力学在燃烧理论中占有重要的地位，尤 其是燃烧反应速度已成为衡量燃烧过程特性的一个 主要参数，由于物理化学是一门复杂的学科，我仅 在这里粗略地介绍一个与燃烧现象有关的一些概念 和知识。其它内容主要靠自学。
2
第一节 化学反应速度
火灾动力学
火灾动力学
第1章绪论
1．1 火与人类
1．2 火灾基础理论的近现代研究1．3 火灾动力学的研究方法与意义
第2章火灾的物理化学基础
2．1 化学热力学
2．2 化学动力学
2．3 物质的传输
2．4 火灾中的热释放速率
第3章室内火灾的发展
3．1 室内火灾发展的一般过程
3．2 室内火灾发展的主要影响因素3．3 轰燃
3．4 回燃
3．5 烟气温度的估算方法
第4章火灾中的热传递
4．1 导热
4．2 对流换热
4．3 火灾中的辐射换热
第5章气体燃烧
5．1 气体的自发着火
5．2 强迫着火
5．3 预混燃烧的火焰传播
5．4 扩散燃烧
第6章液体燃烧
6．1 液体的蒸发
6．2 液体的闪点和燃点
6．3 液体的自燃
6．4 液体的点燃
6．5 液体的辐射引燃
6．6 液体可燃物的火灾蔓延
第7章固体燃烧
7．1 固体可燃物着火的一般过程7．2 热薄性和热厚性固体可燃物的着火7．3 固体可燃物的着火判据
第8章火羽流与烟气流动
8．1 扩散火焰
8．2 火羽流的特征（自然扩散火焰）8．3 理想羽流
8．4 常见的羽流质量流量计算公式8．5 顶棚射流
8．6 开口流动
第9章室内火灾数值模拟
9．1 室内火灾的区域模拟方法9．2 轰燃后的简化火灾模型
9．3 CFAST应用简介
9．4 火灾的场模拟
参考文献。
火灾热动力学的理论解析
火灾热动力学的理论解析火灾是一种极具破坏性的自然灾害，不仅危及人们的生命财产安全，还对环境造成严重影响。
对于火灾的防治工作，尤其是对于火灾扑救的技术和策略的制定，热动力学理论发挥着重要作用。
一、热动力学基础热力学是探究物质热态的一门科学，主要描述热和功的转换过程，是物理学和化学的重要理论基础之一。
在热力学基础上，热动力学则是研究热力学现象及其演化过程的科学，主要包括热力学第一、二、三定律等内容。
在火灾热力学中，热力学定律往往被用来分析火灾产生的热量、热量的传递和热量的转化。
同时，通过热力学原理，可以推导出火灾中各种反应的准确热力学参数，为后续的模拟与计算提供基础。
二、火灾热动力学模型火灾的燃烧过程是一种复杂的自由放热反应，该过程不仅与燃烧物质和反应场所有关，还与温度、压力、氧气和燃料之间的化学反应有关。
因此，火灾热动力学模型不仅需要考虑储存在楼房隔板、墙壁和天花板中的被燃物质的性质，还需要考虑火灾区域的空气流动、空气污染物的生成和运动以及热量的传递。
对于火灾扑救来说，最重要的是预测火灾的进展并采取切实有效的措施来扑灭火源。
基于火灾热动力学模型，可以建立出确定性和概率预测模型，来评估火灾发展的趋势并推断适当的对策。
同时，这样的计算分析也可以使消防工程师和设计师能够更好地进行系统的防火规划和消防措施设计。
三、应用热动力学应对火灾基于热动力学理论，可以使得消防员、消防教师和其他相关从业人员更好地理解火灾及其燃烧过程，提供必要的扑救方案和建议。
通过这样的方法，人们可以更好地了解火灾对于建筑物结构、建筑材料和财产带来的损失。
除此之外，热力学理论也可以应用于以住宅为基础的建筑物中。
建立热动力学模型，可以帮助设计更为安全的建筑。
比如，通过热动力学理论预测火灾后产生的热量和烟雾以及它们在建筑物中的流动，可以设计出更为高效的通风和疏散系统，预防人员被困在火源中。
在火灾热动力学的理论解析中，热力学的各项基础定律和准确参数起到了极为重要的作用。
火灾模拟中的动力学效应分析与计算
火灾模拟中的动力学效应分析与计算火灾是一种常见的事故，它会给人们的生命和财产带来不可估量的损失。
为了尽可能减小火灾的危害，研究火灾模拟是十分必要的。
