Продукти горіння

Розрізняють два види горіння: повне (при достатній кількості окисника) і неповне (при нестачі окисника). Продуктами повного горіння є: діоксид вуглецю СО₂, вода, азот, сірчаний ангідрид і так далі. При неповному горінні утворюються горючі і токсичні речовини, такі як: оксид вуглецю (СО) - чадний газ, хлористий водень - (HCl), ціаністий водень (HCN - синільна кислота), смоли, спирти.

Основна хімічна реакція горіння вуглецю може бути виражена в першому наближенні рівнянням:

С+О₂ = СО₂+394,7 кДж/моль

Усі реакції горіння розділяються на чотири основні типи.

1-й тип - горіння твердих або рідких горючих тіл за рахунок кисню повітря. Характерною особливістю реакцій цього типу є "Повільність горіння". У звичайних умовах швидкість горіння в цьому випадку залежить, передусім, від величини часток, точніше, від величини поверхні горючого тіла, і від швидкості надхоження повітря до цієї поверхні. Чим менше частки - тим вище температура і швидкість горіння.

2-й тип реакцій - швидке горіння - це горіння механічних сумішей горючих тіл з окисниками. Як окисники використовують переважно селітри - солі азотної кислоти, а також хлорати і перхлораты і в деяких випадках оксиди металів. Швидкість горіння цих сумішей значно вища, ніж в першому випадку.

3-й тип реакцій горіння - вибух. Цей тип реакцій горіння протікає із змінною швидкістю, значно більшою, ніж в другому випадку, що досягає сотень метрів в секунду. Характер дії на довкілля проявляється у формі різкого підйому тиску і здійснення роботи у формі більш менш значного руйнування середовища.

4-й тип реакцій горіння - детонація. Цей процес відрізняється від усіх інших швидкістю, що досягає тисяч метрів в секунду. Характер дії на довкілля проявляється при цьому процесі в швидкому наростанні тиску в місці вибуху і дробленні навколишніх предметів.

Етапи розвитку пожежі

Причинами виникнення пожеж є: недотримання правил пожежної безпеки; необережне поводження з вогнем; несправність електроустаткування; аварії, катастрофи; природні явища. Пожежа розвивається у декілька етапів.

1-й етап - перетворення загоряння на пожежу. Відбувається за 1 - 3 хвилини.

2-й етап - збільшення зони горіння. 5 - 6 хвилин.

3-й етап - бурхливий процес горіння. Температура усередині приміщення досягає 250-300 ⁰С, починається об'ємний розвиток пожежі (турбулентне горіння), відбувається руйнування скління. Триває - 6 - 9 хвилин.

4-й етап - є результатом руйнування скління, пов'язаний з припливом свіжого повітря, що різко сприяє розвитку пожежі. Температура піднімається від 500 - 600 ⁰С до 800 - 900 ⁰С. Спостерігається максимальна швидкість вигорання. Тривалість - 9 - 12 хвилин.

5-й етап - стабілізація пожежі. Настає через 20 - 25 хвилин від начала пожежі.

6-й етап - зниження інтенсивності пожежі.

1 - 3 етапи має сенс гасить пожежа. Під час наступних етапів потрібне запобігання поширенню пожежі.

Зони пожежі. Небезпечні для людини чинники пожежі

Простір, в якому розвивається пожежа, умовно підрозділяється на три зони: зона горіння; зона теплової дії; зона задимлення.

Зоною горіння називається частина простору, в якому протікають процеси термічного розкладання або випару горючих речовин і матеріалів (твердих, рідких, газів, пари) в об'ємі дифузійного факела полум'я. Горіння може бути полум'яним (гомогенним) і безполуменевим (гетерогенним). При полум'яному горінні межами зони горіння є поверхня матеріалу, що горить, і тонкий шар полум'я (зона реакції окислення), що світиться, при безполуменевому - розжарена поверхня горючих речовини.

Основною характеристикою руйнівної дії пожежі є температура, що розвивається при горінні. Для житлових будинків і громадських зданий температури усередині приміщення досягають 800 - 900 °C. Як правило, найбільш високі температури виникають при зовнішніх пожежах і в середньому складають для горючих газів 1200 – 1350 °C, для рідин 1100 – 1300 °C, для твердих речовин 1000 – 1250 °C. При горінні терміта, електрона, магнію максимальна температура досягає 2000 – 3000 °C.

Зона теплової дії - простір навколо зони горіння, в якому температура в результаті теплообміну досягає значень, що викликають руйнівну дію на навколишні предмети і небезпечні для людини. Зона теплової дії примикає до меж зони горіння. У зону теплової дії, входить область, на якій температура суміші повітря і газоподібних продуктів згорання не менше 60 – 80 °C. У цій частині простору протікають процеси теплообміну між поверхнею полум'я, навколишніми конструкціями і горючими матеріалами. Передача теплоти в довкілля здійснюється конвекцією, випромінюванням, теплопровідністю. Нагріті газоподібні продукти згорання спрямовуються вгору, викликаючи приплив щільнішого холодного повітря до зони горіння. Напрям руху нагрітих продуктів зазвичай визначає і вірогідні шляхи поширення пожежі, оскільки потужні висхідні теплові потоки можуть переносить іскри, горюче вугілля, і головешки на значну відстань, створюючи нові вогнища горіння.

Межа зони проходить там, де теплова дія призводить до помітної зміни стану матеріалів, конструкцій і створює неможливі умови для перебування людей без засобів теплового захисту.

Продукти згорання (дим), що виділяються при пожежі, утворюють зону задимлення, яка примикає до зони горіння. Вона може включать усю зону теплової дії і значно перевищувати її. До складу диму зазвичай входять азот, кисень, оксид вуглецю, вуглекислий газ, пари води, а також попіл та інші речовини. Багато продуктів повного і неповного згорання, що входять до складу диму, мають підвищену токсичність, особливо токсичні продукти, що утворюються при горінні полімерів. В деяких випадках продукти неповного згорання, наприклад, оксид вуглецю, можуть утворювати з киснем горючі і вибухонебезпечні суміші. Межами зони задимлення вважаються місця, де щільність диму складає (1÷6)·10^-4 кг/м³, видимість предметів 6-12 м, концентрація кисню в димі не менше 16 % і токсичність газів не представляє небезпеки для людей, що знаходяться без засобів захисту органів дихання.