Особенности горения материалов и веществ.
Твердые материалы и вещества различаются по химическому составу и горят неодинаково. Эти вещества и материалы по химическому составу делят на:
простые (сажа, кокс, антрацит, древесный уголь)
Они состоят из чистого углерода, поэтому при горении накаляются, тлеют, не выделяя дыма, искр и пламенем. Они не нуждаются в разложении, перед тем как вступать в реакцию окисления с кислородом. Такое горение обычно протекает медленно и называется гетерогенным.
сложные
Горят в две стадии: 1. разлагаются на более простые,
2. эти более простые составляющие горят с образованием пламени
или тлеют.
К ним относятся каучук, резина, древесина, пластмассы. Характерной особенностью горения химически сложных веществ является образование пламени и дыма. Большинство пластмасс и искусственных материалов являются горючими. Они горят с образованием разжиженных смол, при горении выделяется окись углерода, аммиак, синильная кислота и др. токсичные вещества.
Сгораемые жидкости.
В пожарном отношении более опасны, т.к. они легче воспламеняются, более интенсивно горят и способны образовывать взрывчатые паро-воздушные смеси.
Сгораемые жидкости сами по себе не горят, а горят их пары. Количество этих паров зависит от температуры жидкости, от состава самой жидкости. Горение паров жидкости связано с концентрацией этих паров в воздухе. Сгораемые жидкости характеризуются температурой вспышки. Чем ниже температура вспышки, тем опаснее жидкость в пожарном отношении. Наименьшую температуру имеет сероуглерод (-50), этиловый спирт (+13); самую высокую – льняное масло (+300).
В зависимости от температуры вспышки сгораемые жидкости делят на группы:
горючие жидкости (ГЖ)
Способны воспламеняться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления; tвсп > 61 С.
легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ)
Способны воспламеняться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его
удаления; tвсп = 28-61 С.
особо легковоспламеняющиеся жидкости (ОЛВЖ)
Способны воспламеняться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его
удаления; tвсп < 28 С.
Для ГЖ температура воспламенения больше температуры вспышки приблизительно на 30-35 ; для ЛВЖ и ОЛВЖ tвоспл > tвсп на несколько градусов (3-4).
Температура самовоспламенения обычно значительно выше температуры воспламенения. Бензин tвсп = -36, tвоспл = -30, tсамовоспл = 300.
К другим важным свойствам сгораемых жидкостей относится высокая плотность их паров (пары тяжелее воздуха), и в тоже время низкая плотность самих жидкостей (легче воды). Если сгораемая жидкость загорелась, то ее нельзя потушить водой.
Горючие газы.
Представляют еще большую пожарную опасность, т.к. легко горят и в смеси с воздухом могут образовывать взрывчатые смеси. Горючие газы образуют взрывчатую смесь только при определенной концентрации. Наименьшая концентрация газа в воздухе, при которой уже возможно горение, называется нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПВ); наибольшая концентрация газа в воздухе, при которой еще возможно воспламенение – верхний концентрационный предел воспламенения (ВКПВ). Эти концентрации измеряются в процентах.
НКПВ
ВКПВ
область воспламенения
Для каждого газа область воспламенения разная. Для метана – от 5% до 16%, для аммиака – от 16% до 27%, для ацетилена - от 3% до 93%. Большая область воспламенения у водорода - от 4% до 76%.
К другим свойствам газа в пожарном отношении относится большая разрушительная сила взрыва и способность образовывать статическое электричество при движении по трубам.
Горючие пыли.
Образуются в процессе производства при обработке твердых и волокнистых материалов и способны гореть и взрываться, образуя с воздухом пылевоздушную смесь.
Когда пыль находится в воздухе, то такая пылевоздушная система называется аэрозолью. Аэрозоль способна взрываться. Если пыль из воздуха пыпала на поверхность, то она называется аэрогель. Аэрогели способны гореть и тлеть.
Пыли по пожарной опасности во много раз превосходят те вещества и материалы, из которых они получены, т.к. чем меньше частицы пыли, тем больше развита у них поверхность. Например, 1кг каменного угля способен сгореть в течение нескольких часов, 1кг каменноугольной пыли – в доли секунды. Такие вещества как алюминий, магний, цинк в монолитном состоянии не горят , а в состоянии пыли они способны взрываться в воздухе. Алюминиевая пудра способна самовозгораться в состоянии аэрогеля.
В зависимости от состояния любая пыль имеет две темпиратуры самовоспламенения и другие темпиратуры для аэрогеля аэрозоля. Для пыли, как и для газов, существуют НКП взрываемости и ВКПВ. Нижний - наименьшая концентрация пыли в воздухе, при которой уже возможно воспламенение; верхний - еще возможно. По этим параметрам все пыли делят на две группы: 3
а) взрывоопасные пыли, у которых НКПВ< 65 г/м воздуха;
3
б) НКПВ> 65 г/м - пожароопасные.
ВКПВ - теоретическая величина, поскольку на практике концентрация пыли не доходит до этой концентрации.
О пожароопасных свойствах веществ можно судить по коэффициенту горючести. Его можно определить для веществ, которые имеют химическую формулу:
K = 4C + 1H + 4S – 2O – 2Cl – 3Br – 5F
C – количество атомов в химической формуле углерода,
H – водорода,
и т.д.
Если K <= 0, то такие вещества не горючие, если K > 0, то – горючие.