Введение

Изучение дисциплины «Теория горения и взрыва» ставит своей целью формирование у слушателей теоретического фундамента для глубокого осмысления всей системы показателей пожарной опасности веществ и материалов как совокупности предельных условий и параметров возникновения и прекращения горения. «Теория горения и взрыва» - прикладная дисциплина, предметом изучения которой являются физические и химические процессы и явления, происходящие при возникновении, развитии и прекращении горения на пожаре. Знание основных закономерностей возникновения, протекания и прекращения горения позволяет эффективно решать конкретные задачи профилактики и тушения пожаров.

Курс «Теория горения и взрыва» включает в себя лекционный материал и практические занятия. Для наиболее полного овладения знаниями по этой дисциплине разработана серия практических задач, являющихся основой, подготавливающей студентов к успешной сдаче экзамена. В первой части методических указаний студентам предлагается три тематические группы задач, базирующихся на теории горения твердого и газообразного топлива.

Теоретическая часть

Го­ре­ние - это хи­ми­че­ская ре­ак­ция окис­ле­ния, со­про­во­ж­даю­щая­ся вы­де­ле­ни­ем боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва те­п­ла и све­че­ни­ем. В основе процессов горения лежат химические реакции молекул горючего и окислителя. Необходимо представлять, что в химических процессах прежде, чем образуются новые молекулы, разрушаются старые. Энергия, необходимая для разрыва связей в молекулах горючего и окислителя, называется энергией активации. Разрушение или ослабление химических связей в молекулах происходит под действием теплового движения атомов. Чем выше температура, тем выше доля активных молекул, тем эффективнее соударения и больше их число.

Теплота сгорания топлива. Теплота сгорания, используемая в расчетах температуры горения, - количество тепла, выделяемое при полном сгорании единицы количества горючего материала. Различают низшую и высшую теплоту сгорания. Высшая теплота сгорания, в отличие от низшей, включает теплоту конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах горения.

Концентрационные пределы распространения пламени. Смеси горючих газов и паров с воздухом способны воспламеняться и распространять пламя только тогда, когда концентрация горючего в них находится в определенных ограниченных пределах, которые называются нижним (НКПР) и верхним (ВКПР) пределами распространения пламени. Пределы распространения пламени применяются в практике для классификации производств по степени их пожарной опасности, при расчете предельно допустимых концентраций горючих паров и газов в помещениях при производстве огневых работ, для расчета взрывоопасных режимов работ в среде, содержащей горючие газы и пары.

Калориметрическая температура горения. Под температурой горения понимают максимальную температуру, до которой нагреваются продукты горения. Принято различать калориметрическую температуру горения, рассчитываемую без учета потерь тепла в окружающее пространство, и действительную температуру горения, учитывающую эти теплопотери. Температуру горения можно рассчитать, если известно количество теплоты, выделяемое при сгорании горючего вещества, состав и объем продуктов горения, их теплоемкость или теплосодержание.