在火灾模拟中，动力学效应是一个重要的因素，下面将对火灾模拟中的动力学效应分析与计算进行探讨。
一、动力学效应简介在火灾模拟中，动力学效应指热扩散、热膨胀、气体流动等因素引起的房间内气体和热流动的现象。
这些因素会对火灾的发展过程产生很大的影响。
首先是热扩散。
当火灾发生时，火源会释放大量的热量，这些热量在房间内部逐渐扩散，导致房间内产生温差。
温差会促使气体流动，使得火灾的产生更加复杂。
其次是热膨胀。
在火灾过程中，火源所在区域的温度会急剧上升，导致该区域的空气膨胀。
这种热膨胀现象会影响房间内的空气流动，加速火灾的扩散。
最后是气体流动。
当火源释放的热量达到一定程度时，房间内的空气流动就会加速。
气体流动现象的产生，会导致火灾的传播变得更加快速和不可控。
二、动力学效应的计算方法为了研究火灾的传播以及火灾模拟中的动力学效应，需要使用一些计算方法来分析。
目前常用的计算方法有CFD模拟、有限元分析等。
1. CFD模拟方法CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）模拟方法是目前应用非常广泛的一种计算方法。
它能够模拟房间内的气体流动，以及热量的传递和辐射。
通过CFD模拟可以计算出火灾发生过程中的温度分布、气体流速等，可以为火灾的预防和扑救提供帮助。
2. 有限元分析方法有限元分析方法是一种结构力学分析方法，它能够计算材料和结构在受力状态下的响应。
在火灾模拟中，可以利用有限元分析方法来计算结构在火灾中产生的应力和变形，以及各个部件在火灾中的承载能力。
三、动力学效应对火灾模拟的影响在火灾模拟中，动力学效应的出现会极大地影响火灾的发展。
热扩散现象会导致房间内的温度分布不均，促使空气流动，加快火灾的传播。
热膨胀现象则会导致结构的变形和破坏，影响火灾的扑救效果。
建筑物火灾动力学原理
建筑物火灾动力学原理火灾是一种常见的灾害，对人们的生命财产安全造成了严重威胁。
了解建筑物火灾动力学原理，对于预防和控制火灾具有重要意义。
本文将从火灾发展过程、火灾动力学原理以及建筑物火灾防控措施等方面进行探讨。
一、火灾发展过程火灾发展过程一般分为点燃阶段、火灾扩散阶段和灭火阶段。
点燃阶段是指火源与可燃物接触，使可燃物处于点燃状态的过程。
火灾扩散阶段是指火焰和烟气在建筑物内部或外部传播的过程。
灭火阶段是指对火灾进行扑救和控制的过程。
二、火灾动力学原理1. 燃烧过程：燃烧是指燃料与氧气在适当的温度下发生氧化反应，释放出大量的热能和光能。
火灾中的燃烧过程是一个复杂的物理化学过程，涉及到燃烧的热学、热传导、质量传输等多个方面的知识。
2. 热传导：热传导是指热量通过固体、液体或气体的传递过程。
在火灾中，热传导是火焰热量传递给周围物体的主要途径之一。
热传导的速度取决于物体的导热性能和温度差。
3. 烟气扩散：烟气是火灾中产生的气体，具有较高的温度和毒性。
烟气扩散是指烟气在建筑物内部或外部的传播过程。
烟气的扩散速度受到多个因素的影响，如烟气密度、温度、气流和压力差等。
4. 火焰蔓延：火焰蔓延是指火灾中火焰在可燃物表面上的传播过程。
火焰蔓延的速度取决于可燃物的燃烧特性、燃烧温度和氧气供应等因素。
5. 烟气温度：火灾中，烟气温度通常比周围环境温度高很多。
高温的烟气对建筑物结构和人体健康造成严重威胁。
了解烟气温度的分布规律，有助于合理设计建筑物的防火措施。
三、建筑物火灾防控措施1. 防火材料：在建筑物的设计和施工中，使用防火材料是一种重要的防火措施。
防火材料具有抗燃烧、隔热和阻燃等特性，可以延缓火灾的蔓延速度，提高人员疏散时间。
2. 火灾报警系统：火灾报警系统可以及早发现火灾，及时采取相应的灭火和疏散措施。
合理布置火灾报警设备，对于提高火灾防控效果具有重要意义。
3. 疏散通道：建筑物内设置合理的疏散通道，对于人员疏散和火灾扑救具有重要意义。
火灾化学—第三讲
