主题:【讨论】钢铁结构摩天大楼能被烧塌吗?(有更新) -- 唵啊吽
鼓进去风都要预先加热到1300来度。
连古代匠人炼铁、大跃进时的土高炉也是有人拉风箱的。俺是孤陋寡闻,不知道国内有人发明了不用鼓风的高炉,可以轻轻松松上1500度,倒是很想见识一下这样的先进技术。
维基说什么你都信啊?航空煤油露天燃烧温度是315度,他说的是什么的温度都没说清楚!!!!你认为火焰温度可能只有315度吗?稍微思考一下行不?花生油,菜籽油的沸点都有335度,拜托,这样的燃料连油锅都烧不开了。
你说燃烧的最高温度是980度,你对燃烧有了解吗?燃烧的温度?什么叫燃烧的温度?我不懂,我只知道,燃烧温度和很多因素有关,气压,氧含量,燃料类型。如果你是从百度或哪里查的,不清楚去查很值得认可,但是拜托查清楚,查全些。半拉子写出来是来忽悠不懂的人的。对不同燃料有一个称呼叫绝热火焰温度,就是考虑你所说的空气中氮气啊,燃烧产物本身要带走的热量之后火焰能达到的最高温度。我来告诉你一些燃料的火焰绝热温度(氧化剂为空气,压力为一个大气压):乙炔:2600K;一氧化碳:2400K;正庚烷:2290K;看看,比你说的900度高多少,这里的正庚烷和汽油接近。当然,这个是计算值,是说前述条件下,火焰能达到的最高温度,超过这个是不可能的。实际火焰温度要比这个低,但也不会打半折。且这个值是和燃料有关系的,你一刀切说燃烧最高温度是980度,是多么肤浅的结论。
你举煤油灯的例子想说明什么呢?我点过煤油灯,但是我不知道你这里想说明啥。
至于你说的二氧化碳和水蒸气制约燃烧,他们是怎么制约,机制在哪里?他们阻止燃烧化学反应的发生,或者降低活化能,或者影响反应平衡?他们的制约作用影响能有多大?如果去讨论这些,需要写一篇论文了。所有问题都去抓这些细枝末节,去把所有可能的影响因素去说明白,那完了,得不到结论了,除非相同情况再来一次,然后在里面布置很多热电偶,全部实验测量一次。那世界什么都是不确定的。幸好不是这样的,因为我们可以去抓主要影响因素。
这里的空气不足可能是一个主要影响因素,但是要说明什么叫空气不足?因为航空煤油分子量比较大,对航空煤油这种扩散燃烧,在燃烧面,燃烧耗氧较多。氧气扩散速度跟不上,燃烧本身就是在氧气不足的情况下发生的,外界的空气量再多都没有用。而只要燃烧能够进行,就会按氧耗法放热,从氧耗法可以看出,很少的氧气可以放出大量的热,而在火焰面周围,因为化学反应速度很快,这些热量是瞬间放出来,热量来不及及时散失,周围就会有高温。在缺氧反应(包含开放空间空气充足的情况)下,其实相同量的燃烧氧气产生的热量是基本不变的,变的是燃烧产物,燃烧产物量增多,会使绝热火焰温度的计算值有所降低,但不会降太多。可以说,很多对火焰温度的直接测量值本身就是在氧气不足的情况下得到的,所以确实会比绝热火焰温度要低很多。
而我说的800度就是很多人的实际测量值。对这个你不要去看维基,写维基的很多人也不一定是专业的,连露天燃烧温度都可以写为315度的人,我看着就笑了。而要专业的,可以去查点文献去,很多文献里面会有说明,我这里都不想多说。考虑到火焰辐射等其他影响,其实火焰直接烧到的地方温度估为800度还是一个偏保守的估计。
你要么认认真真去做实验验证,要么好好去翻书,然后给出数据进行反驳。凭感觉来讨论科学问题是大忌。
