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理工-工科類-化工
防火防爆

作　　者：盧守謙、陳永隆
出版社別：五南
出版日期：2023/11/14(1版3刷)
ＩＳＢＮ：978-957-11-9040-2
書　　號：5T26
頁　　數：736
開　　數：16K
定　　價：750元
優惠價格：675元

　　隨著科技進步及研發，生產設備和技術不斷更新，於製造儲存處理所使用之化學物質更趨於複雜化。在工業火災爆炸事故中破壞力極高，後果嚴重性常是產業所難承受。防火防爆問題正是一項引人注意之特別課題。
　　從歷史上看，以爆炸為術語之物理性爆炸是由氣體（蒸氣）純物理變化釋壓現象；而化學性爆炸則是非定常混合燃燒現象。與火災不同的是，可燃物質必須先分解出可燃氣體（蒸氣），後與氧氣混合再燃燒；而化學性爆炸往往是可燃氣體(蒸氣)已與氧氣預先混合，產生帶有壓力波燃燒現象。
　　本書大量取材自歐美日資料，盡量圖文解說，也置入計算量化範例，內容涵蓋了防火防爆應有實用基礎知識與專業技能，並於各章末備有模擬選擇題及申論題，使讀者更能汲取這本書內在的精髓。

盧守謙博士
吳鳳科技大學消防研究所 助理教授
消防三等特考、消防設備師高考
消防四等特考榜首、行政四等特考、外語領隊普考
韓國中央 119 結訓
英國FSC  結訓認證
美國DWF 結訓認證
美國TCC  結訓認證

陳永隆博士
吳鳳科技大學消防研究所系主任/所長

推薦序

隨著科學技術的進步及創新研發下，各種生產設備和技術不斷更新，於製造儲存處理所使用之化學品，具易燃及危險物質種類與日俱增並愈趨於複雜化。在工業火災爆炸事故中破壞力極高，發生後果之嚴重性，卻常常是產業所難承受之負荷。因此，防火防爆問題正是一項十分引人注意之特別課題。
由於防火防爆工作極具挑戰性及高專業性，本校為因應產業安全需求及提升消防專業人才之考量，於2002年首創消防系／所（除警察大學外），開設防火防爆課程，建置火災虛擬實驗室、火災鑑識實驗室、低氧實驗室、水系統消防實驗室、電氣系統消防實驗室、氣體消防實驗室、消防設備器材展示室及消防檢修實驗室等軟硬體設備，也設置了氣體燃料導管配管、工業配管等兩間乙級技術士考場，擁有全方位師資團隊跨消防、機械、理化、電機、電子及土木等完整博士群組成，每年設日間部四技3班、進修部四技1班、進修學院二技1班、碩士在職專班1班，目前也刻正申請設立博士在職專班，為未來消防安全產業領域，注入所需的人才。
本書作者盧守謙博士在消防工作學有專精，盧博士與消防系陳永隆主任共同執筆，完成一系列完整消防書籍著作，每一本能進行專業精闢求解及有條不紊地說明，不僅內容涵蓋的範圍有外在廣度也具內在深度，本人極為樂意將其推薦給所有關心產業消防安全的讀者們。

蘇銘宏
吳鳳科技大學　校長

我們對火之瞭解，是早在兒童時期。在冬天，火溫暖我們的家園、熟我們的食物、產生能量，但在敵對情況下，火是很危險的。我們知道，火消耗的燃料需要空氣中氧，而釋放出熱和光。通常情況下，對這種程度的理解是與火相關工作人員需要知道的。
火是一種劇烈化學反應，而不是物質！火災實際上是一個較大規模燃燒（Combustion）過程中之副產物（Byproduct）。大多數人對火和燃燒是可以互換使用這2個名詞，但與火相關工作人員應理解其差異性。燃燒（Combustion）是一種燃料快速氧化（化學反應）自我維持（Self-Sustaining），並產生熱和光的過程，其可能沒有產生火之現象，如燃燒在局部或近燃料表面，僅與氧氣接觸產生沒有火焰之燃燒，如燒炭現象；而火（Fire）則是一種二氧化碳、水蒸氣等很熱的混合物，進行快速的氧化反應，也就是燃燒的結果。又火災與爆炸比較，火災是一種較大空間燃燒之現象；而化學性爆炸是快速燃燒，當燃燒變為強烈時，會產生壓力波，又當此等壓力波變為充分強力時，便會形成一次爆轟（Detonation）現象；因此火災與化學性爆炸，主要是燃燒速度之不同，有無壓力波之形成差異。
防火防爆之理化性、熱能、熱傳、燃燒原則和滅火原理，本章進行基礎科學之討論，學習防火防爆相關人員可以更好地瞭解其規律，及如何預防和控制。

