熄灭CH4火焰的热机理Ewing 已有论述，其核心理论是：灭火剂吸收火焰产生的热量，使火焰温度下降至能够维持火焰燃烧的极限温度以下，导致火焰不能继续传播而熄灭。灭火剂对火焰的吸热作用主要体现在高温离解、分解、蒸发和热容吸热。热机理可以证明的是，熄灭火焰所需灭火剂的最小浓度可以通过热平衡式解出。平衡式中包含了具有化学抑制作用的灭火剂在灭火过程中的化学作用，虽然添加剂的化学灭火机理随不同物质的变化而变化，可以用热平衡式一般表达式定量描述添加剂的化学作用。
燃烧过程中，火焰释放的热量等于燃烧产物的焓增量。由Hess定律，上述过程的能量变化等于燃烧产生的热量使反应物的焓增加，而后一种能量转化形式更加符合实际火焰的情况，见式（3．1）：
式中，n为物质的量，mol；ni为混合物中第i种物质的物质的量，mol；QTM为燃烧热，J；cp为定压比热容，J·g-1·K-1；T为温度，K；ΔHTM为焓变，J；α为热分解的程度；q为热量的误差项，这个值很小，不到总量的3%；下标F表示燃料。式（3．1）代表了燃烧过程中所有物质的热容吸热作用和CO2、H2O的分解吸热，模型中忽略了N2、O2和H2的热分解。
当式（3．1）用来描述碳氢燃料/空气燃烧过程时，可转化为式（3．2）：
式中，TMA 为空气温度，K。Gudkovich 的研究表明，碳氢燃料正常燃烧过程中不会出现剧烈的温度变化，燃烧温度只有在灭火剂作用下临近熄灭极限时，才会出现急剧的下降。因此，假设小型扩散火焰为绝热条件，并且燃料、氧气和氮气以当量比速率进入火焰，忽略火焰对周围的热辐射和q 值，在熄灭临界点处的热平衡式为：
式中，下标EI 表示灭火剂；LI 表示临界温度。式（3．3）表明，当灭火剂的浓度达到一定值时，就会发挥热容的吸热作用而使火焰温度降至临界温度TLI以下，导致火焰熄灭。虽然临界温度会随着不同的燃烧极限和不同灭火剂的变化而变化，但最明显的变化是随着燃料的改变而改变。Rob⁃ert 的研究表明，对于碳氢燃料形成的扩散火焰，TLI值为1 600 K。
式（3．3）表示的仅是热容吸热作用下，碳氢燃料/空气火焰熄灭的临界条件。为将式（3．3）推广为一般模式，需假设以下4个条件成立：
①无论固体、液体还是气体灭火剂，在灭火过程中都可以将火焰温度降低至临界温度。
②临界温度对任意类型的灭火剂都是通过热平衡式，依据火焰能够传播的最小反应速率和灭火剂及火焰的特性求解得出的。
③对于大部分灭火剂，在火焰前沿应具有一定的驻留时间和反应速率，使灭火剂能够完全分解。
④不考虑N2、O2和H2的热分解。
基于以上假设，熄灭碳氢燃料/空气火焰临界条件的一般式为：
式中，nEI为参与反应的灭火剂的最小值，并且假设灭火剂的粒径大小满足所有的灭火剂在火焰中完全反应。对于一些干粉灭火剂来说，原始的灭火剂在火焰中很快发生分解并生成能够再次发生吸热反应的二次灭火物质，因此，式中的R 为1 mol原始物质生成各种灭火物质的摩尔数的和。(www.xing528.com)
将式（3．4）用每摩尔空气（这里的空气仅包含氧气和氮气）标准化后，有：
式中，n′EI、n′F单位为mol·（mol O2）-1。
式（3．5）中的温度区间对应着两种极限情况：
一种极限情况是：燃烧所发生的空间无限大，燃烧产生的能量用于加热灭火剂和燃烧产物，周围环境没有明显的升温，有：
式（3．6）中的下标i代表了各种主要的燃烧产物，例如H2O、CO2、CO、H2及OH等。
忽略灭火剂发生二次灭火物质的可能性和CO2及H2O 的热分解，得到该极限条件下灭火剂与空气混合物的热容值为：
式（3．7）中的下标j表示所有的灭火剂和空气。
另一种极限情况是：燃烧产生的热量将灭火剂、空气中的N2及周围环境由T0加热至临界温度TLI，有：
在这个过程中，忽略灭火剂生成二次灭火物质的可能性和CO2及H2O 的热分解，则整个过程的焓变由式（3．9）得到：
用每摩尔氧来标准化的原因是大部分的碳氢燃料（包括许多有机物）消耗每摩尔氧气产生的燃烧热为常数。
由式（3．9）可以得到简化的线性模型：
式（3．10）中的7．9 为燃烧产生的热量中使空气中的N2由室温升至临界温度时所需的焓（单位kcal[1]·K-1·mol-1O2）；0．21 为空气中氧气的摩尔分数。由式（3．7）、式（3．9）和式（3．10）可知，预测含钾盐添加剂细水雾的最小灭火浓度并评价灭火效能的优劣，溶液的热容值是关键参数。
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