下列有關擴散火焰的敘述，何者正確？

本題考點

擴散火焰的三區構造——連續火焰區、間歇火焰區與浮升羽柱區——各區的流體加速、溫度變化特性，以及羽柱與天花板下設備動作的關聯。

正解理由

火羽流理論將浮力驅動的擴散火焰由下而上分為三段：連續火焰區溫度近乎定值而流速持續加速；間歇火焰區火舌斷續出現，流速已達最大並開始因捲吸冷空氣而減速；再上方即為浮升羽柱區，僅剩高溫煙氣上升。羽柱撞擊天花板後轉為沿頂棚水平流動的頂板噴流，其溫度與流速正是決定撒水頭感熱元件何時破裂、探測器何時動作的直接因素，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   擴散火焰的特徵是可燃氣體與空氣未預先混合、在接觸面邊擴散邊燃燒，燃燒速度受混合速率控制而相對緩慢；爆炸式燃燒屬預混火焰的特性，兩者恰好相反。

2. (B)

   間歇火焰區的流體已通過加速最劇烈的連續火焰區，因大量捲吸周圍冷空氣、質量流率增加而使流速轉為遞減，並非處於加速狀態。

3. (C)

   浮升羽柱內的煙氣一路捲吸冷空氣稀釋，中心線溫度隨高度增加而遞減，並非遞增；此溫度衰減關係正是火羽流溫升計算式的核心。

4. (D)

   正確。羽柱上升撞擊天花板形成的頂板噴流，帶動感熱元件與探測器動作，是火羽流理論在消防安全設備上的直接應用。

記憶點

一、三區的量化描述：火羽流的中心線溫升 ΔT 與高度 z 的關係在浮升羽柱區近似 ΔT∝Q^(2/3)·z^(−5/3)，中心線速度 u∝Q^(1/3)·z^(−1/3)。指數為負，說明溫度與速度都隨高度衰減，而溫度衰減得比速度更快。連續火焰區的溫度則相對穩定在約 800～900℃ 附近，速度隨高度增加；間歇火焰區溫度已明顯下降，速度達峰後回落。火焰高度可由 L＝0.235Q^(2/5)－1.02D 估算（Q 為 kW、D 為火源直徑 m），是常考公式。

二、頂板噴流與設備動作：羽柱撞頂後形成厚度約為天花板高度十分之一的水平高溫氣流層，感熱元件即浸在此層中。設備的動作時間取決於頂板噴流溫度、流速與元件的反應時間指數（RTI）。RTI 愈小反應愈快，這是快速反應型撒水頭與標準反應型的差別由來；同理，偵煙式探測器因煙粒子先於熱量抵達，動作通常早於定溫式與差動式探測器。

三、設置規定的物理理由：《各類場所消防安全設備設置標準》對探測器與撒水頭的裝置高度、與天花板面的距離、與樑或空調送風口的間隔都設有限制，其立法理由正是避免元件落在頂板噴流層之外或被氣流稀釋而延遲動作。天花板愈高，羽柱行程愈長、捲吸愈多冷空氣，抵達頂棚時溫升愈低，這也是挑高空間動作延遲、須另行考量偵測手段的理論根據。

四、易混淆概念對照：擴散火焰與預混火焰——前者受混合速率控制、火焰呈黃橙色且易生煙，後者受化學反應速率控制、火焰呈藍色且傳播快；層流擴散火焰與紊流擴散火焰——火源加大後由層流轉紊流，火焰高度趨於不再隨流量增加而只在一定範圍內脈動。

五、相關考點延伸：常與火焰高度計算、頂板噴流溫度估算、閃燃判定條件（上層氣體溫度約 600℃ 或地板輻射熱通量約 20 kW/m²）合併命題。答題訣竅是牢記「三區之中，溫度一路只降不升，速度先升後降」，四個選項的正誤幾乎都能由這兩句話直接判定，不必逐一回想公式。