1.Уравнения реакции горения веществ в воздухе.

В условиях пожара горение чаще всего протекает в среде воздуха.

Обобщённая запись реакции горения имеет вид:

n_г.в.[г.в.] + n_о[о]= n_пгi[пг],

где n_г.в, n_о, n_пгi – стехиометрические коэффициенты при соответствующих веществах ([г.в.] – горючее вещество, [о] - окислитель, [пг] – продукты горения).

Данное уравнение является обобщённым выражением материального баланса любой химической реакции окисления.

При составлении уравнения материального баланса процессов горения принято учитывать не только кислород, принимающий участие в реакции окисления, но и азот, входящий в состав воздуха. Воздух состоит из азота, кислорода, водорода, углекислого и инертных газов. При ведении теоретических расчётов водород, углекислый газ и инертные газы (их вместе взятых в воздухе около 1 %) причисляют к азоту, которого в воздухе 78 %. Поэтому можно принять, что воздух состоит из 21 % кислорода и 79 % азота. Не трудно установить, что на 1 моль кислорода приходится 3,76 моля азота (79 : 21 = 3,76) и, таким образом, состав воздуха в уравнениях реакций горения – (О₂ + 3,76 N₂).

В реакции горения принимает участие только кислород. Азот в реакцию не вступает и выделяется из зоны горения вместе с продуктами горения.

2.Испарение жидкостей. Насыщенный пар.

Испарение — процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное, происходящий на поверхности вещества (пар). Процесс испарения является обратным процессу конденсации (переход из парообразного состояния в жидкое).

Насыщенный пар — это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава.

Испарение твердого тела называется сублимацией (возгонкой), а парообразование в объёме жидкости — кипением. Обычно под испарением понимают парообразование на свободной поверхности жидкости в результате теплового движения её молекул при температуре ниже точки кипения, соответствующей давлению газовой среды, расположенной над указанной поверхностью. При этом молекулы, обладающие достаточно большой кинетической энергией, вырываются из поверхностного слоя жидкости в газовую среду; часть их отражается обратно и захватывается жидкостью, а остальные безвозвратно ею теряются.

Скорость испарения определяется поверхностной плотностью потока пара jп, проникающего за единицу времени в газовую фазу с единицы поверхности жидкости.

3.Диффузионное и кинетическое горение.

По степени подготовки горючей смеси различают диффузионное и кинетическое горение.

Диффузионное горение – горение неперемешанных газо-, паровоздушных смесей с воздухом. Оно свойственно конденсированным горючим веществам жидкостям и твёрдым материалам. Для диффузионного горения характерно наличие светящегося пламени. Для возникновения диффузионного горения необходимо, чтобы горючее вещество было нагрето источником зажигания до температуры воспламенения.

Структура пламени диффузионного горения состоит из трех зон:

В 1 зоне находятся газы или пары. Горение в этой зоне не происходит. Температура не превышает 5000С. Происходит разложение, пиролиз летучих и нагрев до температуры самовоспламенения.

Во 2 зоне образуется смесь паров (газов) с кислородом воздуха и происходит неполное сгорание до СО с частичным восстановлением до углерода (мало кислорода):

CnHm + O2 → CO + CO2 + Н2О;

2CO = CO + C.

В 3 внешней зоне происходит полное сгорание продуктов второй зоны и наблюдается максимальная температура пламени:

2CO+O2=2CO2;

C+O2=CO2.

Все виды диффузионного горения присущи пожарам.

Кинетическим горением называется горение заранее перемешанных горючего газа, пара или пыли с окислителем. В этом случае скорость горения зависит только от физикохимических свойств горючей смеси (теплопроводности, теплоемкости, турбулентности, концентрации веществ, давления и т.п.). Поэтому скорость горения резко возрастает. Такой вид горения присущ взрывам.

В данном случае при поджигании горючей смеси в какой-либо точке фронт пламени движется от продуктов сгорания в свежую смесь. Таким образом, пламя при кинетическом горении чаще всего нестационарно.

4.Температурные пределы воспламенения жидкости. Температура вспышки.

Температура воспламенения – это наименьшая температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие газы с такой скоростью, что

после воспламенения их от внешнего источника возникает устойчивое горение.

Температура самовоспламенения – это

температура, при которой возникает устойчивое горение без внешнего источника воспламенения.

Температура жидкости, при которой концентрация насыщенных паров в воздухе в замкнутом объеме способна воспламениться при воздействии источника зажигания, называется нижним температурным пределом воспламенения. Температура жидкости, при которой концентрация насыщенных паров в воздухе в замкнутом объеме еще может воспламениться при воздействии источника зажигания, называется верхним температурным пределом воспламенения.

Температура вспышки - это наименьшая температура горючего вещества при которой в условиях спец. испытаний над ее поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать

в воздухе от внешнего источника зажигания. Устойчивого горения в таком случае не возникает. Температура вспышки показывает температурные условия, при котором вещество становится пожароопасным в открытом сосуде.