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林火是怎么烧起来的?

作者:中国应急管理报  来源:中国应急管理报 
评论▄▓: 更新日期:2018年11月30日

燃烧是一种自然现象,是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰▓█、发光和(或)发烟现象。一般意义上的燃烧是可燃物与氧快速结合的放热、发光的化学反应█■▄。森林燃烧是自然界中燃烧的一种现象。森林中的任何可燃物(有机物)在氧化时能放热和发光的化学反应,称为森林燃烧███。

燃烧的必要条件

物质燃烧过程的发生和发展,必须具备以下三个必要条件,即可燃物、氧化剂和温度(引火源▓▓)。只有这三个条件同时具备,才可能发生燃烧现象。但是▄■▄,并不是上述三个条件同时存在,就一定会发生燃烧现象。这三个因素还必须相互作用才能发生燃烧。

(1■■■)可燃物:凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三种类别▄■▄■。可燃烧物质大多是含碳和氢的化合物,某些金属如镁、铝、钙等在某些条件下也可以燃烧▓▄▓▄,还有许多物质如臭氧等在高温下可以通过自己的分解而放出光和热。重要的是它可以燃烧,但并不是绝对的。

(2▄▓)氧化剂▓█▄■:帮助和支持可燃物燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。燃烧过程中的氧化剂主要是空气中游离的氧,它的多少决定了燃烧形态和过程(有焰燃烧▄■▓、无焰燃烧、完全燃烧、不完全燃烧、没有火焰的缓慢燃烧现象称为阴燃▄▓)。可燃物在纯氧中燃烧的速度比在空气中要快很多,燃烧速度快,单位时间内放出热量多▓█,因此温度必然要高。另外可燃物在空气中燃烧,占五分之四的氮气等其他气体,还会带走可燃物燃烧产生的热量█■▄,这也是可燃物在空气中燃烧温度低的一个原因。

另外还应看到燃烧是要消耗氧气的,在燃烧过程中,由于氧气供给的程度不同███,会产生两种燃烧形式:

完全燃烧:在燃烧发生过程中,如果生成的燃烧产物不能再发生燃烧▓▓,则称为完全燃烧。燃烧过程中若氧气供应充足,可燃物能被烧尽,放出的热量也较多▄■▄。燃烧时火焰明亮,但燃烧后所形成的灰分和水蒸气,不能再次燃烧。

不完全燃烧■■■:在燃烧反应过程中,如果生成的燃烧产物能再次发生燃烧,则称为不完全燃烧,不完全燃烧放出的热量较少▄■▄■。例如碳的不完全燃烧产生一氧化碳,一氧化碳能再次燃烧。

(3)温度▓▄▓▄:是指供给可燃物与氧或助燃剂发生燃烧反应的能量来源。常见的是热能,其他还有化学能、电能▄▓、机械能等转变的热能▓█▄■。它不直接构成燃烧,只起催化作用。

森林燃烧的阶段

可燃物从被点燃到熄灭的整个过程中根据燃烧过程的性质,大致可划分为三个不同阶段▄■▓,即预热阶段、气体燃烧阶段和固体燃烧阶段。

(1)预热阶段

这个阶段温度上升缓慢▄▓。随着大量水分的蒸发,产生了大量的烟。但这时只有部分可燃性气体挥发,可燃物还不能进行燃烧▓█,可燃物处于收缩而干燥的点燃前状态,该阶段称为预热阶段。

(2)气体燃烧阶段

随着温度继续上升█■▄,分子运动加剧,分子碰撞能量大于键能时,分子链断裂,发生热降解反应███。大分子受热后完全转变为简单小分子,可燃物被迅速地分解成可燃性气体(如一氧化碳、氢气、甲烷等▓▓)和焦油液滴,它们形成可燃性挥发物。森林可燃物热分解反应逸出的可燃性挥发物在其上方的空间与空气形成可燃性混合物,当挥发物的浓度达到燃烧极限范围▄■▄,同时可燃性混合物温度达到燃点时,则在森林可燃物上方形成明亮的火焰,进行有焰燃烧,放出大量热量■■■。可燃物达到燃点以后,可燃性气体便会大量挥发,迅速与氧结合而进行燃烧。此时燃烧呈黄红色火焰▄■▄■,并产生二氧化碳和水蒸气。在这一过程中,空气(氧气)供给充分与否▓▄▓▄,直接影响其反应过程,氧气充足则产生完全燃烧,氧气不充足则产生不完全燃烧。

(3▄▓)固体燃烧阶段

出现在气体燃烧阶段末期▓█▄■。在有焰燃烧的同时,森林可燃物热分解残留物焦炭的表面也发生剧烈的氧化反应,进行无焰燃烧。当森林可燃物热分解结束▄■▓,无可燃性挥发物产生时,有焰燃烧终止,焦炭的无焰燃烧仍可继续进行。固体木炭表面上发生缓慢的氧化反应▄▓,即由表及里地进行逐层燃烧的表面粒子燃烧。这一过程一般看不见火焰,此时的燃烧呈辉光燃烧,温度较高▓█,剩余热量缓慢地放出,直到剩下灰分燃烧结束为止。这一阶段有时又称为木炭燃烧阶段。

在森林燃烧过程中█■▄,很容易看到这三个阶段。首先看到燃烧区附近的树叶、杂草等预热卷曲干燥,即达到预热阶段███;然后这些树叶、杂草出现火焰开始燃烧,即达到气体燃烧阶段;最后看到可燃物的木炭燃烧▓▓,即达到固体燃烧阶段。

森林火灾

森林火灾是指失去人为控制的,在森林内自由蔓延和扩展,给森林▄■▄、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的森林燃烧。按照《森林防火条例》的规定,森林火灾可分为■■■:

一般森林火灾:受害森林面积在1公顷以下或者其他林地起火的,或者死亡1人以上3人以下的,或者重伤1人以上10人以下的▄■▄■;   

较大森林火灾:受害森林面积在1公顷以上100公顷以下的,或者死亡3人以上10人以下的,或者重伤10人以上50人以下的▓▄▓▄;   

重大森林火灾:受害森林面积在100公顷以上1000公顷以下的,或者死亡10人以上30人以下的,或者重伤50人以上100人以下的▄▓;   

特别重大森林火灾▓█▄■:受害森林面积在1000公顷以上的,或者死亡30人以上的,或者重伤100人以上的。

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