火灾化学的基础理论
☞ 化学热力学基础 ☞ 化学动力学基础 ☞ 热解过程中的热力学和动力学 ☞ 基础燃烧理论 ☞ 爆炸的基本理论 ☞ 火灾的基础理论
第二节 化学动力学基础
2.2.1 引言
1. 研究化学反应的速率，了解各种因 素（T、P、浓度、介质、催化剂等对 反应速率的影响）。
化学动力 学的基本 任务
− 式中， dcA dc − B 叫作反应物A、B的消耗速率； 、 dt dt dcY dcZ 、 dt 分别为生成物Y、Z的增长速率。 dt
vA =−
vY =
dcA dc ,νB =− B dt dt
dcY dc ,νZ = Z dt dt
对于恒温恒容气相反应，可以用分压为基础来表示 反应速率：
支链反应
H2 +O →H⋅+H 2 ⋅ O 2 H2 +O →2H ⋅ O 2
H 2 ⋅+H2 →H ⋅+H2O O O H ⋅+H2 →H⋅+H2O O H⋅+O →H ⋅+O⋅ O 2 O⋅+H2 →H ⋅+H⋅ O
C 链增长： CH4 +Cl⋅→⋅CH3 +H l ⋅C 3 +C 2 →C 3 l +C ⋅ H l HC l
链终止： 2C ⋅→C 2 l l
2⋅C 3 →C 3 −C 3 H H H ⋅C 3 +C ⋅→C 3 l H l HC
O⋅+O⋅+M →O +M 2 H ⋅+H⋅+M →H2O+M O
课后思考题
1. 化学动力学的概念？ 化学动力学的概念？ 2. 反应速率和浓度的关系？ 反应速率和浓度的关系？ 3. 反应速率和温度的关系？ 反应速率和温度的关系？ 4. 链反应中直链反应与支链反应的区别？ 链反应中直链反应与支链反应的区别？
火灾动力学
火灾动力学
火灾动力学（Fire Dynamics）是研究火灾过程中热、气、物质相互作用和能量转换规律的领域。
火灾动力学可以帮助人们更加深入地理解火灾的发展过程和规律，并为火灾预防、扑救、控制和消除提供理论依据。
火灾动力学主要包括以下几个方面：
1.燃烧过程：燃烧是火灾过程中最主要的能量释放方式，了解不同物质的燃烧特性对于火灾预防和扑救至关重要。
2.热传递过程：火灾过程中的热传递包括对流、辐射和传导等多种途径，热传递对于火灾的发展速度和范围有着关键的影响。
3.空气动力学过程：火灾过程中产生的高温气体形成了烟气，烟气的运动和展开对于火场烟雾控制、火势扑灭等方面有着重要意义。
4.燃烧产物的毒性和有害性：燃烧过程中产生的烟雾、毒气和其他有害物质对于人类健康和安全构成着威胁。
总体来说，火灾动力学是一个包括热学、流体力学和化学反应等方面知识的复杂领域，需要从多个方面进行研究和分析。
火灾动力学讲义.doc
《中华人民共和国消防法》由中华人民共和国第九届全国人民代表大会常务委员会第二次会议于1998年4月29日通过，自1998年9月1日起施行。她标志着我国消防工作已经步入法制化轨道。《中华人民共和国消防法》由总则、火灾预防、消防组织、灭火救援、法律责任和附则六章，共54条组成。
研究火灾机理和规律
长期以来人们一直把火灾视为偶然的、孤立的突发事件，因而采取哪里着火哪里扑救的办法，对策主要着重于研究和制造灭火装备，以及制定各种消防规范。对火的研究也仅局限于用统计的方式研究火灾规律，即通过总结和分析大量火灾原始资料归纳出火灾发生的统计规律。然而，日益增长的火灾损失和防火灭火的难度，促使人们进一步思考，为了有效地控制火灾是单纯依靠加强探测和扑救的技术装备，还是深入研究火灾的机理和规律，把火灾防治建立在对火在科学认识的基础上。减少火火损火需要科学技术，这既包括先进的监测和扑救设备，也包括防火设计的科学化和合理化，还包括防火扑救力量的合理调配和使用，而这一切都依赖于对火的规律的科学认识。
