《建筑防火课中级》(中级)姜营营第四章消防水力学基础知识

第四章消防水力学基础知识姜营营1编辑ppt一、水的基本特性三种状态：固体、液体和气体。水在常温下为液体。在常压下、水温超过100℃时，蒸发为气体，水温降到0℃时，即凝结成固体为冰。第一节水的性质2编辑ppt（一）水的比热容水温升高1℃，单位体积的水需要吸收的热量，称为水的比热容。

（1）水比任何液体的比热容都大。

1L水升高1℃，需要吸收4.2kJ的热量，即水的比热容为4.2kJ

/(kg·℃)。（2）若将1L常温的水（20℃）喷洒到火源处，使水温升到100℃，则要吸收热量336kJ。（3）水的比热容大，因而用水灭火、冷却效果最好。3编辑ppt（二）水的汽化热单位体积的水由液体变成气体需要吸收的热量称为水的汽化热。

1L100℃的水，变成100℃的水蒸气，需要吸收2264kJ热量，即水的汽化热为2264kJ

/(kg·℃)。（1）水的汽化热很大，将水喷洒到火源处，水将吸收大量热迅速汽化成蒸汽，因此具有良好的冷却降温作用。（2）1L水变成水蒸气后体积扩大1725倍。水蒸气占据燃烧区空间，具有隔绝空气的窒息灭火作用。当水蒸气占燃烧区体积达35%时，火焰就将熄灭。4编辑ppt（三）水的冰点（1）水在0℃时凝结成冰。（2）冰的密度小于水，因而体积扩大。因此，在冬季应对消防给水管道和储水容器进行保温，以免结冰时体积扩大，致使消防设备损坏。（3）处于流动状态的水不易结冰，因为水的动能会转化成热能。因此，为了不使水带内的水冻结，在冬季火场上，消防员转移阵地时不要关闭水枪。5编辑ppt二、水的主要物理性质（一）密度和容重（1）密度：单位体积内物质所具有的质量。（2）容重：单位体积内物质所具有的重量。温度（℃）041020304060100容重（N/m3）980698079801978997649730964293996编辑ppt（二）黏滞性

水在流动时，水分子之间、水分子与固体壁面之间都具有黏滞性阻力，即内摩擦力，水的这种阻抗运动的特性就是黏滞性。

当液体运动一旦停止，这种阻力就立即消失，即黏滞性在液体静止或平衡时是不显示作用的。由于水在管道或水带内流动要克服摩擦力，因此，会产生水头损失。

7编辑ppt（三）压缩性水的体积随压力增大而减小的性质。压力（MPa）0.11020304050水体积1.00000.99430.98970.98530.98100.9766（1）通常把水看成是不可压缩的液体。（2）但水枪上的开关突然关闭时，会产生一种水击现象，就必须考虑水的压缩性。8编辑ppt（四）膨胀性

水的体积随水温升高而增大的性质。在火场供水中水的膨胀性可略去不计。（五）溶解性

溶质在水中的扩散称为溶解。

（1）用水可以扑灭易溶于水的固体物质火灾；（2）用水可以扑救比水重且不溶于水的可燃液体；（3）用水可以稀释溶于水的可燃液体，使火灾得到控制。（六）水的导电性水中含有杂质越多，电阻率越小，导电性越大。天然水是良导体，因此，在火场上应防止触电。9编辑ppt三、水的化学性质（一）水的分解当水蒸气温度超过1500℃时，水蒸气就会迅速分解生成氢气和氧气：

2H2O═2H2+O2高温因此，灭火时消防射流触及高温设备，水滴瞬间汽化，体积突然扩大，会造成化学性爆炸事故。

10编辑ppt（二）水的化学反应1.水与活泼金属反应（锂、钠、钾、锶、钾钠合金等）

2Na+2H2O═2NaOH+H2+热量2.水与金属粉末反应（锌粉、镁铝粉）水与锌粉Zn+H2O═ZnO+H2水与镁铝粉Mg(OH)2+2Al(OH)3═Mg(AlO2)2+4H2O2Al+6H2O═2Al(OH)3+3H2+热量

水与锌粉、镁铝粉等金属粉末接触，在火场高温情况下反应较剧烈，放出氢气，会助长火势扩大和火灾蔓延。11编辑ppt3.水与金属氢化物反应（氢化锂、氢化钠、四氢化锂铝、氢化钙、氢化铝等）NaH+H2O═NaOH+H2+热量

AlH3+3H2O═Al(OH)3+3H2+热量4.水与硅金属化合物反应（硅化镁、硅化铁等）

Mg2Si+4H2O═2Mg(OH)2+SiH45.水与碳金属反应（碳化钙、碳化钾、碳化铝等）CaC2+2H2O═Ca(OH)2+C2H2

+热量水与石灰氮（CaCN2）接触，能释放出可燃气体氨。不纯净石灰氮与水接触，能释放出乙炔。自燃物乙炔12编辑ppt6.水与硼氢类物质反应（二硼氢、硼氢化钾、硼氢化钠等）

