42. Теория горения.

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и свечением.

В зависимости от скорости протекания процесса, горение может происходить в форме собственно горения и взрыва.

Для процесса горения необходимо:

1) наличие горючей среды, состоящей ив горючего вещества и окислителя; 2) источника воспламенения.

Чтобы возник процесс горения, горючая среда должна быть нагрета до определенной температуры при помощи источника воспламенения (пламя, искра электрического или механического происхождения, накаленные тела, тепловое проявление химической, электрической или механической энергий).

После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения. Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода, а также при определенных температурах и запасе тепловой энергии источника воспламенения. Наибольшая скорость стационарного горения наблюдается в чистом кислороде, наименьшая - при содержании в воздухе 14 - 15% кислорода. При меньшем содержании кислорода в воздухе горение большей части веществ прекращается.

Различают следующие виды горения:

- полное - горение при достаточном количестве или избытке кислорода;

- неполное - горение при недостатке кислорода.

При полном горении продуктами сгорания являются двуокись углерода (CO₂), вода (H₂O), азот (N), сернистый ангидрид (SO₂), фосфорный ангидрид. При неполном горении обычно образуются едкие, ядовитые горючие и взрывоопасные продукты: окись углерода, спирты, кислоты, альдегиды.

Горение веществ может протекать не только в среде кислорода, но также в среде некоторых веществ, не содержащих кислорода, хлора, паров брома, серы и т.д.

Горючие вещества могут быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом, газообразном. Отдельные твердые вещества при нагревании плавятся и испаряются, другие - разлагаются и выделяют газообразные продукты и твердый остаток в виде угля и шлака, третьи не разлагаются и не плавятся. Большинство горючих веществ независимо от агрегатного состояния при нагревании образуют газообразные продукты, которые при смешивании с кислородом воздуха образуют горючую среду.

По агрегатному состоянию горючего и окислителя различают:

- гомогенное горение - горение газов и горючих парообразующих веществ в среде газообразного окислителя;

- горение взрывчатых веществ и порохов;

- гетерогенное горение - горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя;

- горение в системе «жидкая горючая смесь - жидкий окислитель».

Важнейшим вопросом теории горения является распространение пламени (зоны резкого возрастания температуры и интенсивной реакции). Различают следующие режимы распространения пламени (горения):

- нормальный режим горения;

- дефлеграционное горение;

- детонация.

43. Воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание веществ и материалов. Взрыв и детонация.

Взрыв — это быстрое преобразование вещества с выделением энергии и образованием сжатых газов, производящих работу; взрывы происходят от удара, взрыва другого вещества, трения, электрической искры, разогревания; взрываются воздушные смеси паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (ЛВЖ и ГЖ), некоторых газов (например, аммиака) и горючих веществ с большой удельной поверхностью.

Самовоспламенение — такое явление, когда при самой низкой температуре нагревания вещества без внешнего воздействия пламени или раскаленного тела происходит резкое увеличение скорости экзотермической реакции, приводящее к возникновению пламенного горения.

Температуру самовоспламенения газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей учитывают при их классификации на группы взрывоопасности во время выбора типа электрообо­рудования, температурных условий безопасного применения ве­щества при усиленном нагревании его; при вычислении мак­симально допустимой температуры нагревания неизолированных поверхностей технологического, электрического и другого обо­рудования; при расследовании причин пожаров, когда необходи­мо определить, могло ли самовоспламениться вещество от на­гретой поверхности.

Температурой воспламенения называется самая низкая температура горючего вещества, при­ми которой последнее выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их под воздействием внеш­него источника зажигания возникает устойчивое горение.

Среди газов воспламеняться могут только их горючие смеси, например, смесь метана с воздухом, паров бензина и других, горючих жидкостей с воздухом или кислородом. Воспламенение жидкостей при соприкосновении с воздухом протекает в две стадии: сначала жидкость испаряется, образуя горючую смесь паров с воздухом; затем при соприкосновении с пламенем эта смесь загорается.

Способность веществ загораться ­без нагревания в результате самонагревания  их до возникновения горения называется самовозгоранием.

Самовозгорание возможно в тех случаях, когда горючие материалы, пропитанные растительными маслами, в результате

окисления жиров и масла выделяют значительное количество тепла,, вызывающего воспламенение как жиров, так и .материалов.

Волокнистые материалы, пропитанные маслом (по степени  поглощения кислорода), имеют разную степень пожарной опас­ными. Наиболее опасны: льняная олифа, ворвань, льняное, конопляное, ореховое и маковое масла; опасны — подсолнечное,

тиковое, сурепное и касторовое масла; менее опасны — оливковое и костяное масла, гусиный жир, говяжье и баранье сало; малоопасные — коровье масло, пчелиный воск и кокосовое масло

К числу самовозгорающихся веществ относятся: масла и жи­ры, сульфиды железа; растительные продукты; каменный уголь, и торф; химические вещества. По температуре самовозгорания

оценивают степень пожарной опасности теплового режима обра­ботки веществ и материалов, условия их хранения.

ДЕТОНАЦИЯ взрывчатых веществ — процесс химического превращения взрывчатых веществ, сопровождающийся освобождением энергии и распространяющийся по веществу в виде волны со скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе. Химическая реакция вводится интенсивной ударной волной, образующей передний фронт волны детонации. Резкое повышение давления и температуры за фронтом ударной волны приводит к очень быстрому химическому превращению вещества в тонком слое, непосредственно прилегающем к фронту волны.