物质的燃烧温度影响因素很多。物质组成不同、助燃气体成分不同、燃料和助燃气体的比例、混合方式、接触面积、有无催化剂、燃烧环境的不同可以造成实际燃烧温度的极大的差异。这个实际温度取决于燃烧速率和燃烧的完全程度。这个不难理解吧。如果你能理解这个,你就可以理解为什么这个差异会那么大。至于这个航空煤油的露天燃烧温度(open air buring temperature)和最高燃烧温度(maxium burning temperature),这是燃油生产企业按照测定规范测定的数值。我的数据出处不是wiki。这个航空煤油的最高燃烧温度你不能顾名思义,想当然地认为是绝对燃烧温度,这是特定条件下测定的结果,和燃烧动力学息息相关,和你说的绝对燃烧温度在测定方法上也截然不同。你那个根本不考虑燃烧速率,而这对于实际情况下的燃烧温度影响很大。引用这些数据的目的,在于纠正一些人的习惯性思维方式。他们觉得着火了,温度达到1、2000度很轻松。他们对温度没有多少概念。对人来讲,100度感觉上已经是烫得很了。火么,那自然是温度高得了不得,总有个1、2千度吧。然而,感觉不能代表理性,也不一定是事实。
不过,作为科普,我要说得全面一些。我要特别指出的一点是,航空煤油的最高燃烧温度的测定是有条件的,而并不是说实际燃烧环境中不可能超出这个温度。作为测定规范,对于测定有着严格的规定。实际燃烧环境中,燃料与空气的接触面积、空气的流速、空气中含氧量、燃料的起始温度等,这些因素可以改变实际上燃烧可以达到的温度,会有一些差异。与空气接触面积大,燃烧速率快,可以加分。空气中含氧量少,燃烧不充分,造成燃烧物分解、碳化,这是吸热过程,而且碳化会严重阻碍燃烧,燃烧速率会大大降低,这是一个很重要的减分因素。提高物质的温度,燃烧会加快,这大家都能理解。真实的燃烧温度是很难估计的。你拿乙炔、一氧化碳、正庚烷的火焰绝对温度来批驳航空煤油的最高燃烧温度,这根本不是一回事。一个是测定方法迥异,这个前面已经说了;产物也可能不一样,乙炔正常燃烧是要冒黑烟的,会生成碳、CO、CO2和水,还有其它氧化产物,而你的绝热燃烧是彻底生成二氧化碳和水,这里面放热量差的不是一点半点,你应该是学过反应热的计算的;另外,实际燃烧过程中,燃烧动力学对燃烧温度起着至关重要的作用,比热值本身还要重要;还有一个是物质迥异。一氧化碳和正庚烷在空气中燃烧相对比较充分,而乙炔、航空煤油就会有冒烟。它们的燃烧有着本质的不同。有灯用煤油,但不会有灯用汽油。乙炔正常燃烧连烧红钢板都很难,还冒烟,炔氧焰可以用来割钢板;酒精灯燃烧温度不高吧?用手就可以掐灭火焰,酒精喷灯呢?正庚烷跟汽油不是一码事。汽油成分复杂着呢,里面有芳烃和添加剂。至于煤油跟柴油、汽油的燃烧性能差异就更大了,根本不能通用。
我对双子塔燃烧温度的判定不是根据书本上的数据,而是对录像的观察分析。我为什么要举煤油灯的例子?煤油灯冒的浓烟和双子塔的浓烟两者在烟、焰比例上差别很大。双子塔的黑烟要浓重得多,这说明燃烧非常不充分。当然,也有一些加分因素。但是,那种情形下要达到1、2000度,是不太可能的。
至于你问
生成的二氧化碳和水蒸气的直接作用是降低了空气中氧气的浓度。学过反应动力学的都知道,这个对燃烧反应速率的影响。燃烧基本上是自由基反应,二氧化碳和水蒸气浓度过高,直接抑制自由基反应的进行。还有一个,反应速率的降低,带来燃烧温度的降低,加剧了焦化、碳化和其它不完全氧化等副反应,象碳化,对抑制燃烧有直接的作用。碳化是阻燃剂的一种作用机制。影响多大?最高是100%。
至于你问我的花生油、菜籽油,你是拿来做菜的还是用来做燃料的?沸点高=燃烧性能好?没看明白。
燃烧是一个非常复杂的过程,我也只是知道一些皮毛。也可能有错。但比起大部分人来说,我想我知道得要多一些,也愿意去了解我所不知道的东西和真相。