引起这场重大火灾的直接原因是由于12层一办公室的窗式空调器电线短路而造成的。上午9点零5分，当地消防部门接到报警。第一辆出动的消防车9点10分赶到现场。届时，火势很大，火苗已窜出窗口，向上翻滚，沿大楼外墙迅速蔓延扩大。被困在大楼内的756人（其中有601人在第11层至25层的办公室内），他们中的许多人站在狭窄的挑檐上，狂乱地挥舞着手求救。消防部门调集了12辆消防车，3辆云梯车，两辆曲臂登高车等赶到现场投入战斗。由于屋内高温炽热，浓烟密布，消防人员无法进入大楼，只能用云梯车和登高车在室外紧靠建筑物的外墙进行抢救人员和灭火。这时，第12至20层全部淹没在浓烟烈火之中。被困在楼内的许多人，有的向屋项奔跑逃难；有的在办公室内用胶管往身上浇水；还有的人在绝望中跳楼身亡。
火灾动力学
• 大兴安岭森林火灾
• 1986年5月6日10时，西林吉河湾林场起火；13时58分阿木尔伊西林场起火；15时20分 左右塔河的盘古林场起火，16时西林吉古莲林场起火。经过奋力扑救，在当日扑灭1起， 其余3起也得到控制。5月7日15时开始，风力逐渐加大，造成火灾迅速蔓延。5月9日傍 晚，4000名解放军奔赴塔河。5月1 1日，又有6000多名解放军开往火场。国务院成立了 有解放军总参谋部、林业部、铁道部等单位领导同志参加的大兴安岭森林火灾灭火领 导小组。5月13日，沈阳军区增派了l万名解放军到大兴安岭火区。5月21日，北京、天 津、辽宁、吉林、黑龙江等省市抽调了424名消防人员携带干粉枪等灭火器奔向火场。 在灭火过程中还使用了人工降雨的方法，直升飞机也参加了载水灭火战斗。这场大火 持续到6月2日才被扑灭。
火灾动力学及其研究内容
• • • • • • • • • • • • • • • • • 火灾动力学 动力学dynamics是物理学中力学的分支，研究物体运动的各物理因素如力、质量、动量和能量之间的关系。 火灾动力学Fire dynamics是研究火灾的发生、发展这一具有运动特征的过程中各物理、化学因素之间关系的 科学。 火灾动力学的多学科交叉性 数理学科：微分方程定性理论和数值方法、概率与统计、非线性动力学、流体力学、固体力学、爆炸力学、 燃烧学等； 化学学科：化学动力学和热化学等： 生命科学：生物质的热解与燃烧、生物体受热一烟一毒的损伤、心理学等； 工程技术学科：安全工程、工程热物理、材料科学、信息科技、资源优化配置与调度等。 火灾动力学的主要研究内容 火灾的发展过程及其影响因素： · 火灾的基本现象 · 出现的条件 · 主要的控制参数 · 各分过程之间的相互作用 火灾动力学的研究方法 实验模拟：通过部分或完整地合理再现和演化火灾现象过程，测定火灾典型可燃物性能和火灾典型参数， 揭示火灾具体过程的机理和规律，为理论研究提供实验数据和经验公式。根据研究要求，可进行小尺寸、 中等尺寸和全尺寸的实验模拟。 数值模拟：对基本方程、理论模型、数值方法和计算机程序等方面进行研究。根据物理和化学的基本定律 以及…些合理的假设，构造描述火灾现象和过程的数学模型，通过数值计算的方法定量算出火灾发生及发 展过程。主要分为专家系统、半经验半理论模拟和场模拟。
火灾动力学知识点
火灾动力学知识点火灾动力学是研究火灾起因、火灾发展和火灾扑灭的学科。
它涉及到火灾的燃烧化学、热学、物理学等多学科知识。
本文将从火灾起因、火灾发展和火灾扑灭三个方面介绍火灾动力学的知识点。
一、火灾起因火灾起因是指引发火灾的各种原因和条件。
火灾最常见的起因是火源，例如明火、电火花等。
火源的引燃物质是触发火灾的重要因素，易燃物如纸张、木材等容易燃烧，而难燃物如水、玻璃等难以燃烧。
此外，气体、液体和固体燃料对火灾的发生和发展也有重要影响。
氧气是支持火势发展的关键因素之一，火灾现场的氧气浓度将直接影响火势的大小。
二、火灾发展火灾发展通常包括火势蔓延、燃烧产物和火灾特征等方面。
火势蔓延是指火灾从起火点向周围蔓延的过程。
火势蔓延可分为火焰蔓延和热传导两种方式。
火焰蔓延是指火焰向四周的扩展，其速度受到多种因素的影响，如温度、氧气浓度、可燃物质含量等。
