滅火器工作原理火的概念

滅火器工作原理

火是化學燃燒反應，通常是空氣中的氧氣和某些燃料如木頭或汽油之間發(fā)生的反應所引起的。當然，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溫度時，燃燒反應才會產生。火是由等離子體狀態(tài)的物質組成的，plasma是由英國物理學家Sir William Crookes在1879年確定的物質的第四種狀態(tài)其它三種是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。

以下是典型的木頭燃燒的一系列過程:

第一 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 當木頭達到攝氏260度時，熱量會分解某些構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 當揮發(fā)氣體達到一定溫度時，復合分子分裂，原子重新與氧氣結合形成水、二氧化碳以及其他物質。

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:

第一 極高的熱度

第二 氧氣(或其他類似氣體)

第三 燃料

滅火器的設計原理就是來通過去除其中至少一個元素來達到滅火目的。要撲滅火災，我們必須有效地去除其中一個要素。

第一 除熱的最好辦法是往火上澆水。這樣可以使燃料冷卻至著火點溫度以下，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 對很多火災來說，去除燃料是最困難的一種方法。例如，當房子著火時，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

滅火器是堅固的金屬筒體，里面裝著水或滅火材料。當按下筒體頂部的拉桿時，產生的高壓會把筒體內部的滅火劑擠壓出來，這與噴霧氣罐噴射材料的方式相似。右邊是標準設計的滅火器示意圖。

滅火器工作原理

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。

滅火器工作原理

要使用滅火器，應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;作用桿底部的尖端刺透貯氣瓶的放氣閥。

滅火器工作原理

壓縮氣體釋放，會對滅火劑產生向下壓力。這壓力相當大，能夠將滅火劑通過吸管推至噴嘴。滅火器的正確使用方法是要使之直接對準燃料，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

第一 水 滅火器A類滅火器最常用的滅火劑是水。水對燃料表面有極佳降溫效果，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。通常水劑滅火器內會加入少量其他化學品，以避免滅火器生銹。部份滅火器亦加入少量化學物減少水的表面張力，讓水能更容易滲入燃燒中物體內部。

水不一定能救滅液體(B類)火災，視乎液體燃燒的份子的極性。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。

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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粉是碳酸氫鈉或碳酸氫鉀粉末，以二氧化碳或氮氣推動。粉末能吸收火的熱力，令燃燒的化學反應無法繼續(xù)。部分粉末亦可稍為抑制化學反應進行。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 粉是對付多種火最佳的選擇。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備無法修復。

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場。

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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，而且易為風所影響。鹵代烷是少數在飛機內亦可安全施放的滅火劑，不會對'飛機'構成腐蝕;飛機上常用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，同時抑制火的化學反應。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販賣鹵化烷滅火器。2003年以后歐洲及英國亦禁止在飛機以外使用鹵化烷。在中國，據國家環(huán)境保護總局規(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生。這類火制造大量高熱及極具反應性。例如燃燒中的鎂會把水分解，產生的氫氣可引起爆炸;鹵化烷亦會被分解成有毒之光氣，同樣可能產生爆炸。就算是以氮氣或二氧化碳包圍燃燒中的金屬，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備不同滅火劑。而使用時亦必須經過特別訓練。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 細水霧

細水霧是海龍滅火器的替代品，可以撲滅液體火。其主要機理是吸熱、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。