最后,还是要谢谢你。回答了你的这些问题,至少可以帮助一些人厘清概念,了解我是怎么判断的,而不是想当然地认为乡间小径昏了头了,是一个只知道照书本念书、没有common sense、没有实际经验的书呆子。
现场的情况很复杂,燃烧本身很难解释坍塌过程,一栋楼坍塌,可以有不同的方式,即使你建模解释了其中的一种方式,这只是一种可能,更何况他们的模型是非常不完善的,真实情况可能是另一种方式。信誓旦旦地就断定楼就是这么塌的,不是做学问、做工程的人的应有的思维方式。
九一一的真相,也许就在那根废墟堆里垂直问天的、顶部呈45度角的柱子上(参见主贴8/19录像),还有7号楼的倒塌上,五角大楼的那个神秘的窟窿之中。细节是魔鬼。
本来并不想参与这个话题。无论真相如何,都不是令人愉快的事。这个话题对我来讲比较沉重,也可以预见一些人的反应,在他们心目中,九一一是不用质疑、不能质疑的,我只想说,这不是理性、科学、求实的态度。
我在这里只做学术探讨、不做动机分析。如果想知道动机,那就去看录像吧。----给楼主做个广告。
钢条发红,大约多少摄氏度?
感觉不代表理性,说的很对,但也想把这句话送给你。我上面明确说的,火焰的燃烧温度是直接测量得到的,热电偶测量得到的。从来没提到感觉是多少度。
不知道你真了解火灾不?听说过McCaffrey羽流公式不,这个是火灾计算不同高度的温度的经典公式,由实验数据拟合而来,火焰区温度该公式给的就是800度。这还只是平均温度,不是最高温度。如果你没听说这个公式,最好去查查。如果还不信,给你个文献名,自己可以查查去:《烃类池火灾火焰温度分布》。一定要去看文献,不要想当然,隔行如隔山,讨论就是为了让自己进步,固执己见就是固步自封。
你对燃烧说这么多,没什么问题,这些我都知道,也提到了。您是学过物理化学的。但是我要强调一点,您说航空煤油露天燃烧温度是按照规范来测定,那么他是什么一个定义,测量的是什么位置的温度,是在火焰面?还是区域的平均温度。什么都没讲明就引用这个数据,只会闹笑话。我提绝热火焰温度是因为不懂你提的两个温度是什么意思。如果还想讨论,既然你说了都有测定规范,请给出定义。我也没认为你说的最高温度是绝热火焰温度。因为我对实验太了解,不了解实验条件谈实验结果是不负责任的。另外您认为绝热火焰温度是测量结果可能会贻笑大方。我在帖子里直接都说了是理论计算值。认为该绝热火焰温度和燃烧速率有关系的话则更不能乱讲。我在写几个燃料的绝热火焰温度时明确表明了两个条件:空气环境,一个大气压。在这个条件,那么计算值就是那么多。这个是没有学者说:在燃烧速率多少的条件下。如果您认为燃烧速率更快的话还有可能超过这个温度。那么估计地球人没法解释这个现象了。请理解一下绝热,绝热是指没有热量损失,是指所有的反应热量都用来加热生成产物时,能达到的最高温度。我写这么多的目的就是要纠正一些对火灾的想当然理解。他们连315度都可以想出来。您可知道着火后,不说火焰,直接烟气的温度都很容易到300度。火真的很危险,火成灾很恐怖。题外话,卖力的写了这么多,也是希望能够使河友了解一点火灾。另外我可没说过2000度。燃烧可能可以达到这个温度,火灾中可能性不大。
再一点,和液体燃料谈碳化阻燃,谈严重阻碍燃烧。这个概念有问题,这些是对固体燃料用的。不能对广大河友就这样科普啊。举酒精灯掐灭的例子来证明火焰温度低,更是不合适的,掐灭是因为你动作很快,这个时间内,能传导到你手上的热量极其有限。如果你不是掐灭,而是放在酒精外焰上烧个1分钟试试?举这个例子只能说明您对火的理解还需要加强。
