消防水力学基础知识

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1、消防水力学基础知识四川省消防总队教导大队田继德主要内容：一、水的性质二、水的灭火作用三、消防射流消防水力学是研究消防给水实践中水的平衡和运动规律的一门科学，消防水力学的任务是应用流体力学的基本理论，加上火场灭火供水经验和消防水力试验数据、经验、公式来解决消防给水实践中的实际问题。一、水的性质（一）水的基本特性水有三种状态：固体、液体和气体。液体和固体的主要区别是液体容易流动，液体与气体的主要区别是液体体积不易压缩。水在常温下为液体，在常压下，水温超过100℃时，蒸发成气体，水温下降到0℃时，即凝结成固体称为冰。1、水的比热

2、容大水温升高1℃，单位体积的水需要吸收的热量，称为比热容。水的比热容是4200J/L。水的比热容大，因而用水灭火，冷却效果好。2、水的汽化热高单位体积的水由液体变成气体需要吸收的热量称为汽化热。水的汽化热是2264kJ/L，水的汽化热很大，将水喷到火源处，使水迅速汽化成蒸气，具有良好的冷却降温作用。3、水结冰体积增大纯净的水当温度下降到0℃时，开始凝结成冰。（二）水的主要物理性质1、密度和容重液体单位体积内所具有的质量称为密度，水在4℃时，其密度是1000kg/m3。液体单位体积内所具有的重量称为容重，又叫重度，水在4℃时

3、，其重度是9807N/m3。2、粘滞性粘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粘滞力，因此，会产生水头损失。3、压缩性水的体积随压力增加而减小的性质称为水的压缩性。通常情况下，把水看成是不可压缩的液体。4、膨胀性水的体积随水温升高而增大的性质称为水的膨胀性。在消防设计和火场供水中水的膨胀性可不考虑。5、溶解性溶质在水中的扩散称为溶解。用水可以扑灭易溶于水的固体物质火灾；用水可以扑救比水重且不溶于水的可燃液体，如CS2火灾；用水可以稀释溶于水的可燃液体，使火灾得到控制或扑灭。6、导电性在火场上，

4、射水灭火时，应注意防止触电，喷雾水枪可以用来扑救高压电气火灾，但要有一定的安全距离。7、水压与水锤作用水压是指水对容器壁和底部的压力，单位N。压强是指单位面积上所受到的压力作用，单位N/m2或pa。消防习惯上讲的压力不是对容器的压力,而是压强。压强单位：工程单位制，大气压（at），千克/厘米2(kg/cm2),毫米汞柱(mmHg)，米水柱（mH2O）；国际单位制，兆帕（Mpa），帕（pa），牛顿/米2(N/m2),巴(bar)。1标准大气压=760mmHg=10.33mH2O1工程大气压=736mmHg=1kg/cm2=1

5、0mH2o=0.1Mpa=105pa消防上常用工程大气压。水锤作用是指有压力的水在消防管道、水带内流动时，由于消防阀门、消火栓和水枪的迅速关闭或车辆碾压水带等作用，使管道、水带内水流瞬时改变流速，造成水压急速升高的现象。由于水锤作用可以使管道、水带内的压力增大到正常压力的几倍、几十倍甚至上百倍，极易导致管道水带破裂，造成供水中断。水锤按阀门和水枪关闭时间长短分为完全水锤和不完全水锤两种。当关闭时间t≤2L/a时,称为完全水锤或直接水锤,式中L—管道或水带的长度,m，a—冲击波传递速度,m/s,直径≤0.2m的铸铁管a=12

6、00m/s，直径＞0.2m的铸铁管a=1435m/s，新水带a=80m/s,旧水带a=120m/s；当关闭时间t＞2L/a时，称为不完全水锤或间接水锤。由此可见，水锤作用与管道、流速、长度有关，特别是关闭阀门、水枪的时间影响很大。在火场供水中，由于水锤的作用，常引起水带的破裂，造成火场供水中断，火势扩大，因此，在关闭管道阀门、水枪、分水器、驾驶员加压时应缓慢进行，以防止或减少水锤的破坏作用，同时还应防止车辆跨压充水的火场水带供水线路。（三）水的化学性质1、水的分解2H２Ｏ＝２Ｈ２↑＋Ｏ２↑２、水的化学反应（1）水与活泼金属

7、反应２Ｎa+2H２O=2ＮaＯＨ＋Ｈ２↑＋Q（2）水与金属粉末反应Zn+H２O=ZnＯ＋Ｈ２↑（3）水与金属氢化物反应NaH+H２O=ＮaＯＨ＋Ｈ２↑＋Q（4）水与金属硅化物反应Mg2Si+4H２O=2Mg(ＯＨ)2＋SiＨ4（5）水与金属碳化物反应CaC2+2H２O=Ca(ＯＨ)2＋C2Ｈ２↑＋Q（6）水与硼氢类物质反应B２H6+6H２O=2H２BO3+6Ｈ２↑＋Q（7）水与金属磷化物反应Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3↑＋Q由此可见，水与某些化学物质接触，有可能发生自燃，释放出易可燃气体和大量热量以及有

8、毒气体，从而引起燃烧或爆炸。因此，凡与水接触能引起化学反应的物质严禁用水扑救。可用干沙、7150灭火剂扑救。二、水的灭火作用1、冷却作用2、窒息作用在一般情况下，空气中含有35%体积的水蒸汽时，燃烧就会停止。3、稀释作用4、分离作用，又称为水力冲击作用5、乳化作用水的主要灭火作用是冷却作用。三、消防射流