37

Лекція № 15

Змістовий модуль 5. Фізико-хімічні засади запобігання виникненню пожежовибухонебезпечних ситуацій та припинення горіння

Тема лекції (заняття № 15.1):

Принципи запобігання горінню і вибуху та припинення горіння

Лекцію розробив професор Єлагін Георгій Іванович

Лекція обговорена та схвалена на засіданні кафедри

Протокол від “28” серпня 2012р № 1

Література:

1. А.Г.Алєксєєв, Г.І.Єлагін, В.П.Бут. Теоретичні основи пожежовибухонебезпечності. - Черкаси: АПБ, 2010. – 84 с.

2. Єлагін Г. І., Шкарабура М. Г., Кришталь М. А., Тищенко О. М. Основи теорії розвитку і припинення горіння, ч. I. – Черкаси: ЧІПБ, 2005. – 276 с.

3. Єлагін Г. І., Шкарабура М. Г., Тищенко О. М. Методичні вказівки до виконання контрольних робіт з дисциплін «Теорія розвитку і припинення горіння» та «Теоретичні основи пожежовибухонебезпечності» для слухачів заочної форми навчання. – – Черкаси: ЧІПБ, 2006. – 63 с.

4. Термогазодинамика пожаров в помещениях / Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С., Шевляков А.Н. - М: Стройиздат, 1988, - 488 с.

План лекції.

1. Фізико-хімічне пояснення припинення

горіння охолодженням

2. Фізико-хімічне пояснення припинення

горіння флегматизацією

3. Фізико-хімічне пояснення припинення

горіння ізоляцією

4. Фізико-хімічне пояснення припинення

горіння інгібіруванням

1. Фізико-хімічне пояснення припинення

горіння охолодженням

В теорії горіння як вогнегасячі засоби розглядаються речовини і матеріали, які безпосередньо вводяться у зону горіння і створюють умови для припинення горіння.

Як правило, один з ефектів для кожної речовини виражений набагато виразніше ніж інші. Ось за ним засоби і відносять до того чи іншого виду:

• ті, що охолоджують зону реакції або горючі речовини (в-основному вода і її розчини);

• ті, що розводять речовини у зоні реакції горіння (інертні гази, відпрацьовані гази, водяний пар і ін.);

• ті, що ізолюють речовини (горючі або окисники) від зони горіння (хімічна і повітряно-механічна піна, негорючі сипучі матеріали, вогнегасячі порошки, листові матеріали і т.п.);

• ті, що гальмують реакцію горіння, хімічно дезактивуючи активні радикали і іони (хладони, фреони і т.п.).

Найбільш поширеними є засоби, які охолоджують зону горіння. При зниженні температури до граничного значення горіння припиняється. Щоб знизити температуру до певного значення, треба забрати певну кількість теплоти. Саме це і досягається охолоджуючими засобами.

Найбільш повноцінно охолоджуючий засіб використовується при безпосередньому охолодженні зони горіння, зони хімічної реакції.

Деякий сенс має охолодження рідин. Тому, що зниження температури викликає зниження тиску пари насиченої рідини і, відповідно, зниження концентрації парів у повітрі. Охолодивши рідину до температури, нижчої НТМПП, можна досягти згасання полум’я з причини відсутності у зоні горіння достатньої кількості парів.

Те саме стосується охолодження поверхні твердого горючого матеріалу. Знижується температура поверхні до температури, нижчої за температуру піролізу і, отже, попереджається вихід у зону горіння газоподібних горючих речовин.

Як охолоджуючі засоби в основному застосовуються вода і водні розчини.

Іноді до охолоджуючих засобів відносять твердий (снігоподібний) карбон діоксид. Але, не зважаючи на дуже низьку температуру такого снігу (до -74^оС), теплота його випаровування (точніше, возгонки, тобто прямого переходу з твердого стану у газоподібне, без проміжного утворення рідини) і теплоємність - відносно невеликі, відповідно, 569 кДж/кг та 0,844 кДж/кгград.

Для води ж ці значення складають відповідно 2236 кДж/кг та 4,187 кДж/кгград. Не дуже високою є і швидкість возгонки твердого карбон діоксиду, так що охолоджуюча дія цього вогнегасячого засобу поступається його ефекту флегматизації.

Отже, у найбільшій мірі механізму гасіння охолодженням відповідають вода і її розчини. Застосуванню води, як засобу гасіння пожеж, сприяють її властивості і її поширеність.

Основним достоїнством, основною перевагою води є велике значення теплоти її випаровування – більше 2200 кДж/кг (2236). Випаровуючись, кожен кг води забирає від зони горіння або від охолоджуваного матеріалу більше 2200 кДж тепла.

Крім того, і просто нагріваючись до певної температури, вода забирає помітну кількість тепла. Теплоємність води складає 4,18 (точніше 4,187) кДж/кгград.; це означає, що кожен кг води при нагріві тільки на 1^оС забирає більше 4 кДж теплоти.

Крім охолоджуючого ефекту, вода впливає і як ізолюючий засіб. 1 кг рідкої води займає об’єм 1 л, а 1 кг водяної пари – 1700 л.

До всього іншого вода - достатньо безпечний засіб. Контакт її з більшістю речовин до великих неприємностей не приводить. Розкладатися на водень і кисень, тобто на компоненти гримучої суміші вода може тільки при температурі, більшій за 1700^оС. Температура ж горіння деревини, пластмас і інших твердих матеріалів не перевищує 1300^оС.

За винятком лужних металів, гідридів і карбідів металів, елементоорганічних і деяких інших сполук, більшість речовин з водою не реагують. Вода може зіпсувати якусь поверхню або товар, може розчинити (наприклад сіль або цукор). Але так, щоб спровокувати вибух або горіння, вона реагує з дуже невеликою кількістю матеріалів.

Для модифікації тих чи інших властивостей води, для покращання того чи іншого показника готуються водні розчини.

Для збільшення морозостійкості до води додають солі або органічні речовини, наприклад спирти. Для збільшення проникливості води, для того, щоб вона затримувалася на поверхнях а не стікала з них усякої користі, до води додають змочувачі. Це – речовини, які відносяться до поверхнево-активних. Найпростіші змочувачі – мило, пральні порошки і пасти.

Для захисту від корозії – добавки антикорозійних речовин, інгібіторів корозії.

Висновок з питання 1.

Найпоширенішими охолоджуючими засобами гасіння пожеж є вода і водні розчини речовин, які змінюють її проникливість, морозостійкість, корозійну здатність і інші показники. Основний механізм, за яким вода і її розчини припиняють горіння, - пряме охолодження зони хімічної реакції; зменшення швидкості реакції, а відтак і зниження тепла, що виділяється в одиницю часу.