第3章 燃焼及び消火に関する理論
①燃焼
重要ポイント
燃焼するために必要な要素。
物質の状態(個体、液体、気体)による燃焼の違い。
燃焼のしやすさ
燃焼とは
物質が酸素と結びつくことを酸化といい、そのなかでも熱と光が発生するものを燃焼という。
燃焼には、燃えるもの(可燃物)、酸素(酸素供給減)、火(点火源)の3つが必要。
逆にいうと、火を消すには3つのうちのどれかを除去すればよいということ。
可燃物には、木材、紙、有機化合物の大半が当てはまる。ただ、二酸化炭素はこれ以上酸化しないので不燃物で、一酸化炭素は可燃物。
酸素供給減には、可燃物に含まれている酸素、酸化剤等に含まれている酸素、空気中の酸素がある。空気中の酸素の濃度が高くなるほど激しく燃焼し、15%以下になると燃焼しない。
点火源には、静電気、摩擦、火花が当てはまる。融解熱や蒸発熱は当てはまらない。
個体・液体・気体の燃焼
・個体の燃焼
個体が加熱されて分解し、そのとき発生する可燃性蒸気が燃焼することを分解燃焼という。紙、木材、石炭などが当てはまる。
分解燃焼のうち、個体に含まれている酸素によって燃える燃焼を自己燃焼(内部燃焼)という。ニトロセルロース、セルロイドが当てはまる。
個体の表面だけが赤く燃える燃焼を表面燃焼という。表面燃焼は分解も蒸発もしない。木炭やコークスが当てはまる。
分解燃焼は炎が出るが、表面燃焼は炎が出ない。紙や木を燃やすと火が出るが、木炭を燃やしても火が出ないイメージ。
加熱された個体が熱分解せずに蒸発して、その蒸気が燃える燃焼を蒸発燃焼という。硫黄、ナフタリンが当てはまる。
・液体の燃焼
液体が燃えるのではなく、液体から蒸発した可燃性蒸気が空気と混合して、点火源によって燃焼することも蒸発燃焼という。ガソリンや灯油などが当てはまる。
乙4の取扱危険物はすべて液体のため、この蒸発燃焼によって燃える。
・気体
可燃性ガスと空気が一定の濃度範囲で混合することで気体の燃焼が起きる。あらかじめ混合して燃焼することを予混合燃焼、混合しながら燃焼することを拡散燃焼という。
燃焼のしやすさ
燃焼のしやすい物質は下記を通り。
- 周囲の温度が高い
- 乾燥度が高い
- 表面積が大きい
- 酸化されやすい
- 発熱量が大きい
- 可燃性蒸気が発生しやすい
- 熱伝導率が小さい
まとめ
燃焼の3要素は、可燃物、酸素供給源、点火源。
個体燃焼
- 分解燃焼(紙、木材、石炭)
- 表面燃焼(木炭、コークス)
液体燃焼
- 蒸発燃焼(ガソリン、灯油)
気体燃焼
- 予混合燃焼
- 拡散燃焼
燃焼のしやすさ
- 周囲の温度が高い
- 乾燥度が高い
- 表面積が大きい
- 酸化されやすい
- 発熱量が大きい
- 可燃性蒸気が発生しやすい
- 熱伝導率が小さい
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