- •Общие сведения о горении
- •1.1. Введение
- •1.2. Основные понятия
- •1.3. Горение и условия его протекания
- •1.4. Понятие о кинетическом и диффузионном горении
- •1.5. Химические реакции горения
- •1.6. Горение в атмосферном воздухе
- •1.7. Классификация и характеристика пожароопасных веществ [3]
- •Трудногорючие вещества
- •Негорючие вещества
- •1.8. Показатели пожаро- и взрывоопасности веществ и материалов
- •Особенности горения различных веществ
- •2.1. Горение газов
- •Влияние температуры смеси
- •Влияние давления смеси
- •Влажность воздуха
- •Содержание примесей, замедляющих реакции горения
- •Температура горения
- •2.2. Горение жидкостей
- •Криогенные вещества – вещества, у которых критическая температура ниже температуры окружающей среды. Хранение и транспортировка их – в криогенных сосудах.
- •2.3. Горение твердых веществ
- •Горение древесины
- •Горение полимерных материалов
- •Скорость горения органических веществ
- •2.4. Горение пылевоздушных смесей
- •Горючие пыли
- •Взрывоопасные
- •Пожароопасные
- •3. Общие сведения о взрыве
- •3.1. Взрыв и его разновидности
- •3.2. Классификация взрывных явлений
- •Классификация взрывов
- •Атомные группировки, сообщающие соединению взрывчатость
- •3.3. Характеристика аварийных взрывов
- •4. Общие сведения о взрывчатых веществах (вв)
- •4.1. Основные понятия
- •Формы взрывчатого превращения
- •4.2. Классификация взрывчатых веществ
- •4.3. Характеристика взрывчатых веществ
- •Температура вспышки и чувствительность к удару
- •Характеристика взрывчатых веществ
- •4.4. Химические реакции взрывных превращений
- •4.5. Объем продуктов взрывчатого разложения
- •4.6. Теплота и температура взрыва
- •4.7. Давление продуктов взрыва
Особенности горения различных веществ
и материалов
Наряду с физико-химическими свойствами горючего и окислителя, процесс горения в той или иной степени зависит от условий окружающей среды: температуры, давления, скорости движения и других параметров воздуха. Поэтому, горение газов, жидкостей, твердых веществ и их пылей имеет свои особенности [1, 2, 6…8].
2.1. Горение газов
При нормальном давлении и температуре среднее расстояние между молекулами в газе приблизительно в 10 и более раз больше, чем в жидкостях и твердых телах, поэтому плотность газов значительно ниже плотности жидкостей и твердых веществ.
Практически все горючие газы относятся к классу легковоспламеняющихся, их горение относится к гомогенному (одинаковое агрегатное состояние) и процесс горения определяется областью воспламенения, энергией источника зажигания, температурой горения и скоростью распространения пламени (рис.2.1).
Рис. 2.1. Зависимость давления при взрыве горючих газо- паровоздушных смесей от концентрации горючего в смеси
Все смеси горючего с воздухом до точки «А» не способны воспламеняться даже от мощной электрической искры – это область безопасных концентраций. Та минимальная концентрация газов или паров, при которой смесь воспламеняется от постороннего источника зажигания с последующим распространением по всему объему смеси, называется нижним концентрационным пределом воспламенения (НКПВ).
На НКПВ смесь воздуха с горючим содержит избыток воздуха. Так, для смеси воздуха с метаном коэффициент избытка воздуха равен 2; с СО – 2,6; с Н2S – 6,9.
При концентрации горючего в смеси выше НКПВ горение проходит с большой скоростью, давление при взрыве повышается вплоть до давления, соответствующего стехиометрической концентрации веществ.
Снижение концентрации воздуха в смесях с горючим (так называемые богатые смеси) ведет к снижению и потере способности воспламеняться. Та наивысшая концентрация горючих газов или паров в смеси, при которой смесь еще воспламеняется от постороннего источника зажигания с распространением горения по всему объему смеси, называется верхним концентрационным пределом воспламенения (ВКПВ).
Диапазон концентраций газа или пара в воздухе между НКПВ и ВКПВ называется областью воспламенения.
Концентрации горючих газов и паров с воздухом выше ВКПВ называются пожароопасными.
Знание областей безопасных и пожароопасных концентраций дает возможность в процессе применения и хранения горючих газов и жидкостей поддерживать такой режим, при котором концентрации горючего были бы выше ВКПВ или ниже НКПВ.
Области воспламенения смесей конкретных горючих газов или паров с воздухом не являются абсолютно постоянными и зависят от многих факторов (температуры смеси, давления, влажности воздуха, различных примесей, турбулентности, мощности источника зажигания и др.).
Влияние температуры смеси
Повышение температуры однозначно расширяет область воспламенения смесей горючего с воздухом. По данным Уайта смесь водорода с воздухом имеет пределы области воспламенения при 200С от 9% до 72%, при 4000С – от 6,3% до 82%. Среднестатически установлено, что с повышением температуры от 200С до 1200С НКПВ в среднем снижается на 8…10%, а ВКПВ повышается на 12…16%.