Колледж

Лекция 9 Пожарная безопасность

I. Горение веществ и материалов

1. Условия, необходимые для горения. Классификация видов горения

Мероприятия, при которых исключается возможность пожара и взрыва, а в случае их возникновения предотвращается воздействие на людей опасных и вредных факторов пожара и взрыва и обеспечивается защита материальных ценностей, называют пожарной безопасностью.

Пожары и взрывы причиняют значительный материальный ущерб народному хозяйству и в ряде случаев вызывают тяжелые травмы, а иногда и гибель людей.

В Украине существует система государственных мер борьбы с огнем, которая осуществляется на стадии проектирования, строительства и эксплуатации, к примеру, судов

В обычных условиях горение представляет собой процесс окисления или соединения горючего вещества и кислорода воздуха. Однако известно, что некоторые вещества, например сжатый ацетилен, хлористый азот, взрывчатые вещества, могут гореть, взрываться без кислорода с образованием тепла и пламени. Следовательно, горение может явиться результатом не только реакции соединения, но и разложения.

Горением называют быстро протекающую химическую реакцию, сопровождающуюся выделением большого количества тепла и обычно свечением.

В зависимости от скорости процесса горение может происходить в форме собственно горения, взрыва и детонации.

Наибольшая скорость горения наблюдается в чистом кислороде, наименьшая – при содержании в воздухе 14 – 15 % (об.) кислорода. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода горение большей части веществ прекращается. Оно происходит тем быстрее, чем больше удельная поверхность веществ; при тщательном смешении горючего вещества и кислорода (окислителя) увеличивается скорость горения.

Для возникновения и развития процесса горения обычно необходимы горючее, окислитель и источник загорания (так называемый треугольник горения).

Горение прекращается, если нарушить какое-либо из этих условий. Так, при тушении горящего дерева водой происходит охлаждение его ниже температуры воспламенения, при тушении горючих жидкостей пенами прекращается поступление паров горючего в зону горения.

Химический состав горючего вещества и соотношение компонентов горючей смеси имеет важное значение для процесса горения.

Различают два вида горения: полное (при достаточном и избыточном количестве кислорода) и неполное (при недостатке кислорода).

Горение может быть диффузионным и кинетическим.

Если кислород проникает в зону горения вследствие диффузии, то образую- щееся пламя называется диффузионным (рис. 1).

Рис. 1. Диффузионное пламя: схематический разрез пламени (4, 5, 6 – зоны

диффузионного племени)

В зоне находятся газы или пары; горение в этой зоне не происходит (температура в ней не превышает 500°С). В зоне 5 пары или газы сгорают не полностью и частично восстанавливаются до углерода. В зоне 4 происходит полное сгорание продуктов зоны 5 и наблюдается наиболее высокая температура пламени. Высота пламени обратно пропорциональна коэффициенту диффузии, который в свою очередь пропорционален температуре в степени от 0,5 до 1. Высота пламени возрастает с увеличением скорости потока газов и изменяется обратно пропорционально плотности газов и паров.

От диффузионного отличается пламя, образующееся при кинетическом горении, т.е. заранее перемешанного горючего газа с воздухом, пламя при воспламенении какой-либо части объема горючей смеси составляет собой светящуюся зону, в которой соприкасаются друг с другом свежая смесь и продукты горения; зона горения всегда движется в сторону свежей горючей смеси, а фронт пламени имеет большей часты сферическую форму. При сгорании смеси горючих газов или паров с воздухом, подаваемых с определенной скоростью в зону горения образуется стационарное пламя, имеющее форму конуса. Во внутренней части конуса смесь подогревается до температуры воспламенения. В остальной части конуса происходит горение, характер которого зависит от состава смеси. Если в смеси недостаточно кислорода, то во внешней части конуса происходит полное сгорание продуктов, образовавшихся при неполном горении во внутренней части конуса.

Таким образом, в пламени одновременно могут происходит процессы диффузионного горения и горения предварительно смешанных компонентов горючей смеси.

Следует различать также гомогенное и гетерогенное горение. Гомогенным является горение газообразных веществ, гетерогенным веществ других агрегатных состояний. Гетерогенное горение является одновременно и диффузионным.