火场热流密度的影响因素及变化规律

火场热流密度，俗称火场比热，是指火场上每平方米的物质表面（地表面或液体表面）上在单位时间内所释放出的热量。火场热流密度的大小主要由可燃物的热值、质量燃烧速度和化学欠烧系数决定，其关系为

Q_火场=Q_LGZ （2-28）

式中 Q_火场——火场热流密度[kJ/（m²·min）]；

Q_L——可燃物的低热值（kJ/kg）；

G——可燃物的质量燃烧速度[kg/（m²·min）]；

Z——化学欠烧系数。

可燃物的质量燃烧速度是用实验方法测定的。例如，木材的质量燃烧速度为0.83kg/（m²·min）；橡胶的质量燃烧速度为0.67kg/（m²·min）；捆棉的质量燃烧速度为0.241kg/（m²·min）。

在燃烧反应中不是全部的可燃物都完全烧尽的现象称为化学欠烧，燃烧中烧尽的可燃物数量与可燃物的总量的比值称为化学欠烧系数Z，它是计算火场热流密度的一个重要参数。化学欠烧系数对于石油产品可取0.75～0.9，对于纤维材料可取0.9～0.99。

【例题2-10】已知木材、橡胶和捆棉的低热值分别为16720kJ/kg、33440kJ/kg、17556kJ/kg，试求木材、橡胶和捆棉的火场热流密度各为多少。

解：将已知数据代入式（2-28）得(www.xing528.com)

木材 Q_火场=16720×0.83×0.99kJ/（m²·min）≈13738.8kJ/（m²·min）

橡胶 Q_火场=33440×0.67×0.9kJ/（m²·min）≈20164.3kJ/（m²·min）

捆棉 Q_火场=17556×0.241×0.99kJ/（m²·min）≈4188.7kJ/（m²·min）

答：木材、橡胶和捆棉的火场热流密度分别为13738.8kJ/（m²·min）、20164.3kJ/（m²·min）、4188.7kJ/（m²·min）。

对于同一类物质，其火场热流密度并不是固定不变的，要受许多外部因素的影响而改变。因为不同的外部条件（堆砌密度、通风情况等），使得可燃物的燃烧速度、化学欠烧系数也不同，所以火场热流密度也就不同。火场热流密度越大，对周围建筑和物品的破坏也就越严重，因此，火场热流密度是用来评定物质在火灾条件下危险性大小的重要依据，也是用来确定扑救力量和选用灭火剂的重要依据。

【思考与练习题】

1.影响燃烧温度的因素有哪些？

2.在火灾现场有哪些方法可以帮助判断火场温度？

[1]标准大气压单位，1atm=101.325kPa。