2.3 Горіння твердих речовин

При вивченні теми необхідно спочатку повторити матеріал із теми 1.1. про умови виникнення горіння, про види процесів горіння: дифузне і кінетичне, гомогенне і гетерогенне, повне і неповне, а також із теми 1.3. про процеси, які відбуваються в горючій речовині під час самоспалахування.

Необхідно дати визначення, які речовини відносяться до твердих горючих речовин. Тверді речовини потребують більшої підготовки, ніж гази і рідини. Крім того, в твердих речовинах можливе не тільки гомогенне, ай гетерогенне горіння. Необхідно, спираючись на навчальний матеріал теми 1.3., класифікувати тверді горючі речовини на 2 роди за такою ознакою, як шлях переходу його в газо-пароподібний стан. Вивчаючи поведінку твердих горючих речовин при нагріванні, необхідно врахувати, як впливає на процес горіння хімічний склад горючої речовини. Наприклад, характерними властивостями целюлозних матеріалів (деревина, грубі корма, бавовна і ін.) є їх розкладання з послідуючим виділенням горючих газів і парів, а для ряду полімерних матеріалів (каучук, поліетилен, синтетичні волокна) - плавлення, розклад і випаровування з виділенням мономерів і функціональних груп.

Слід мати на увазі, що газоподібні продукти під час нагрівання, утворюються у певному інтервалі температур і з перемінною швидкістю, що суворо індивідуально для кожної горючої речовини.

Кількісною характеристикою поширення полум’я по поверхні твердих матеріалів є, як у випадку з рідинами, лінійна швидкість поширення полум’я. Розглянути питання як залежить лінійна швидкість поширення полум’я від природи матеріалу, його вологості, орієнтації поверхні в просторі, швидкості і напряму вітру, щільності і подрібності, а також від матеріалу і маси підложки.

Звернути увагу що, одночасно з поширенням полум’я по поверхні матеріалу останній починає вигоряти в глибину. При вигорянні твердої речовини вглибину розрізняють масову, лінійну та зведену швидкість вигорання, які залежать від природи матеріалу і зовнішніх факторів.

Розглянути гомогенне і гетерогенне горіння целюлозних матеріалів: деревини, вугілля, грубих кормів, зупинитися на швидкості перетворення деревини в вугілля, пов’язуючи матеріал з прогнозуванням поведінки дерев’яних конструкцій на пожежі. Для цього вивчити питання прогрівання твердих речовин в глибину під час горіння; спалахування твердих речовин, температуру спалахування; швидкість виходу продуктів розкладу або випаровування; ріст шару вугілля і інші характерні особливості.

Необхідно знати, що особливістю всіх полімерних матеріалів (пластичних мас, синтетичних волокон, каучуків, смол) є відсутність визначених параметрів: температури спалахування, температури самоспалахування і т.д., що пояснюється різним ступенем їх полімеризації, поліконденсації і неоднакової молекулярної маси (різною довжиною макромолекул, які утворюють полімер).

Необхідно звернути увагу на особливості горіння і гасіння полімерів, на утворення токсичних продуктів їх розкладання і горіння, що перешкоджає гасінню і понижує можливість широкого використання полімерних матеріалів, зокрема, в будівництві і на залізничному транспорті.

Вивчаючи особливості горіння металів, необхідно дати чітке розмежовування на летючі і нелетючі метали. Основним параметром для цього служить температура кипіння металу і температура плавлення його оксидів. Від цього залежить, чи буде горіння проходити на поверхні металу (нелетучі) або ж будуть горіти пари металу в повітрі (летючі), а також те, в якому вигляді утворюються продукти горіння – у вигляді сплаву металу з оксидом для нелетючих або у вигляді завислих у повітрі частин – диму для летючих металів.

Показати основні параметри горіння і в зв’язку з цим особливості їх пожежної небезпеки, специфіку вибору вогнегасних засобів, прийомів і способів гасіння.

Слід визначити, розглядаючи навчальний матеріал, метали, які горять в масі або у вигляді дроту, фольги, стрічки, а також ті, які в порошкоподібному стані. Показати можливість самозаймання металів під дією кисню, повітря, води. В чому суть даного явища? (Навчальний матеріал вивчався в темі 1.4 «Самозаймання речовин і матеріалів»).

Необхідно звернути увагу на особливості гасіння різних твердих горючих речовин.

Поняття:

Масова швидкість вимірюється як маса речовини, що вигоріла, віднесена до одиниці поверхні в одиницю часу. Іноді таку швидкість ще називають питомою.

Лінійну швидкість вимірюють як товщину шару речовини, що вигорає в одиницю часу.

Найменша температура деревини, при якій продукти розкладу здатні спалахувати від джерела запалення, називається температурою спалахування деревини.

В результаті вивчення теми слухачі повинні

Знати :

• поняття «лінійна швидкість поширення горіння по поверхні твердих матеріалів». Фактори, що впливають на швидкість поширення горіння;

• особливості горіння целюлозних матеріалів на прикладі деревини;

• особливості горіння летючих і нелетючих металів, полімерів.

Вміти:

• експериментально визначати залежність швидкості горіння деревини від орієнтації поверхні в просторі.

Література:

4 С. 148 – 158.

5……Частина 1 С. 165-176