为什么风既能助火也能灭火?

为什么大风可能会带来火灾,而有时却能用于灭火?风力灭火机是什么原理?让我们一起来了解一下。

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火是如何产生的?

要想了解助火和灭火原理,就要先明白燃烧的基本原理。燃烧是剧烈的氧化还原反应,通常会同时释放出火焰、可见光和烟雾等。物质燃烧产生火需同时满足三个必要条件:可燃物、助燃剂和引火源。

首先,要想产生火,就需要有可以燃烧的物质,可燃物按物理状态分为气态、液态和固态三大类,可燃物在进行燃烧反应时是还原剂。

其次,可燃物的燃烧需要助燃剂的支持,自然界最常见的助燃剂是氧气,大部分燃烧都需要氧气,该条件有时也被称作氧化剂,其实在特定条件下,氟和氯等物质也可作为助燃剂。

最后就是引火源,它能够提供可燃物开始燃烧的能源,最常见的引火源是高温,环境温度高于可燃物的着火点才能使可燃物燃烧。

当上述燃烧三要素同时满足时,可燃物与氧气等发生化学反应,更微观地看,可燃物分子裂解出的高度活泼自由基之间发生未受抑制的链式反应,就会产生燃烧现象,产生火。

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风怎么灭火?

既然火的产生需要三种要素同时满足,那么只要破坏其中至少一个条件,即能达到灭火抑火的效果,这也是所有灭火方式的基本原理。

我们不难发现,生活中有时候风能达到抑制和熄灭火焰的效果,比如正在燃烧的蜡烛遇到风很容易熄灭,在野外空旷的地方用木柴或干草生火时,火苗遇到大风也很容易灭掉……

风能抑制火的主要原因是降低温度,使环境温度低于着火点,破坏引火源要素,从而抑制火势。

当有风经过时,能加快燃烧物质周围的空气流动速度,并带走一部分热量,使可燃物表面温度下降,当环境温度低于着火点时,燃烧无法继续,也就不再产生火焰,火就能得到控制甚至熄灭。风速越大,降温作用越明显,灭火效果越好。

消防时常使用的风力灭火机有些也是采用类似的原理,有些风力灭火机吹出高强度冷风,可以达到快速降温的效果,燃烧物温度在较短时间内降至着火点以下,燃烧反应无法继续。

同时,风力灭火机还可以利用风将灭火机内汽油燃烧产生的二氧化碳吹向可燃物,阻隔其周围的氧气,破坏助燃剂条件,抑制火势。

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风为什么能助火?

当可燃物越多、氧气等助燃剂含量越充足、周围环境能一直保持在着火点以上,就能使燃烧更剧烈持久,火势更旺盛。

风可用于助火的主要原因是它能带来更多的氧气,并通过带动气体流动使可燃物与氧气接触更充分,从而助长火势。

比如风扇鼓风能使火炉里的火势更加旺盛:风扇不断向半密闭的火炉里吹风,给炉内带来了充足的氧气,使木柴和煤炭等物质燃烧得更剧烈更充分,虽然也有一定的降温作用,但只要能保证炉内温度不低于着火点,燃烧就能继续,因此越扇炉火越旺。

暖季的强风之所以会提高森林火灾的发生风险,主要有以下几个原因:首先,森林里有大量的树木、落叶和杂草等可燃物,且它们之间没有隔断,火势很容易大面积蔓延。

其次,春夏暖季的风温度较高,降温作用有限,并不能使环境温度低至着火点以下,相反,强风加快森林中的空气流通,不停地吹走燃烧产生的二氧化碳等物质,带来源源不断的新鲜空气(氧气),提高森林空气中的氧气浓度,起到了很好的助燃效果,更助长了森林火势。

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应用及预防

经过前面的讲述,我们应该看到,风的最终效果是灭火还是助火主要取决于其净效应:如果风无法使温度降到着火点以下,并带来更多氧气,则表现为助火效应;如果风能起到足够的降温作用,只要温度低于着火点,即使氧气再充足,燃烧也无法继续。

因此,我们应该更好地利用风能,严控其背后的火灾隐患,提前做好预防工作。

在森林灭火、消防急救、园林绿化、公路工程等方面,多对风力灭火机、鼓风机等工具加以应用。

在干燥多暖风的春夏季节,提前做好森林火和山火防控工作,设置护林防火检查站,加强火源管控和巡查、监测工作,防范火患灾害发生,在火势开始早期及时发现,及时处理,减小损失。

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