B2H6+6H2O═2H2BO3+6H2+热量7.水与磷化物反应（磷化钙、磷化锌等）Ca3P2+6H2O═3Ca(OH)2+2PH3+热量（1）水与某些化学物质接触，有可能发生自燃，释放出可燃气体和大量热量以及有毒气体等，从而引起燃烧或爆炸。（2）在扑救火灾时应根据物质的性质，采取相应灭火剂。凡与水发生化学反应的物质严禁用水扑救。自燃物13编辑ppt第二节水的灭火作用一、冷却作用由于水的比热容大，汽化热高，因而，当水与燃烧物接触或流经燃烧区时，将被加热或汽化，吸收大量热，从而使燃烧区温度大大降低，以致使燃烧中止。二、窒息作用水的汽化热将产生大量水蒸气占据燃烧区，可阻止新鲜空气进入燃烧区，降低燃烧区氧的浓度，使可燃物得不到氧的补充，导致燃烧强度减弱直至中止。14编辑ppt三、稀释作用水是一种良好的溶剂，可以稀释可燃物浓度而导致可燃蒸气量减少，使燃烧减弱。四、分离作用经灭火器具（尤其是直流水枪）喷射形成的水流有很大的冲击力，这样的水流遇到燃烧物时，将使火焰分离。五、乳化作用

非水溶性可燃液体的初起火灾，在未形成热波之前，以较强的水雾射流或滴状射流灭火，可在液体表面形成“油包水”型乳液，重质油品甚至可形成含水油泡沫。水的乳化作用可使液体表面冷却，使可燃蒸气产生速率降低，致使燃烧中止。15编辑ppt第三节消防射流一、消防射流（一）消防射流的定义灭火时由消防射水器具喷射出来的高速水流。（二）消防射流的类型1.密集射流高压水流经过直流水枪喷出，形成结实的射流。靠近水枪口处的射流密集而不分散，离水枪口较远处射流逐渐分散。16编辑ppt2.分散射流高压水流经过离心作用、机械撞击或机械强化作用使水流分散离开消防射水器具，形成滴状或雾状的射流称为分散射流。根据水滴粒径可分为：（1）喷雾射流：水滴粒径平均小于100微米的分散射流。由喷雾水枪产生。（2）开花射流：水滴粒径在100～1000微米，用来降低热辐射的伞形水射流。由开花或多用水枪产生。17编辑ppt二、消防射水器具（一）消防水枪由单人或多人携带和操作的以水作为灭火剂的喷射管枪。根据射流形式和特征可分为直流、喷雾、开花、多用水枪等。1、直流水枪

喷射密集充实水流的水枪，具有射程远、水量大、冲击力强等优点。18编辑ppt（1）直流水枪的分类和构造普通直流水枪开关式直流水枪19编辑ppt

构造：由枪筒和喷嘴组成。喷嘴一般采用圆锥形喷嘴，可增加水流的出口速度以形成动能较大且不分散的射流。常用直流水枪喷嘴口径有13、16、19mm三种。（2）直流水枪的使用水枪射流会产生反作用力，因此，应缓慢操作，避免产生水击现象，造成水带爆破或影响消防员安全。（3）水枪充实水柱

由水枪喷嘴起到射流90%的水柱水量穿过直径380mm圆孔处的一段射流长度，又叫有效射程。20编辑ppt2.喷雾水枪喷射雾状射流的消防水枪。特点：比密集射流有更好的冷却和窒息作用，对可燃液体及气体有吹灭和乳化灭火作用，有良好的隔热和电绝缘性能，有强烈的驱散烟气能力。适用于扑救建筑室内火灾，带电设备火灾、可燃粉尘火灾及部分可燃液体和气体火灾等，还可稀释浓烟及可燃气体和氧气的浓度。21编辑ppt3.开花直流水枪（两用水枪）

喷射直流和开花水流的水枪。可以单独或同时喷射密集充实射流和伞形射流。

常在火场中以伞形开花射流隔离热辐射，掩护消防员进入火场接近火源，以密集射流扑救一般固体物质火灾或冷却保护其他物质。22编辑ppt4.多用水枪可喷射密集和雾状射流，有的还可以喷射水幕，而且几种可以互换，组合使用，机动性强，对火场需要适应性好。

最好不用于扑救带电火灾，以免误操作造成伤害。23编辑ppt5.脉冲水枪由脉冲水枪、高压气瓶、贮水罐等组成，有效射程大于10m。水渍损失小、用水省、灭火效率高，可喷射超细水雾，主要扑救初起、小面积的A、B、C类火灾、交通工具火灾和电气设备火灾。24编辑ppt（二）消防水炮

大型号的“消防水枪”，习惯上将流量大于16L/s的射水设备定义为消防水炮。与水枪的最大差异在于其非手持性。一般安装在消防车、消防艇上或油罐区、港口码头、大空间等场所。

1.消防水炮的构造：操纵手柄、台座、回转锁定柄、双分水管、射水口集水弯管、可调节喷头、双手柄、压力表等组成。

2.分类：固定式、车载式、移动式；手动、远距离操纵。25编辑ppt应用条件：1、消防队员难以接近火点实施射水活动；2、当有大风或火场产生上