- •1 Процесс горения
- •Диффузионное и кинетическое горение
- •1.2. Диффузионное пламя
- •Расход воздуха на горение
- •1.4. Продукты сгорания. Дым
- •1.5. Теплота сгорания
- •1.6. Температура горения
- •1.7. Оценка пожарной опасности веществ и материалов
- •Температура самовоспламенения;
- •Температура самовоспламенения;
- •Температура самовоспламенения;
- •2 Самовоспламенение и возгорание
- •2.1. Кинетика химических реакций
- •2.2. Превращение горючих веществ при нагревании
- •2.3. Теория окисления горючих веществ
- •2.4. Теория Самовоспламенения
- •2.5. Температура самовоспламенения
- •2.6. Процесс возгорания и воспламенения
- •3 Склонность веществ к самовозгоранию
- •3.1. Температура самонагревания
- •3.2. Тепловое самовозгорание
- •3.3. Микробиологическое самовозгорание
- •3.4. Химическое самовозгорание
- •4 Горение смесей газов и паров с воздухом
- •4.1. Теория горения газовых смесей. Давление при взрыве
- •4.2. Концентрационные пределы воспламенения
- •4.3. Методы определения концентрационных пределов
- •5 Горение жидкостей
- •5.1. Испарение жидкостей. Насыщенный пар
- •5.2. Температурные пределы воспламенения. Температура вспышки
- •5.3. Процесс горения жидкостей. Скорость выгорания
- •5.4. Прогрев жидкостей при горении. Вскипание. Выброс
- •6 Горение пылевоздушных смесей
- •6.1. Свойства, определяющие пожароопасность пылей
- •6.2. Теория горения аэровзвесей
- •6.3. Пределы воспламенения аэровзвесей
- •7 Горение твердых веществ
- •7.1 Состав и свойства твердых горючих веществ
- •7.2. Горение древесины
- •7.3. Горение металлов
- •8 Теория химического строения а. М. Бутлерова и классификация органических веществ
- •8.1. Теория химического строения а. М. Бутлерова. Изомерия
- •8.2. Классификация органических веществ
- •9 Свойства и пожарная опасность углеводородов
- •9.1 Предельные углеводороды
- •9.2 Непредельные углеводороды
- •9.3. Ароматические углеводороды
- •9.4 Нефть и нефтепродукты
- •10 Свойства и пожарная опасность органических соединений, содержащих кислород и азот
- •10.1 Спирты и простые эфиры
- •10.2 Альдегиды и кетоны
- •10.3. Карбоновые кислоты
- •10.4 Сложные эфиры карбоновых кислот
- •10.5 Нитросоединения
- •10.6 Сложные эфиры азотной кислоты
- •10.7 Аминосоединения
- •11 Свойства и пожарная опасность элементоорганических соединений
- •11.1 Кремнийорганические соединения
- •11.2 Металлорганические соединения
- •11.3 Фосфорорганические соединения
- •12 Свойства и пожарная опасность полимеров
- •12.1 Синтетические полимеры
- •12.2 Пластические массы
- •12.3 Синтетические волокна
- •12.4 Натуральный и синтетический каучук
- •13 Свойства и пожарная опасность веществ, применяемых в сельском хозяйстве
- •13.1 Классификация веществ, применяемых в сельском хозяйстве
- •13.2 Пестициды
- •13.3 Удобрения
7 Горение твердых веществ
7.1 Состав и свойства твердых горючих веществ
В условиях большинства пожаров горят твердые вещества, которые широко используются в народном хозяйстве и быту. К ним в первую очередь относятся материалы, изготовленные на основе целлюлозы, древесина, хлопок, хлопчатобумажные ткани, бумага; на основе углеводородов и их производных — резина, пластмассы, химические волокна и ткани из них; продукты питания — зерно и зернопродукты, жиры, сахар и т. д.
Целлюлозные материалы содержат кислород, который участвует в процессе горения так же, как кислород воздуха. Поэтому объем воздуха, теоретически необходимого для их горения, значительно меньше, чем для горения горючих веществ, в состав которых кислород не входит.
Характерным свойством целлюлозных материалов является их способность при нагревании разлагаться с при 150°С. Медленное разложение древесины начинается при 160—170°С, а заметный выход газообразных продуктов происходит при 250—300 °С.
При начальной температуре разложения твердых веществ скорость образования газообразных продуктов небольшая, с повышением температуры она увеличивается. При дальнейшем повышении температуры скорость выделения газообразных продуктов уменьшается, приближаясь к некоторому минимальному значению. Таким образом, газообразные продукты при нагревании твердых веществ образуются в определенном интервале температур и с переменной скоростью, причем при разложении разных горючих материалов выделяется различное количество газообразных продуктов.
Суммарное количество выделенного тепла при горении 1 кг древесины равно теплоте сгорания древесины. Теплота сгорания березовой древесины равна 18343,3 кДж/кг. При горении древесины в условиях пожара количество образующегося угля несколько меньше составляет 20% от массы древесины.
Полимеры отличаются высоким содержанием углерода, и большинство из них не содержит кислорода. Поэтому для их горения необходим значительный объем воздуха (10—12-м3/кг). Горение полимеров происходит с образованием продукта неполного сгорания — сажи.
При нагревании полимеры ведут себя по-разному. Большинство из них при нагревании плавится и образует в процессе горения на поверхности жидкий слой. На вертикальных и наклонных поверхностях горения жидкий слой удерживаться не может и стекает. Поэтому на таких поверхностях горения слой жидкости имеет постоянную толщину, которая не превышает 1—2, мм. Стекающая жидкость образует на полу помещения или на поверхности земли слой в несколько сантиметров, который, растекаясь, распространяет горение на негорящие еще предметы.
Неорганические твердые горючие вещества — металлы, металлоиды и их соединения при нагревании почти все плавятся, и над поверхностью образуется слой паров.
Практическое определение удельной скорости выгорания твердых материалов очень затруднено, так как поверхность горения многие из них не представляет ровную плоскость. В связи с этим расчет скорости выгорания ведут на единицу площади пожара, т. е. на единицу площади проекции поверхности горения на горизонтальную плоскость. Такую величину принято называть приведенной массовой скоростью выгорания и обозначать vм. Эту величину можно определять из опыта на специальной установке, называемой камера-весы.
Под действием тепла, передаваемого от зоны горения на поверхность твердых материалов, происходит не только выгорание их, но и перемещение фронта пламени по еще негорящей поверхности. Перемещение фронта пламени по поверхности твердых веществ называется распространением горения и характеризуется скоростью распространения горения v (в м/мин)
V = l/
где l — расстояние, пройденное фронтом пламени, м; — время пе- ремещения фронта пламени, мин.
Различают две скорости распространения горения — по вертикальной (вниз и вверх) и горизонтальной поверхности. Однако в расчетах по тушению пожаров практически применяют только скорость распространения по горизонтальной поверхности. На величину скорости распространения горения влияет много факторов:
состояние поверхности вещества,
интенсивность излучения зоны горения,
направление и скорость ветра и др.
Cкорость распространения горения в, условиях пожара отличается от скорости распространения горения по поверхности твердого горючего вещества.