Методичні вказівки з самостійного вивчення матеріалу і переказу теоретичних питань

Вивчати курс дисципліни потрібно по розділам і темам, які передбаченні програмою. При цьому необхідно користуватися предметним вказівником, тому що матеріал, який викладений у підручнику не сходиться з зауваженнями програми.

Читання матеріалу не повинно бути швидким. Прочитане необхідно усвідомити, важкі і незрозумілі місця відмітити, прочитати ще раз і вникнути в суть. Щоб краще запам'ятовувати навчальний матеріал, в робочий зошит заносяться всі визначення, важливі поняття, незнайомі терміни, формули, рівняння реакцій, графіки, висновки. Обов’язково поділяйте матеріал, це полегшує засвоєння пройденого. Якщо що-небудь із вивченого матеріалу не засвоєно, то не потрібно вивчати нові розділи. Незрозумілі місця, фрази, вирази перечитувати декілька разів, щоб зрозуміти їх зміст. Робочий зошит також використовується при повторенні та підготовці по екзамену; після вивчення теоретичного матеріалу з кожної теми обов'язково виконуйте вправи по розв’язуванню задач. Це буде одним із найкращих методів закріплення матеріалу.

Для контролю за якістю і повнотою вивчення матеріалу з кожної теми приведенні питання для самоперевірки. Тему можна вважати засвоєною, якщо слухач відповідає на всі питання самоперевірки.

Після вивчення матеріал програми можна приступити до виконання контрольної роботи.

Відповідь на кожне із поставлених питань потрібно починати з визначення тієї величини, про яку ведеться мова, про вплив її на оцінку пожежної небезпеки речовин і процесів, які пов’язанні з їх використанням або проявленням на практиці.

1 Основи процесів горіння

1.1 Загальні відомості про природу процесу горіння

В даній темі розглядаються основні умови хімічної реакції горіння і відмінність її від окислення горючих матеріалів.

Розглядаючи дане питання, потрібно засвоїти ознаки горіння як складного фізико-хімічного процесу, пов’язаного з перерозподілом валентних електронів між молекулами горючої речовини та окисника (киснем повітря), дати класифікацію видам горіння за швидкістю горіння, повнотою горіння, агрегатним станом горючого і окислювача, за видом контакту горючої речовини (матеріалу, суміші) з окислювачем.

Необхідно з’ясувати, виходячи із електронної будови атомів, які речовини є відповідно окисниками, а які - горючими речовинами (відновниками); яка різниця між бідними, багатими і стехіометричними горючими сумішами, особливостями їх горіння. Особливу увагу звернути на умови виникнення, розвитку та припинення горіння.

При розв’язуванні задач потрібно скласти рівняння реакції горіння речовини на повітрі. В загальному вигляді його можна записати таким чином:

Г.Р. + β₀₂ × О₂ + β₀₂ ×^. 3,76 N₂ = П.Г.

Тут: Г.Р. - хімічна формула горючої речовини; П.Г. - формули продуктів горіння; β₀₂ - кількість кіломолей кисню.

В правій частині рівняння завжди записують формули продуктів повного горіння, склад яких залежить від складу горючого.

Елементний склад горючих речовин різноманітний. Елементи при горінні, окислюються і перетворюються у відповідні оксиди. Так, карбон при окисленні перетворюється в СО₂ (карбону IV оксид), гідроген - в Н₂О (воду), сульфур - в SO₂ (сульфур IV оксид).

Азот в реакції горіння при температурах до 2000⁰ С не приймає участь але є основною частиною повітря і переходить в продукти горіння (78% за об’ємом). Азот, який входить в склад горючого, виділяється у вільному вигляді, на склад продуктів горіння не впливає.

Коли записана ліва та права частини рівняння, необхідно у відповідності з законом збереження маси речовини, підібрати коефіцієнти перед формулами речовин з тим, щоб кожного елементу в обох частинах рівняння було порівно. Підбір починають з горючих елементів (С, Н, S): підрахувавши кількість їх атомів в лівій частині рівняння, знаходять відповідні коефіцієнти перед СО₂, Н₂О і іншими формулами продуктів горіння. Зрівнювати оксиген потрібно в останню чергу, для цього підраховують необхідну кількість його атомів в правій частині рівняння, віднімають кількість атомів оксигену в горючій речовині (якщо вони там є), і залишок ділять пополам. Отримане число і буде коефіцієнтом перед формулою кисню повітря. Цей же коефіцієнт ставлять перед постійним множником 3,76 перед формулою азоту повітря. Але в процесі горіння інертні коефіцієнти повітря - азот, вуглекислий газ і інші не приймають участь, але їх наявність в зоні горіння обов’язкова.

Так, як розрахунок ведеться звичайно на 1 кмоль горючої речовини, коефіцієнт перед його формулою, як правило, не ставлять. У окремих випадках можуть з’явитися дрібні коефіцієнти. Наприклад:

СН₄ + 2О₂ + 2 × 3,76N₂ = СО₂ + 2Н₂О + 2 ×^. 3,76N₂

С₂Н₂ + 2,50₂ + 2,5 ×^. 3,76N₂ = 2СО₂ + Н₂О + 2,5 ×^. 3,76N₂

СН₃NН₂ + 2,250₂ + 2,25 ×^. 3,76 N₂ = СО₂ + 2,5H₂0 + 0,5N₂ + 2,25 ×^.3,76 N₂

С₁₃Н₂₇ОН + 19,50₂ + 19,5 × 3,76 N₂ = 13СО₂ + 4Н₂O + 19,5 ^. × 3,76 N₂

Розглядаючи умови виникнення та будову полум’я, необхідно показати розподілення температури полум’я по висоті, залежність кольору і інтенсивність його світіння від елементарного складу горючого (0% склад карбону та оксигену).

Необхідно пояснити процеси, які відбуваються в кожній із зон полум’я.

Відповіді на питання № 1, 2, 3 повинні починатися з визначення величини, яка розглядається.

У відповідях на питання № 4 потрібно привести конкретні приклади розрахунку, відмінні від наведених у підручнику

Поняття:

Горіння – складний фізико-хімічний процес, для якого характерні три ознаки: хімічне перетворення, виділення тепла, випромінювання світла.

Простір, у якому згорають пари і гази, називається полум’ям, або факелом. Згідно з державним стандартом України, полум’я – це зона горіння в газовій фазі з видимим випромінюванням.

Продуктами згоряння називають газоподібні, рідкі, тверді речовини, які утворюються при сполучені горючої речовини з киснем в процесі горіння.

Дим - дисперсна система, що складається із дрібних твердих частинок, які зависли в суміші продуктів згорання і повітря. Діаметр твердих часток диму від 1 до 0,01 мм. Згідно з ДСТУ, дим – це видима суспензія твердих та (або) рідких часток у газах, що утворюються в результаті горіння або піролізу матеріалів.

В результаті вивчення теми слухачі повинні

Знати :

• види горіння, основні параметри, що характеризують процес горіння;

• будову полум’я та процеси, що відбуваються в зонах полум’я;

• умови, що необхідні для виникнення горіння, та види виникнення горіння: самоспалахування, самозаймання, вимушене займання (спалахування);

Вміти:

• складати рівняння реакції горіння індивідуальних горючих речовин;

• розраховувати інтенсивність світіння полум’я при горінні різних горючих речовин, матеріалів, сумішей.

Література:

4 С. 7 – 29.

5 Частина 1. С. 14 -28.