Вопрос 3.Вредные вещества и их действие на человека, пдк, средсва защиты человека.
БИЛЕТ №12
Вопрос 1 .Самовоспламенение. Механизм процесса.Предупреждение самовоспламенения.
ГОРЕНИЕ - сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, харак-ся самоускоряющимся превращением и сопровождается выделением большого кол-ва тепла.
ПОЖАР-неконтролируемое горение , причиняющие материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.
ВЗРЫВ-бысторое превращение вещества(взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных произвести работу.
ВОСПЛАМЕНЕНИЕ-начало пламенного горения под воздействием источника зажиганя.
САМОВОЗГОРАНИЕ –возгорание в результате самоинициирующихся экзотермических процессов.
САМОВОСПЛАМЕНЕНИЕ –самовозгорание, сопровождающееся пламенем.
ТЛЕНИЕ-беспламенное горение
Горение представляет собой процесс окисления или взаимодействия горючего вещества с кислородом воздуха. Окислителями в процессе могут быть-хлор, бром. Азотная кислота, бертолетова соль, пероксид натрия и некоторые другие вещества.
Для возникновения и развития процесса горения необходимы горючее вещество, окислитель и источник зажигания. Состояние горючих веществ может быть гомогенным и гетерогенным. Гомогенное – компоненты в основном в газообразном состоянии- кинетическое горение. Если компоненты перемешены, то- диффузное горение. Горение хар-ое границами раздела фаз – гетерогенное.горение по скорости:дефлаграционное(несколько м/c), детонационное(тысяч м/c), взрывное (неск сот м/с).
Горение может быть в двух режимах: самовоспламенение, заключающееся в самопроизвольном возникновении пламенного горения предварительно нагретой до некоторой критической температуры горения смеси(называемой температурой самовоспламенения) и появляющегося в одновременном (в виде вспышки) сгорании всей горючей смеси, и в режиме распространения волны горения()распространения фронта пламени по холодной смеси при ее локальном зажигании(воспламенении) внешним источником.
Пламя – видимая зона горения, в которой наблюдается свечение и излучение тепла.оно само становиться источником тепла и химически активных частиц в прилегающие слои свежей горючей смесиЮ за счет чего обеспечивается перемещение фронта пламени.
Важнейшей особенностью процесса горения является самоускоряющийся характер химического превращения, переходящего в реакцию горения. Такой процесс возникновения горения называется самовоспламенением. Самовоспламенение может бытьтепловое и цепное.
ТЕПЛОВОЕ- причина ускорения реакции, окисления и возникновения горения является превращение скорости скорости выделения тепла над скоростью теплоотвода, а при ЦЕПНОМ –превышение вероятности разветвления цепей над вероятностью их обрывов.Температура самовоспламенения– показывает при какой тем-ре вещество воспламеняется без –tсам - наименьшая температура вещ-ва или его смеси с воз-ом при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций приводит к воспламенению(возгорание происходит) без источника воспламенения.
Tсам-один из самых важных показателей пожарооп, газов, жидк-ей и пылей, показат использ-ся для классиф-ии газов и паров по группам взрывоопас для выбора типа взрывозащищенного электрооб-ия, а так же для опред-го максимально допустимую температуру нагрева пов-ти технологического оборудования.
T сам зависит от:
- химического строения вещества
- состава(наличие примесей)
-наличие положительных или отриц-ых катализ-ов.
теории механизмов самоускоряющихся превращений при горении:
Тепловоге воспламенения химически однородной горючей смеси, находящейся в сосуде объемом V.
При низкой температуре T0 реакция между горючим и окислителем практически не протекает – отсутствиеактивных молекул. Для того чтоб они появились – нужно горючую смесь нагреть жо более высокой температурыT1. возникшая при этом реакция окисления сопр-ся выделением тепла, за счет чего горючая смесь нагревается. Скорость выделения теплаqбудет пропорциональна скорости реакции окисления и теплоте сгорания смеси:
q1 =QVk0C(в степениv)e(в степениE/RT1)
Q- теплота сгорания горючего вещества
V- объем горючей смеси
k0 – предэкспоненц множитель
C- концентрация горючего в смеси.
v- суммарный порядок реакции
Е- энергия активации.
Однако как только температура смеси горючей превысит температуру стенок сосуда и внешней среды Т1 и поднимиться до Т2 возникнет теплоотвод от горючей смеси к стенкам сосуда(температура пов-ти технологического оборуд-ия не должно превышать 80% стандартной температуры самовоспломенения, она отличается заметно от стандартной) и далее к внешней среде. Скорость теплоотвода q2 можно посчитать прапорциональной разности температур горючей смеси и стенок сосуда:
q2=αS(T2-T1)/
α- коэффициент теплоотдачи от горючей смеси к стенкам сосуда,S- общая поверхность стенок сосуда, Т1-ТЕМПЕРАТУРА СТЕНОК ; Т2- температура горючей смеси.
При создавшейся разности температур дальнейший нагрев горючей смеси будет зависить от отношения скоростей теплоотвода и тепловыделения. Если q1>q2 горючая смесь , окисляясь, будет саморазогреваться до возникновения горения. Еслиq1=q2 то горения не будет.
qq1q2
T(т А)T0’TcTc’’(С)T0’’T
В области низких тем-р газ нагревается до тем-ры стенки. Если тем-ра стенки снизится , то тем-ра смеси пойдет вниз. После точки С тем-ра выше, то начинается прогрессирующее сасоразогревание смеси, которое может закончиться самовоспламенением.
Вещества имеющие тем-ру воспламенения меньше +50 С называются - самовозгорающимися(самая опасная группа веществ). Тепло не надо подводить, чтобы ускорить реакцию, реакции окисления идут с такой скоростью , что они могут закончиться пламенным горением.
В зависимости от природы:
- тепловые
-химическое
-микробиологическое самовозгорание
Чем ниже температура самовозгорание, тем опаснее вещество.
При температуре стенки и начальной температкру горючей смеси Т0’’ q1>q2, происходит самовозгорание, при температуре стенки Т0’ саморазогрев горючей смеси происходит только до температуры Т(точка А)q1=q2 - нагревание невозможно выше этой температуры.q1<q2. границей между областями неограниченного и ограниченного разогрева горючей смеси является прямая теплоотвода при температуре стенки Тс. Эта прямая касается кривой теплоотведения в точке С, - неустойчивое тепловое равновесие. Даже значительное повышение тем-ры Тс’ вызовет прогрессивный саморазогрев смеси, приводящий к самовоспламенению. Т е температура самовоспламенения пламени является та минимальная тем-ра горючей смеси, при которой начинается саморазогрев, приводящий к возникновению горения. Тем-ра самовоспламенения горючей смеси –относится к горючему веществу. Она не является постоянной для одного и того же вещества. И зависит от его концентрации, давления, размеров, формы, материала сосуда, и др.
Определяется температура самовоспламенения определяется экспериментально при н.у (давлении, стехиометрической концентрациигорючих газов или паров в воздухе) . при цепном воспламенении причиной ускорения реакции окисления является превышение скорости разветвления цепей над скоростью их образования.
Чисто цепное самовоспламенение – давольно редкое явление, протекает при низких давлениях ниже 0.1МПа, когда отсутствует заметный разогрев за счет реакции и его влияние на самоускорение реакции.
q1=q2 – положение неустойчивого равновесия
q1>q2 скорость теплоприхода меньше скорости теплоотвода(все тепло опасности нет)
q1<q2 - количество получаемого тепла больше чем количество отводящего(опасно).
УСЛОВИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ САМОВОЗГОРАНИЯ
- развитая поверхность окисления
- способность вещ-ва окисл с заметной скоростью при низкой температуре.
- малая теплоотдача в окр среду.
ВЕЩЕСТВА СКЛОННЫЕ К САМОВОЗГОРАНИЮ:
растительного происхождения (сено, хлопок, опилки).
Ископаемые(уголь, торф).
Масла и жиры, а так же промасленные материалы.
Химические вещества воспламеняющиеся при соприкосновении с воздухом.
Микробиологическое самовозгорание- микроорганизмы, деятельность которых сопровождается выделением тепла , тем-ра может подниматься до 50-60С вплоть до температуры самовозгорания. У микроорганизмов – особенность если тем-ра повыситься до 70 С а самовозгорания не произошло, то микроорганизмы погибают.