Физико-химические основы горения

При оценке пожарной опасности обучаемые должны знать общие сведения о горении.

Все горючие вещества на молекулярном уров­не содержат углерод и водород - т.е. основные со­ставляющие газо-воздушной смеси, необходимые для реакции горения.

Углеводородные газы, образующиеся при тер­мическом разложении вещества, под воздействи­ем повышенных температур вступают в химичес­кое воздействие с окислителем, т.е. кислородом воздуха, превращаясь в процессе сгорания в угле­кислый газ, окись углерода, воду и т.д. с выделе­нием тепла и светового излучения.

Воспламенение представляет собой процесс распространения пламени по газопаровоздушной смеси. Температура пламени для разных веществ и материалов различна, но не превышает для боль­шинства из них 300°С. Если скорость истечения горючих паров и газов с поверхности вещества рав­на скорости распространения пламени по ним, то наблюдается устойчивое пламенное горение. Если же скорость распространения пламени боль­ше скорости истечения паров и газов, то происхо­дит выгорание газопаровоздушной смеси и само­затухание пламени, т.е. вспышка.

Горение газопаровоздушной смеси подразделя­ется на диффузионное и кинетическое. Основным отличием данных видов горения является наличие или отсутствие окислителя (кислорода воздуха) непосредственно в горючей газопаровоздушной смеси.

Кинетическое горение представляет собой го­рение двух предварительно перемешанных газов (горючего и окислителя), например при газовой сварке. На пожарах этот вид горения почти не встречается.

При диффузионном горении окислитель посту­пает в зону горения снаружи, как правило, снизу пламени, вследствие разрежения, которое создает­ся у его основания. В верхней части пламени выделяющееся в процессе горения тепло создает определенное давление. Основная реакция горе­ния (окисления) происходит на границе пламени, т.к. истекающие с поверхности вещества газовые смеси препятствуют проникновению кислорода вглубь пламени. Значительная часть горючей смеси в центре пламени, не вступившая в реакцию окисления, представляет собой продукты непол­ного сгорания.

Диффузионное горение подразделяется, в свою очередь, на ламинарное (спокойное) и турбулен­тное (неравномерное).

Ламинарное горение характеризуется равен­ством скоростей истечения горючей смеси с по­верхности материала и распространения пламе­ни по ней.

Турбулентное горение имеет место, когда ско­рость выхода горючей смеси значительно превы­шает скорость распространения пламени. В этом случае граница пламени становится неустойчивой из-за большой диффузии воздуха в зону горения. Неустойчивость вначале возникает у вершины пла­мени, а затем перемещается к основанию, что встречается на объемном пожаре.

Одним из условий воспламенения горючей смеси является наличие источников зажигания, которые подразделяются на открытый огонь, теп­ло электроприборов, энергию химических процес­сов и т.д. Так, например, поливинилхлоридная изо­ляция электрического кабеля воспламеняется при кратности номинального тока в нем более 2,5. Тем-_k пература нитей ламп накаливания достигает 2100°С, капель при резке и сварке металла -1500°С, тлеющей сигареты - 420-460°С, горящей спички - 620-640°С, а температура колбы лампоч­ки мощностью 100 Вт - 300°С.