我举花生油的例子是为了简单的说明,照您说的航空煤油在开放环境中燃烧温度是315度说的。如果是315度,您用这个作为燃料来炸东西,连油锅都烧不开,你认为这可能吗?烧柴,烧煤,烧树叶,只要能烧的,有连油锅都烧不开的吗?我就是想用一个生活例子来让你知道您引用的315度这里是不对的。结果您连没理解这个,也怪我说得含糊了点。
您对燃烧的化学说这么多,基础的都是教材中,有道理。但是我觉得在应用到火灾中有些地方用得不合适。另外,您可能没有直接有过燃烧或者火灾的实验经历,所以虽然理论基础知道一些,但结论是有问题的。
其实一开始回帖还是有些冲的,后来把言语改了一下。大家都是探讨,您很认真,也是花了时间去调研的,所以回复了这么多。后面心平气和的想想,这种讨论比那些空谈就下结论的要好很多,所以即使我觉得我是对的,也没必要冲。
对这个帖子回复这么多,是从里面看到很多人对火灾的了解还很匮乏,尤其是作为知识分子群体的西西河。这是很难理解的,火灾发生了很多情况下就是人员伤亡了。中国发生了多少触目惊心的大火。我觉得这个里面,缺乏对火灾的了解是一个重要原因,缺乏了解就会忽视他。中国经济现在高速发展,消防意识和消防配备还很落伍,后面二十年会是火灾的高发期。我写这么多,也希望能给火灾消防安全的宣传工作做点贡献吧。
911的阴谋论,后面的动机说什么的不想讨论太多,但是从我个人的角度来看,直接牺牲2000多人的生命去制造一个借口,没那个必要,如果是,那是人类的悲哀。算了,我不讨论这个。
只是讨论一下技术。直接911的烧塌是有可能的,很多人认为火不能烧塌一栋建筑是错误的。我自己正好对钢结构和火灾都有一定的了解,从我个人来看,无论从火灾的温度和钢构件的屈服都是有足够的理由解释得通的。国内现在兴起很多钢结构建筑,很多铁路车站和机场都是直接钢结构的。幸亏消防这一块还算卡的严,都采取了防火涂料等措施进行了保护。但是这一块阻力也很大,很多单位不愿意花这个钱,另外再日常管理中也不注意维护。行李,可燃物甚至有直接堆放在支撑钢柱旁边的。这些就是意识问题了,如果这个意识不提上去了,我怕国内迟早会出现这种悲剧,而这种场所也都是人员密集场所,一旦发生悲剧将会痛彻国人。这也是我写这么多文字的一个原因。
我也是新兵,慕抱朴仙人的大名来到河里,一直不富裕,以前都是靠借钱度日。幸亏碰到一个节日,弄了一点银子花花,不然都没钱回复了。在这里写这么多不是吃撑了,不是诡辩。但是要把火灾问题讲明白,讲透彻不是这几个帖子能行的,希望大家如果觉得我说得要道理,可以自己去学习一些火灾消防方面的知识,对自己绝对是有好处的。
从这个帖子就可以看出,科普是件多么困难的事情,从人员构成看,西西河人员的科学素养整体上已经算很高的了。
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钢结构防火涂料这种东西广泛应用也是有很大隐患的,一个是使用寿命,一个是燃烧产物。
谢谢了。钢结构涂料日常维护问题很大。这一块国内普遍维护不好。但是如果直接裸露,那风险太大了,所以现在这一块是问题多多。。但现在钢结构建筑发展也是一种趋势,毕竟钢结构建筑建造快,工期短,造型漂亮。而防火这一块还需及时跟上:一个是需要开发更好的保护涂料,另外也需要更新钢结构保护思路。
http://en.wikipedia.org/wiki/Collapse_of_the_World_Trade_Center
维基给出了米官方的NIST调查报告和众多拥护者的支持文章.
[URL=http://www.tms.org/pubs/journals/jom/0112/eagar/eagar-0112.html]MIT 麻省理工: Why Did the World Trade Center Collapse? Science, Engineering, and Speculation - Special Report December 2001
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无论是中国还是米国, 有些人痛恨政府, 不相信政府
真相必须先抛弃偏见,冷静下来,不能轻信盲从, 才能发掘出来.
参与的人越多,泄密的可能就越大.
当事人不大可能事先给BBC打招呼,让他们"提前"报道.
也谢谢你科普火灾知识。看得出,你对火灾了解得比较多。
接下来,想说明一下。
1.你提供的McCaffrey羽流公式的计算结果和《烃类池火灾火焰温度分布》一文中提到的燃烧温度与我所说的最高燃烧温度的值是吻合的。不是吗?
2.航空煤油露天燃烧温度的测定,我没有看到其测定方法。如果没有猜错的话,应该是类似与煤油灯一样的装置,而不是油池。动辄拿油池做实验测定油品,不太现实。至于260-315度这个数值,我没做过实验,只是引用。是商业数据,应该是说明燃料特性的。http://www.mepetroleum.com/jet_fuel.htm 另有文献也提到这个数据,不是wiki。我知道,这个数值看起来很低,超出很多人的想象。将来有机会我会验证一下。我不排除有这种可能。当然,这不是火灾现场的温度,如果你去翻我的帖子,我没有断言过火灾现场的温度是多少,我只是针对某位工科人信口说可以轻松上2000度,才找出这个温度给他降降温,让他不要太凭感觉说事情。我在上贴里说得很清楚,实际燃烧温度跟在特定情况下测的会不一样,并举出了可能会超过或降低的影响因素。
3.绝对火焰温度有两种方法可以获得,一是计算,二是实测。查了一下,http://baike.baidu.com/view/1129630.htm。燃料的绝热燃烧温度肯定是跟燃烧速率没有关系,这点我很清楚,你应该是看走眼了。我是说燃料的实际燃烧温度跟燃料的燃烧速率有关系。
4.我举酒精灯和酒精喷灯的例子是想说明实际温度可以相差很大,酒精灯外焰大概是600度,而酒精喷灯可以到1000度。当然,用掐灭酒精灯火焰来比喻不太妥当,容易让人误解。但我自己对火的理解应该没什么问题,学化学/化工的,跟化学品、油、火没少接触,也没少培训。安全意识在河里谦虚一点说至少不算差的。对于火灾烟气之类的危害,很清楚。
5.应该说,我对实际情况的判断并没有停留在书本上的。从我的文中可以看出来,我的判断是火灾温度在1000度以下。这个结论你和我都没有分歧。其它理论解释,是说具体情况应该具体分析,不要随意套用。
至于你缺钱,可以去玩猜谜游戏赚金币,用不着再借钱发帖了。当然,如果你能发几个好的主题贴,比方说介绍火灾和消防知识的,那赚钱就快一些。
世界之大,无奇不有。如果能解释的话,那位记者早就解释清楚了。所以俺说是穿越啊。
而且烧的时间不长。