着火是火灾的先导过程,是受到热化学动力学控制的燃烧现象。在火灾研究领域,根据热量来源,着火一般分为两类:一类是热点燃,它是指外界能量(如电火花等点火源)致使可燃物的化学反应速度急剧加快而引起的点燃现象;另一种是热自燃,它是指可燃物在没有外来热源作用的情况下,由于可燃物内部自发的生物、物理或化学过程而产生的燃烧现象。
着火研究始于18世纪末,早期科学家萌生了基于热平衡的建模思想。1884年,荷兰化学家J.H.范托夫率先提出,当反应系统与周围介质间热平衡破坏时会发生着火。随后,法国化学家H.-L.勒夏忒列提出热点燃的临界条件是反应放热曲线与系统散热曲线相切。1928年,苏联化学家N.N.谢苗诺夫对以上思想完成了数学描述,他还率先建立了点燃延迟期预测模型。此外,谢苗诺夫还对气体混合物的临界点燃界限及最小点燃能建立了预测模型。1939年,俄罗斯化学家D.A.弗朗克-卡梅涅茨基提出了经典的非均温系统自热模型,学术界称之为F-K模型。
着火过程受到多方面的因素影响,大致包括可燃物性质、燃料-氧化剂比例等化学动力学因素,以及压力与温度、气流速度等环境因素。一般来说,可燃物的比表面积越大,散热面积越大,可燃物着火条件越差,点燃温度则越高;环境压力下降时,可燃界限缩小;环境温度升高,会降低点燃温度,从而促进着火。
在火灾研究领域,有关可燃物着火条件的研究对涉及火灾及爆炸的航空、工业、民用等领域有重要意义。可针对不同可燃物的临界点燃能或点燃压力等特性参数进行针对性的消防安全设计,也可依据点燃临界界限对混合物浓度配比进行调控,预防火灾与爆炸的发生。