57.Самовозгорание, его физико-химическая сущность.
Самовозгорание – нагрев веществ без подвода тепла извне, заканчивающийся тлением или горением. Начальное самовозгорание веществ, приводящее к увеличению скорости экзотермических реакций, может быть вызвано хим, микробиол, тепловыми процессами.
Химическое самовозгорание - вещество+кислород либо + вода либо между собой. Разогрев этих веществ происходит за счет реакций окисления и полимеризации (начало при комнатной температуре).
Микробиологическое самовозгорание. Ему подвергаются продукты растениеводства (зерно, сено, солод, комбикорма). Самовозгорание комбикормов в силосах является результатом увлажнения зернопродуктов, активной деятельности растительных клеток и микроорганизмов в условиях затруднительной аэрации и теплоотдачи некоторые органические вещества (белки), входящие в состав зерна, распадаются с образованием легкоокисляющихся веществ и пористого угля. Эти процессы идут с выделением большого количества тепла, а следовательно, и с увеличением температуры зерновой массы.
t,°С
450
300
200
130
70
20
1 2 3 4 5 Этапы
1 – дыхание массы, развитие микроорганизмов
2 – распад белковых веществ с образованием пористого угля, который адсорбирует пары и газы
3 – дальнейший распад новых соединений с образованием пористого угля, выделяется теплота
4 – разложение клетчатки
5 – тление, горение.
В присутствии влаги на поверхности в процессе окисления происходит реакция:
Тепловое самовозгорание происходит при внешнем нагреве вещества до определенной температуры.(растительные масла, скипидарные лаки самовозгораются при t=90-100 С°
58. Концентрационные пределы распространения пламени паров и газов в воздухе, их расчет.
Газовоздушные смеси воспламеняются только в определенном интервале концентраций горючего вещества, границы которого называются нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения.
Нижний концентрационный предел воспламенения - наименьшая концентрация горючего газа(пыли), при которой смесь уже способна воспламеняться от источника зажигания и пламя распространяется на весь объем смеси.
Верхний концентрационный предел воспламенения - наибольшая концентрация горючего газа(пыли), при которой смесь еще способна воспламеняться от источника зажигания и пламя распространяется на весь объем смеси.
Концентрационные пределы воспламенения зависят в основном от содержания инертных компонентов в смеси(СО2, N2 и др.), а также от ее давления и температуры. При возрастании давления и температуры область воспламенения горючих смесей расширяется, при уменьшении – сужается.
Для расчета нижнего(НП) и верхнего(ВП) пределов воспламенения индивидуальных горючих веществ можно использовать следующие эмперические формулы(в % об.):
где N – число молей – атомов кислорода, участвующих в сгорании 1 моля горючего.
Для сложной газовоздушной смеси известного состава пределы воспламенения можно подсчитать по формуле Ле-Шателье (% об.):
где П - предел воспламенения(нижний или верхний), % об.;
С1, С2, Сn - концентрация горючих компонентов в горючей смеси;
П1, П2, Пn - пределы воспламенения чистых компонентов смеси, % об.
Минимальной энергией зажигания – наименьшая величина энергии электрического разряда (мДж), которая достаточна для зажигания наиболее легковоспламеняемой смеси данного газа, пара или пыли с воздухом.
Наиболее пожаро- и взрывоопасными являются газы, имеющие широкую область воспламенения, низкий нижний концентр. предел воспламенения , небольшую энергию зажигания, большую нормальную скорость распространения пламени.