森林燃燒必須具備三個要素,即森林可燃物、氧氣和一定溫度。三者構(gòu)成燃燒三象。如果缺了其中任何一邊,燃燒就會停止。
1.1 森林可燃物
森林中所有的有機物都屬于可燃物,包括森林中的喬木、灌木、草本、苔蘚、蕨類、地衣、枯枝落葉、腐殖質(zhì)和泥炭等。
1.2 氧氣
氧氣是森林可燃物燃燒時的助燃物,沒有氧氣任何可燃物都不能燃燒。在空氣中含有21%的氧氣。通常燃燒1kg木材約需3.2-4m2的空氣,需要純氧0.6-0.8m3。當空氣中的氧的含量減少到14%~18%時,燃燒就會停止。
在燃燒過程中,由于氧氣供給的程度不同,會產(chǎn)生兩種不同的燃燒。
1.2.1 完全燃燒
氧氣充足,經(jīng)過燃燒后的產(chǎn)物不能再次燃燒,并能放出較多的熱量,例如碳的完全燃燒反應(yīng)式如下:
C+O2→CO2+394.03千焦耳/克分子
1.2.2 不完全燃燒 氧氣供給不足,燃燒后的產(chǎn)物能再次燃燒,放出的熱量較多。例如,碳的不完全燃燒后應(yīng)式如下:
C+1/2O2→CO+110.7千焦耳/克分子
完全燃燒生成的三氧化碳和水,呈無色氣體。通常森林燃燒都產(chǎn)生大量的煙霧,這是處在缺氧的不完全燃燒時,形成可燃物揮發(fā)物(焦油)凝聚成細小的液滴,懸浮在空氣中,在這些液滴的調(diào)圍又凝聚著部分水氣,形成白霧。另外,森林可燃物在燃燒熱解的過程中形成子微小碳粒子,隨上升的氣流而上升,就形成了煙霧。
1.3一定溫度
森林燃燒除了可燃物和氧氣外,還需要一定的溫度。一定的溫度可使氧活化并促使可燃物產(chǎn)生大量可燃性氣體。當外界對可燃物進行加溫時,大量水蒸氣蒸發(fā),溫度上升綏慢,出現(xiàn)大量可燃性氣體,達到開始著火溫度時,稱為燃點。各種森林可燃物的點差異很大,一般干枯雜草的燃瞇為150~300℃,要達到這樣高的溫度,需要有外界火源,一旦可燃物達到燃點就不需要外界火源,依造自身釋放的熱能就能繼續(xù)燃燒。