Раздел 1
ГОРЕНИЕ
Горением называется физико-химический процесс, при котором го
рючие вещества под воздействием высоких температур вступают в
химическое взаимодействие с окислителем, превращаясь в продукты го
рения. |
|
Горение сопровождается интенсивным выделением теплоты |
и |
световым излучением. |
|
По этим признакам горение можно отличить от других явлений.
Например, горение электрической лампочки нельзя назвать горени ем, хотя при этом выделяется теплота и излучается свет. В этом явле нии нет одного из главных признаков горения - химической реак
ции, приводящей к выделению огромного количества теплоты с по
следующим образованием пламени.
Горение в большинстве случаев сложный химический процесс,
состоящий из реакций окислительно-восстановительного типа. Для
возникновения горения необходимы определенные условия.
1.1. Условия для возникновения горения
Для возникновения, развития и распространения процесса горе ния и его длительного существования необходимо выполнение опре
деленных условий, без которых этот процесс невозможен.
Для возникновения горения необходимы:
•наличие горючей смеси, т. е. определенное сочетание горючего
вещества с окислителем (обычно кислородом воздуха);
•инициация реакции между горючим веществом и окисли
телем.
б |
Раздел 1 . Горен ие |
Основными факторами, определяющими возникновение реакции между горючим веществом и окислителем, являются:
•нагревание горючей смеси до температуры самовоспламенения
или самовозгорания;
•воздействие внешнего источника зажигания (ИЗ).
При возникновении горения в случае нагревания горючей смеси
до температуры самовоспламенения или самовозгорания процесс го рения осуществляется в режиме самовоспламенения (самовозгора ния). При возникновении горения от источника зажигания происхо
дит вынужденное воспламенение или вынужденное зажигание горю чей смеси.
Основными условиями вынужденного зажигания являются:
•наличие горючего вещества или горючей смеси веществ;
•наличие окислителя;
•наличие источника зажигания, под воздействием которого на
чинается протекание химических реакций горения между ком понентами горючей смеси.
1.1.1. Горючее вещество
Горючее вещество - это вещество, способное к горению. Горючие вещества характеризуются горючестью.
Горючесть - это способность вещества или материала к распро
странению пламенного горения или тления.
Горючесть веществ характеризуется физико-химическими свой ствами, агрегатным состоянием, особенностями загорания и горения.
Способность к горению определяется основными показателями,
приведеиными в табл. 1 . 1 , набор которых зависит от агрегатного со стояния и условий процесса горения.
По горючести вещества или материалы подразделяются на три группы:
•негорючие (несгораемые);
•трудногорючие (трудносгораемые);
•горючие (сгораемые).
Негорючие вещества не могут гореть на воздухе (металлы, их спла вы, керамические материалы и др.).
Трудногорючие вещества и .материалы могут загораться на воздухе от источника зажигания, но не способны самостоятельно гореть по
сле его удаления. К таким веществам относятся полихлорвиниловая
1 . 1 . Усл ов ия для возн и кновен ия горен ия |
7 |
||
Таблица /. /. Основные показатели пожаро |
- |
, взрывоопасности |
|
|
|
||
Показатель
Групnа горючести
Тем nература
тления
всnышки
восnламенения
самовоспламенения
самовозгорания
Концентрационные nределы расnространения nламени (нижний и верхний)
Темnературные nределы расnространения nламен и
Скорость выгорания
Коэффициент дымообразования
Сnособность взрываться и гореть nри
взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами
Агрегатное состоян ие веществ
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
|
+ |
твердое |
|
жидкое |
газы |
|
пыли |
|||
+ |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
- |
|
- |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||
+ |
|
|
+ |
|
- |
|
+ |
|
- |
|
|
+ |
|
|
- |
||
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
- |
|
+ |
|
|
|
- |
|
- |
|
|||
- |
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
- |
|
|
+ |
|
+ |
|
- |
|
+ |
|
|
+ |
|
- |
|
- |
|
- |
|
|
|
|
||||
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
- |
|
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Знак «+» означает nрименяемость, знак «-» - неnрименяемость nоказателя.
плитка, фенолформальдегидный стеклопластик, древесина, подверг нугая поверхностной огнезащитной обработке и др.
Горючие вещества и материалы способны самовозгораться или
возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после
его удаления (древесина, торф, уголь, нефтепродукты, органические химические вещества и пр.)
Горючее вещество и окислитель образуют горючую смесь - горю
чую систему.
Горючие вещества или системы могуr быть химически однородны
ми и химически неоднородными.
Химически однородные горючие системы - это смеси горючих га
зов, паров или пылей с воздухом, в которых равномерно перемешаны горючее вещество и воздух. Горение таких горючих смесей называет ся
8 |
Раздел 1. Горен ие |
Химически неоднородные горючие системы- это системы, в кото
рых горючее вещество и воздух не nеремешаны и имеют границу раз дела фаз. Чаще всего химически неоднородные системы - это твер дые вещества. Однако такими системами могут быть и жидкости, на ходящиеся в воздухе, струи горючих газов и nаров, nостуnающие в воздух. Горение таких веществ называется гетерогенным.
Свойства некоторых горючих веществ nриведены в табл. 1 -4
nрил. 111.
Горючие вещества nредставляют собой сложные химические со единения. Элементный химический состав горючего вещества вклю чает углерод (С), водород (Н), серу (S), а также кислород (0), азот
(N). Кроме того, в смеси горючих веществ (наnример, в нефти, мазуте
и др.) могут nрисутствовать минеральные nримеси, nревращающиеся nри сжигании в золу (А) и влагу (W).
Горючая смесь сложного состава, исnользуемая для сжигания с целью nолучения теnлоты, называется топливом. В общем виде эле ментный химический состав тоnлив может быть nредставлен следую щим образом:
еР + нр + ор + NP + sp + АР + wP= 1 оо %,
где индекс р означает рабочую массу тоnлива (%), nостуnающего к nотребителю. Наnример, рабочая масса древесины имеет состав: 49 % С, 6 % Н, 43 % О и 2 % других nримесей, включая влагу.
Важное значение имеет содержание в составе тоnлив золы (А) и влаги (W), так как эти составляющие оnределяют качество и теnло технические характеристики тоnлив. Для сравнительной теnлотехни ческой оценки тоnлив ввели условные nонятия сухой, горючей и
Содержание сухой, горючей, органической
масс выражается в nроцентах (%) и обозначается соответственно ин дексами «С>>, <<Г•>, <<О>> вместо рабочей массы <<р>>.
Сухое горючее вещество не содержит влаги, и такое тоnливо на зывается обезвоженным. Элементный состав сухого горючего тоnлива заnисывается с индексом <<С>> следующим выражением:
се + не + ос + Nc + sc + де= 1 00 %.
Тоnливо, которое содержит влагу либо nриобретает влагу nри хранении, трансnортировке, называется и состав та кого тоnлива заnисывается с индексом <<а»: