消防 2002年第2期
●
维普资讯 http://www.cqvip.com
河 北 消 防
体燃烧时所需的更 多的空气 ，这部分剩余空气是相 当热的，并且
它和燃烧时所 产生的热烟 充分混合 ，从而构成烟 的一个不可分割的组
成部分。
烟气的物理特性
烟最基本的物理特性是其颗粒的尺寸分布 ，描述颗粒尺寸分布 的
最主要特征量 是颗粒的平均 直径 以及尺寸分布 范围宽度 。烟 颗粒 的分
布和数 目决定 着光学特性 ，如我们经常称为比消光系数 的k一，就取决
于颗粒的尺寸分布 。而 比消 光系数 与消光系数存在着一定的换算关
系 ，消光系数又是消光性 的重要参数。所以 ，尺寸分布决定着消光性 。
消光系数与能 见度之间是反比关 系，由此可见，颗粒尺寸分布也决定
了烟的能见度。在实际应用 中，我们根据烟的光学特性 ，研制感烟探
测器 ，感烟探 测器主要依赖于 d (颗粒数 目几何平均直径)；其它型
号 ，如散射光型探 测器更主要依赖于 (颗粒体积几何平均直径 )。
影响颗粒数 目的因素有很 多，如蒸气在颗粒表面 的冷凝 ，颗粒 中
可挥发成分的蒸发等。但凝聚是颗粒 尺寸分布的一个非常重要的影响
因素，在计算颗粒尺寸分布时是不可忽略 的。烟气的颗粒尺寸分布函
数是动 态变化的 ，烟 颗粒或液滴在布朗运动过程 中相互碰撞 和结合 ，
其结果是一个充满烟气的固定体积内烟的总质量保持不变的情况下颗
粒数目减 少，达一过程称为凝聚。定义式为 ： =一CN：凝聚系数
对于阴燃熏香所产生的烟 ，其 C值约为 4× 10一I~CiTl ／s
对于明火燃烧纤维素所 产生的烟 ，其 C值约 为 1× 10 CITI ／s
例如 ，对于燃烧纤维所产生的均匀分布的烟气，计算其 5分钟后
颗粒数 目浓度的变 化，假设其初始颗粒数 目浓度为 1× 10 粒 ／cm 。
解：对于纤维素 c= 1× 10-9C1TI，／s。积 分方程 =一CN：并
代入相应数据 可得 ：
= 一
No =而 =等=2．5×106I+CNot 粒／cm3 。、 —— 可丁 2· × 粒
由此可见 ，由于凝聚作用使颗粒数 目浓度减为原来的 1／4。从此
例可以看出，凝聚作用对烟 的颗粒数 目的影响是很大的 ，所以在研 究
颗粒尺寸分布时必须予以考虑。
烟气的光学特性
1，由于烟 对光的吸收和散射作用，使得 仅有一部分光能够穿过
烟气 ，从而降低了火场环境的能 见度。这就是烟 的消光性。
消光 系数 K是表征烟气 消光性的重要参数。其定义式为 ：
K=K ·M s
Km一一单位烟质量浓度的消光系数
Ms一一烟质量浓度
比消光系数 ，取决于烟 颗粒的尺寸分布和入射光的性 质。
2，火灾 中疏散标志和通道的能 见度对人员的逃生极为重要。
FlRE pR0 r匿C 丁；()
IN HEBEI
烟 中能见度取决于许 多条件 ，其中一些是随烟而变的。其它还
有周围情况的特点以及观察者本身特有的条件等。这些 条件 可以分
为三类 ：烟 的颜色 ，烟的微粒大小，烟的浓度，烟的生理作用 (即
烟的刺激性 )；周围环境 ，被现察实体的颜色和尺 、 实体的照明 ；
观察者的身体 及心理状态 ，无论 是在实验室的可控条件下还是在真
实的火灾中，观察者本身部处于恐慌或接近恐慌 的状态 。
能见度的测定可以分为两类：
一 是关于照明设备前方实物的能见度的测定；二是关下照明设
备后方实物的能见度测定 。
( )对于照明设备前方 能见度 (m) 否。西1
’
(2)对于照明设备后方 能见度(m) 峦
3、能见度与烟 的消光 系数的关 系
通过 人们 长期的大量的实验测试和研 究，建立 了火场能见度
与烟气 消光系数之 间的经验关系 ：
对于 发光物体 ks=8
对于反光物体 ks=3
这表 明能见度与烟气消光系数 大致成反比 ，且相同情况 F发
光物体能见度是反 光物体能见度的 2到 4倍。
烟气光学特性的应用
研究烟的光学特性具有许多实 际意 义。可以依据烟 的光 学特
性研究精密火灾探 测仪器 ，以便及时发现 火情 ，让人 员及时疏散 ，
为扑救火灾赢得时 间。
以下介绍两种 以光学特性为工作原理的火灾探测仪器 。
离子探 测器的基本原理 用烟粒子阻截气体粒子，降低探测器
中存在的粒 子，直到得到当前警报指示。探 测器的响应作用大概 与
粒子浓度数 和粒子直径成比例。对于 ·种探 测器 ，假设响应作 用为
R (d)=cd，这样的探测器 对高浓度的小粒子最敏感。
散射光性探 测器 的基本工作原理 ：它对直径人约等于光波长
的烟粒子最敏 感，对直径比光波 长小得 多的粒子最不敏感，响应作
用 R (d)主要看感烟探 测器 中光源波 长，散射 角和散射 量。散射
光探测器对 阴燃火灾非常敏 感，对一些产烟量小的火灾不敏 感，如
纸张和木头 的火灾。
此外 ，我们还 可以利用烟 的光学特性估计火场 中的情况 。通过
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
不同材料 在不同地点燃烧时烟的消光性 和火场 中的能 见度，研
制开发出火灾现场模拟技 术。以便于制定合理的灭火作战计 划，提
高灭火战斗指挥员的指挥能 力和迅速反映能 力。从 而减 少由于烟气
的消光作用而造成的混乱 ，使受难人 员快速疏散，减少伤 ；同时
也能很好的控制火灾，把财产损失减 少到最小。
河北消防 2002年第 2期 35
维普资讯 http://www.cqvip.com
浙公网安备 33021202002483