第1節　物理基本科學
1.	大氣壓力（Atmospheric Pressure）
大氣是有重量的，大氣中壓力是源自於大氣層中空氣的重力而產生之壓力，空氣主要為氮氣（N2）與氧氣（O2）組成，以一莫耳空氣有28.84 g （28×79% + 32×21% = 28.84），至海平面大氣壓最大。所謂一大氣壓是以海平面大氣中施加壓力為14.7 psi。1psi壓力能使水銀柱升高約2.04吋（52 mm）。在海平面上，升高水銀柱為2.04吋×14.7吋 = 29.9吋高（760 mm）；如圖1-2。在高處大氣壓比較小，沸點變小，致高山上煮開水未到100℃就沸騰。
2.	蒸氣壓（Vapor Pressure）／正常沸點（Atmospheric Boiling Point）
蒸氣壓也就是飽和蒸氣壓，為物質的氣相與液相達到平衡狀態時壓力。任何物質（包括液態與固態）都有揮發／蒸發成為氣態的趨勢，其氣態也同樣具有凝聚為液態或者凝華為固態的趨勢。由於液體的分子始終處於運動狀態（運動量大小取決於液體的溫度），分子連續不斷地從液體的自由表面逸出至其上部空間。其中一些分子保持在上部氣態空間，另一些分子由於無規則運動與液體碰撞，而被重新捕獲至原液態空間。
在一定溫度，物質氣態與其凝聚態（固態或液態）之間，會在某一壓力下達成動態平衡；平衡時於單位時間內由氣態轉變為凝聚態的分子數，與由凝聚態轉變為氣態的分子數是相等的。如液體盛在開放容器內，則分子從表面逸出，液體蒸發。若液體盛在封閉容器內，逸出分子的運動被限制於蒸氣空間。隨著碰撞和再進入液體的分子數量增加，最終達成一平衡點，此時從液體逸出分子的速率，與分子再回入液體的速率相等。在平衡點由逸出蒸氣所生的壓力，稱為蒸氣壓，其單位為kg/m•s2或kPa（千帕）。當某一液體的溫度升高時，其蒸氣壓可達到並超過大氣壓力。在蒸氣壓等於一大氣壓力的溫度下，發生沸騰，使大氣阻礙蒸發的作用失效；以水為例，水之蒸氣壓（P），計算如下：
對於液體，從蒸氣壓高低可以看出蒸發速率的大小，具有較高蒸氣壓的物質通常具有較大揮發性。任何物質的蒸氣壓都隨著溫度非線性增加，亦即液體蒸氣壓主要隨溫度而變化，但當暴露於空氣中時，仍有許多可變因素會影響其實際蒸發速率。這些可變因素包括：大氣溫度和壓力、空氣運動狀態、入射輻射熱、比熱以及蒸發潛熱。
3.	蒸氣／空氣比重（Vapor /Air Proportion）
蒸氣／空氣比重是指在平衡溫度和壓力下，液體蒸發產生的蒸氣／空氣混合氣的重量，與同體積空氣重量之比值。因此，蒸氣／空氣混合氣的比重取決於環境溫度、液體蒸氣壓，以及液體分子量。若溫度比液體的沸點低得多，則液體的蒸氣壓可低到使蒸氣／空氣混合氣的密度接近純空氣，也就是蒸氣／空氣比重接近於1。若液體的溫度上升至沸點，則蒸發速率上升，蒸氣取代周圍的空氣，蒸氣／空氣混合氣比重就接近於純蒸氣比重。

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