热传导是指火灾中热量通过传导途径向周围传播。
燃烧产物是火灾中产生的气体、固体和液体燃烧产物，其组成和性质直接决定了火灾的危害性和难以控制性。
火灾特征包括火焰形态、火场温度、气流输送等，通过观察这些特征可以推测火灾的发展趋势和危险程度。
三、火灾扑灭火灾扑灭是指扑灭已发生的火灾或防止火灾发生的措施和方法。
常见的火灾扑灭方式包括灭火器、喷水、泡沫扑灭等。
灭火器是一种常见的便携式灭火设备，通常包括干粉灭火器、二氧化碳灭火器等。
喷水是一种常用的扑灭火灾的方法，其通过将水喷洒在火场上以冷却、化学抑制和稀释火场中的可燃气体等方式来扑灭火灾。
泡沫扑灭是利用泡沫来抑制火灾的方法，泡沫可以覆盖火焰表面形成保护层，抑制燃烧反应。
在实际扑灭火灾过程中，应根据火灾特点选择合适的灭火方法。
同时要注意与火灾直接相关的附属设备，如火灾报警装置、消防栓等，以提高扑灭火灾的效率和安全性。
总结起来，火灾动力学是研究火灾起因、火灾发展和火灾扑灭的学科。
通过了解火灾起因、火灾发展和火灾扑灭的知识点，可以更好地认识和应对火灾，减少火灾的发生和危害。
火灾事故演化的动力学分析
火灾事故演化的动力学分析一、火灾事故的发生与演化1.1 火灾事故的发生原因火灾事故的发生原因多种多样，主要包括人为原因和自然原因两大类。
人为原因包括各种意外操作，例如操作失误、违规操作、设备故障等；自然原因包括雷击、落雷引发的火灾、森林火灾等。
这些原因都可能引发火灾事故的发生。
1.2 火灾事故的演化过程火灾事故的演化过程是一个动态的过程，它通常包括点火、燃烧、蔓延和扩展等阶段。
在火灾发生初期，火焰会迅速扩散，并伴随着强烈的热辐射和浓烟排放。
火灾的蔓延和扩展过程会导致火势的迅速升级，从而引发更严重的后果。
1.3 火灾事故的演化规律火灾事故的演化规律受到多种因素的影响，包括物理因素、化学因素和环境因素等。
其中，氧气、燃料和热量是火灾发展的必要条件，它们的相互作用决定了火灾的演化规律。
二、火灾事故的动力学分析2.1 火灾事故的能量转换火灾事故是一种能量转换的过程，它包括化学能、热能和光能等多种形式的能量转换。
火灾发生时，燃料与氧气发生化学反应，释放出大量的热能和光能，使周围空气温度急剧升高，产生大量烟气和有毒气体，导致火灾事故的进一步扩大。
2.2 火灾事故的热动力学特性火灾事故的热动力学特性主要包括燃烧速率、火焰温度、热辐射等参数。
其中，燃烧速率是火灾事故发展的关键因素，它反映了火焰的传播速度和燃烧产物的生成速率。
火焰温度是火灾事故的另一重要参数，它决定了火灾对周围环境的影响程度。
2.3 火灾事故的扩散动力学火灾事故的扩散动力学主要包括火焰的蔓延和烟气的扩散两个方面。
火焰的蔓延是火灾事故的关键过程，它受到燃料种类、氧气含量、环境温度和风力等多种因素的影响。
烟气的扩散也是火灾事故的重要特征，它会产生大量有毒气体，对人员的生命安全造成威胁。
三、火灾事故的防控策略3.1 加强火灾事故的预防工作为了避免火灾事故的发生，需要加强火灾事故的预防工作。
这包括对火灾事故的发生原因进行分析和总结，加强对人员的防火教育和培训，提高火灾事故的防范意识，并加强火灾隐患的排查和整改工作。
火灾的动力学研究揭秘火势蔓延的奥秘
火灾的动力学研究揭秘火势蔓延的奥秘火灾是一种具有高温、高能量释放和破坏性的自然灾害，对人类和环境造成了巨大威胁。
为了有效防范和控制火灾，科学家们进行了火灾的动力学研究，以揭秘火势蔓延的奥秘。
本文将从火灾的燃烧过程、火势蔓延的机理以及火力学研究的意义三个方面探讨火灾动力学的研究成果。
一、火灾的燃烧过程火灾的燃烧过程可以分为三个基本要素：燃料、氧气和热源。
燃料是火灾燃烧的物质基础，可以是固体、液体或气体。
氧气是维持燃烧的氧化剂，而热源则是引发燃烧反应的能量来源。
当这三个基本要素同时存在时，火灾就有可能发生。
