Министерство образования и науки российской федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.А. Однолько, С.А. Колодяжный, Н.А. Старцева

ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ГОРЕНИЯ.

ОЦЕНКА ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ

ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

Курс лекций

Рекомендовано редакционно-издательским советом

Воронежского государственного

архитектурно-строительного университета

в качестве учебного пособия для студентов,

обучающихся по специальности 280705.65 «Пожарная безопасность»

Воронеж 2011

УДК 614.841

ББК 38.96:24.54я7

О-432

О-432

Однолько, А.А. Теория горения и взрыва. Возникновение и распространение горения. Оценка пожаровзрывоопасности веществ и материалов : курс лекций / А. А. Однолько, С.А. Колодяжный, Н. А. Старцева; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. – Воронеж, 2011. – 136 с.

Рассмотрены основные понятия теории горения и взрыва, физико-химические основы возникновения и распространения горения по газопаровоздушным смесям, жидкостям, целлюлозным и полимерным твердым веществам, пылевоздушным смесям и металлам, сущность и порядок оценки пожаровзрывоопасности веществ и материалов. Показано применение теоретических основ горения и взрыва для обеспечения пожарной безопасности. Приведены зависимости и примеры решения задач по расчету объема воздуха, необходимого для горения и продуктов горения, тепловых эффектов реакции горения, расчету показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов.

Курс лекций предназначен для студентов, обучающихся по специальности 280705.65 «Пожарная безопасность».

Табл. 8. Ил. 28. Библиограф.: 23 назв.

УДК 614.841

ББК 38.96:24.54я7

Рецензенты:

кафедра «Технология и обеспечение гражданской обороны в чрезвычайных ситуациях» Воронежского государственного технического университета;

Я.И. Коренман, проф. кафедры физической и аналитической химии Воронежской государственной технологической академии, д. х. н., Заслуженный деятель науки

и техники Российской Федерации, академик МАЕЭ;

А.М. Ненуженко, полковник внутренней службы, начальник Государственного учреждения Федеральной противопожарной службы «Судебно-экспертное учреждение «Испытательная пожарная лаборатория»»

по Воронежской области

ISBN 978-5-89040-346-9 © Однолько А. А., Колодяжный С. А.,

Старцева Н. А., 2011

© Воронежский государственный

архитектурно-строительный

университет, 2011

Оглавление

Введение 5

Принятые сокращения 6

Глава 1. Основные положения теории горения и взрыва 7

1.1. Понятие горения 7

1.1.1. Актуальность и история развития науки о горении 7

1.1.2. Понятие горения. Условия возникновения и прекращения горения 9

1.1.3. Описание горения с позиции электронной и молекулярно-кинетической теории строения материи 11

1.2. Классификация процессов горения. Пламя. Продукты горения. 17

1.2.1. Классификация процессов горения 17

1.2.2. Пламя. Процессы, протекающие в пламени 20

1.2.3. Продукты горения. Дым 23

1.2.4. Расчет объема воздуха, необходимого для горения 24

1.2.5. Расчет объема продуктов горения 26

1.3.Тепловые эффекты и тепловой баланс процессов горения 28

1.3.1. Теплота горения 28

1.3.2. Температура горения и ее виды 32

Глава 2. Возникновение горения по механизму самовоспламенения и вынужденного воспламенения 34

2.1. Понятие самовоспламенения 34

2.2. Теории окисления горючего вещества кислородом 35

2.3. Теория самовоспламенения 36

2.4. Температура самовоспламенения. Снижение пожарной опасности веществ с помощью факторов, влияющих на температуру самовоспламенения 38 2.4.1. Влияние на температуру самовоспламенения 39 2.4.2. Влияние на температуру самовоспламенения формы реакционного сосуда 40 2.4.3. Влияние на температуру самовоспламенения состава горючей смеси, давления и степени измельчения 40 2.4.4. Влияние на температуру самовоспламенения катализаторов 40

2.5. Вынужденное воспламенение (зажигание) как вид возникновения горения 41

Глава 3. Возникновение горения по механизму самовозгорания 44

3.1. Сущность и классификация самовозгорания 44

3.2. Тепловое самовозгорание 46

3.3. Химическое самовозгорание 50

3.4. Микробиологическое самовозгорание 52

Глава 4. Горение газопаровоздушных смесей 54

4.1. Основные закономерности горения газопаровоздушных смесей 54

4.2. Концентрационные пределы распространения пламени (КПРП) газопаровоздушных смесей, снижение пожарной опасности веществ с помощью факторов, влияющих на КПРП 55

4.3. Распространение горения по газопаровоздушным смесям 59

4.4. Взрыв газопаровоздушной смеси 65

Глава 5. Горение жидкостей 70

5.1. Значение испарения в горении жидкостей. Показатели пожаровзрывоопасности жидкостей 70

5.2. Процесс вынужденного воспламенения и горения жидкостей 74

5.3. Процесс выгорания жидкости. Пожары резервуаров 77

Глава 6. Горение твердых горючих веществ и материалов, пылевоздушных смесей и металлов 80

6.1. Горение целлюлозных и полимерных твердых горючих веществ и материалов 80

6.1.1. Влияние состава твердых горючих веществ и материалов на особенности горения 80

6.1.2. Процессы, протекающие при нагревании твердых горючих веществ и материалов 83

6.1.3. Воспламенение и горение древесины 85

6.1.4. Распространение горения по твердым горючим веществам и материалам 88

6.1.5. Развитие пожаров твердых горючих веществ в помещении 90

6.1.6. Газообмен на пожаре 96

6.1.7. Очаг пожара. Очаговые признаки 99

6.2. Особенности горения пылей 101

6.2.1. Свойства пылей, влияющие на их пожаровзрывоопасность 101

6.2.2. Показатели пожаровзрывоопасности пылей и способы обеспечения их пожаровзрывобезопасности 103

6.2.3. Механизм горения аэрозолей и аэрогелей 105

6.3. Особенности горения металлов 107