在火灾的燃烧过程中，燃料首先经历预热阶段，即燃烧物质受热并释放出易燃气体，形成可燃混合物。
随后是燃点阶段，燃烧物质与氧气反应产生火焰，并维持燃烧反应的连续进行。
最后是残渣阶段，燃烧物质被完全燃烧成灰烬或残余物。
二、火势蔓延的机理火势蔓延是指火焰从火源处扩散到周围区域的过程。
火势的蔓延受到许多因素的影响，包括可燃物的性质、火场的几何形状、风速和气流等。
火势蔓延的机理可以用火焰传播理论来解释。
根据火焰传播理论，火焰在传播过程中发生了可燃混合物的不断形成和燃烧产物的连续释放。
火焰的传播速度主要由燃烧反应的速率和传热过程中的能量转移率决定。
火焰的传播速度与环境条件密切相关，例如氧气浓度、温度和湿度等。
三、火力学研究的意义火力学研究对于火灾的预测、防范和控制具有重要意义。
首先，通过研究火灾的动力学过程，可以预测火势蔓延的速度和范围，为火灾应急救援提供科学依据。
其次，火力学研究对于火灾风险评估和火灾安全设计具有指导作用。
通过了解火灾的动力学机理，可以优化建筑物的消防系统，提高火灾的控制效果。
最后，火力学研究还可以为火灾灭火剂的研发和应用提供理论支持，提高灭火效率。
综上所述，火灾的动力学研究揭秘了火势蔓延的奥秘，有助于我们对火灾的防范和控制。
通过了解火灾的燃烧过程和火势蔓延的机理，我们可以采取相应的措施来减少火灾的发生和扩散。
着火理论 PPT课件
pc C B CxB = xB RT
将CA、CB换成压力与温度的函数，则
K 0QVEp x A xB e 3 4 SR T0
2 c
E RT0
1
此即为着火条件下混合气体压力与温度及其他参数 关系。当其他条件已知，如果混合气体压力小于pc 值，则不能着火。如果大于该值则可以着火两边取 对数，有：
故
K0QVC ACB E e 2 SRT0
E RT0
1
设反应物总摩尔浓度为C，则C=CA+CB，xA表示燃料 的摩尔分数， xB表示空气的摩尔分数，则
C A CxA
同时，在着火条件下，由 ，有
CB CxB
pcV nRT
pc n C V RT
pc C A Cx A = xA RT
第一节 谢苗列夫热自燃理论
• 着火温度与器壁温度的关系
由系统自燃的条件，将上面的q1和q2都代入下式
q1 q2
有
E RT
K0QVCACBe
S T T0
根据下面的条件，对上式求导得
dq1 dq2 dT dT
E K 0QVC ACB e 2 RTB
两式相除：
E RTB
代入稳态方程，整理得
2 0
H c K nC Ex x0 x0 e 2 2 2 x1 y0 y1 z0 z1 KRT
2 2 2 n A0 2 0 2 0
2
2
E RT
代入稳态方程，整理得
x0 x0 e 2 2 2 x1 y0 y1 z0 z1
令
f g ，则
dn n0 fn gn dt
火灾动力学 流体力学基础常识
• 在本课中，我们只考虑牛顿流体。非牛顿流体包括沥青、泡沫、血液、 乳化剂、油漆等
经典的非牛顿流体实验
不同流体的 粘性系数
✓ 通常情况下，液体的粘 性随着温度的增加而降 低，即加温改善流动性；
✓ 气体的粘性随着温度的 额增加而升高，即燃烧 趋层流。
伟大艺术家的观察力
流体的耗散过程与能谱
表面张力
2 1.4
1
1.4 1
1.09 kg/sec
例题：液体泄漏
下午1点，工程的操作人员注意到输送苯液体的压力表读数降低了，于是立即把压力提升到690Pa。下午2:30，操 作人员发现管道上有一个直径为6.35毫米的小孔，并立即修复。估算流程的苯量。苯的密度按照879.4 kg/m3来 计算。（Crowl, pp 115）
所以苯的总泄漏量是：
Q qs t 0.0213 90 60 115kg
2021/10/6
青岛原油泄漏大爆炸 November 22, 2013
2:30 am 发生泄漏 3:00 am 泄漏被检测，
并报告110 3:15 am 管线停止运行 10:25 am 下水道爆炸 12:40 pm 火灾被控制
单位通常是kg/m3 典型密度 水 = 1000 kg/m3; 空气 = 1.23 kg/m3 。 在一个大气压下
m PM 353
V RT T
粘性 ( )
粘性是液体内部粘性的表达；
◦ 代表内部的摩擦程度； ◦ 流动液体的内部阻力来源于分子之间的粘性和 动量交换。
流体的粘性依赖于温度：
• 液体表面任意二相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互作用 的拉力。表面张力的形成同处在液体表面薄层内的分子的特殊受力状 态密切相关。表面张力的存在形成了一系列日常生活中可以观察到的 特殊现象。例如：截面非常小的细管内的毛细现象、肥皂泡现象、液 体与固体之间的浸润与非浸润现象等。
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火灾的发生首先与建筑科技、消防设施、可燃物燃烧特性，以及火源、天气、风速、地形、地物等物理化学因素有关。但火灾的发生决非是纯粹的自然现象，还与人们的生活习惯、文化修养、操作技能、教育程度、法律知识，以及规章制度、文化经济等社会因素有关，因此，消防工作是一项复杂的、涉及到各个方面的系统工程。
火灾损失分布
住宅建筑
77-84%
建筑物内的财产
43%
其它建筑
9-10%
间接损失
36%
烟气和热
74-97%
建筑物本身
21%
其它原因
3-26%
我国火灾统计数据
1993~1998年全国共发生一次死亡10人以上或者死亡重伤20人以上的群死群伤火灾88起。其中约20%发生在市场、商场、宾馆、饭店、歌舞厅等公共场所，约25%发生在石油化工、易燃易爆场所。违反安全操作规程和违章用火、用电、用气引起的火灾由改革开放初期的不足20%升到目前的60%。1997年一年共发生火灾（不含森林火灾和草原火灾）14万起，死亡2722人。
图1.3 1974-1994年美国火灾损失及伤亡统计
表1.1 1987-1989年火灾费用统计
国家
占国民总产值百分比
消防费用
防火费用
火灾保险
直接损失
间接损失
总计
丹麦
0.09
0.37
0.08
0.310.039来自0.899英国0.28
0.19
0.29
0.20
0.113
1.073
日本
0.26
0.28
0.11
引起这场重大火灾的直接原因是由于12层一办公室的窗式空调器电线短路而造成的。上午9点零5分，当地消防部门接到报警。第一辆出动的消防车9点10分赶到现场。届时，火势很大，火苗已窜出窗口，向上翻滚，沿大楼外墙迅速蔓延扩大。被困在大楼内的756人（其中有601人在第11层至25层的办公室内），他们中的许多人站在狭窄的挑檐上，狂乱地挥舞着手求救。消防部门调集了12辆消防车，3辆云梯车，两辆曲臂登高车等赶到现场投入战斗。由于屋内高温炽热，浓烟密布，消防人员无法进入大楼，只能用云梯车和登高车在室外紧靠建筑物的外墙进行抢救人员和灭火。这时，第12至20层全部淹没在浓烟烈火之中。被困在楼内的许多人，有的向屋项奔跑逃难；有的在办公室内用胶管往身上浇水；还有的人在绝望中跳楼身亡。
0.11
O.016
0.776
荷兰
0.17
0.12
0.04
0.20
0.028
0.558
挪威
0.12
0.32
0.14
0.47
0.019
1.069
瑞典
0.25
0.23
0.06
0.29
0.041
0.871
美国
0.28
0.35
0.09
0.17
0.018
0.908
平均值
0.21
0.27
0.12
0.25
0.039
户以上；烧毁物质损失30万元以上。
一般火灾：不具备重大火灾的任一指标。
根据起火原因分类
放火
违反电器安装安全规定
违反电器使用安全规定
违反燃气操作规定
吸烟
生活用火不慎
玩火
自燃
自然灾害
其他
德国起火原因分类
自然原因引起的火灾
动物引起的火灾
自燃引起的火灾
技术原因引起的火灾
疏忽纵火和故意纵火
1.3
火灾是各种灾害中发生最频繁、且极具毁灭性的灾害之一，其直接损失约为地震的五倍，仅次于干旱和洪涝。
火灾动力学讲义
季经纬 编
1.1
火的使用是人类走向文明的重要标志，没有火就没有人类社会的进步，火也能给人类造成灾难。
1.2
火灾：火失去控制而蔓延的一种灾害性燃烧现象。
火灾发生的必要条件：可燃物、热源和氧化剂（多数情况下为空气）。
分类方法：根据火灾发生地点、燃烧对象、损失程度和起火原因等分类。
图1.1各种各样的火三角
0.889
表1.2 1987-1989年火灾费用统计
国家
货币
火灾直接损失 /亿
1991
1992
1993
美国
美元
100
87
90
德国
马克
61
58.5
59
英国
英镑
13
12
90
法国
法郎
161
163.5
147.5
加拿大
加元
17
17
15
日本
日元
3100
4400
3900
表1.3德国、法国、英国火灾分布统计
火灾死亡建筑和原因分布
火灾危险性的特点表现在以下几个方面：
既有确定性、又有随机性
可燃物着火引起火灾，必须具备一定的条件，遵循一定的规律。这个规律既可以在模拟实验中再现，也可以抽象为控制火灾过程的数学模型，这就是火灾过程模拟研究的科学依据。
在一个地区、一段时间里，什么单位、什么地方、什么时间发生火灾，往往是很难预测的，即对于一场具体火灾来说，其发生又具有随机性。
根据火灾发生地点分类
地上建筑火灾：发生在地表面建筑物内的火灾。
地下建筑火灾：发生在地表面以下建筑物内的火灾。
水上火灾：指发生在水面上的火灾。
空间火灾：指发生在飞机、航天飞机和空间站等航空及航天器中的火灾。
根据燃烧对象分类
固体可燃物火灾：普通固体可燃物燃烧引起的火灾，又称为A类火灾。
液体可燃物火灾：油脂及一切可燃液体引起的火灾，又称为B类火灾。
气体可燃物火灾：可燃气体引起的火灾，又称为C类火灾。
可燃金属火灾：可燃金属燃烧引起的火灾，又称为D类火灾。
根据火灾损失严重程度分类
特大火灾：死亡10人以上（含10人），重伤20人以上：死亡、重伤20人以上：受灾50户以上：烧毁物质损失100万元以上。
重火火灾：死亡3人以上（含3人），重伤10人以上：死亡、重伤10人以上；受灾30
表1.4中国火灾损失及伤亡统计
年度
全部火灾
特大火灾
次数/万
直接损失
/亿元
死亡人数
受伤人数
次数/万
直接损失
/亿元
死亡人数
1998
14.2
14.4
2380
4894
78
2.9
117
1999
18
14.4
2744
4572
85
2.74
219
1.4
巴西焦马大楼火灾
1974年2月5日，巴西圣保罗市焦马大楼发生火灾，12层至25层的室内装修和其它可燃物全部烧毁，导致179人死亡，300人受伤，经济损失达300余万美元。1973年建成，地上25层，地下l层。该人楼的柱、粱、楼板、屋』等均系钢筋混凝土构什，外墙用4英寸厚的空心砖砌成，内墙用水泥砂浆粉刷，外墙面粘贴瓷砖。现浇钢筋混凝上楼板，厚度为，层高2. 8m，采用铝合金玻璃窗。大楼设有4部从1层至25层的电梯，这些电梯即可以手动操作t也刊’自动操作。电梯对面设有一座宽度为1. 18m的敞开楼梯。大楼全部山投资商克里菲索公司租用。地下室和第一层为办公档案存储室，2至10层为汽车停车库，11至25层为办公用房。每层楼办公用面积为6292平方英尺，用木隔墙分隔。各办公区采用木龙骨和可燃性纤维吊顶，有地毯，设有窗式空调器。
随时代进步而增大
尽管随着社会经济的发展、科学技术的进步，人们对火灾的抗御能力不断提高。但伴随着高层建筑、大型化工企业、大型商贸大厦、大型宾馆、大型饭店和写字楼、大型集贸市场等涌现；新工艺、新设备、新型装饰材料的广泛使用；用火用电量激增，火灾的发生也相应增加。
图1.2 90年代中期火灾损失及伤亡统计分析