АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Удельная поверхность определяется отношением площади поверхности образца к объему образца

Читайте также:
  1. VII Типы словосочетаний по объему
  2. Абсолютное изменение средней заработной платы под влиянием изменения структуры работников на предприятиях определяется по формуле
  3. Б. Внутренняя поверхность
  4. Биологическая доступность не определяется
  5. В результате выполнения кадастровых работ в связи с уточнением местоположения границы и площади земельного участка
  6. Внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
  7. Возможность создания конструкций покрывающих большие площади.
  8. Вычисление объема и площади тела вращения
  9. Вычисление площади гладкой поверхности, заданной параметрически и в явном виде. Элемент площади поверхности.
  10. Вычисление площади плоской фигуры
  11. Горельеф - высокий рельеф, некоторые части которого выступают по сравнению с основной поверхностью более чем на половину своего объема.
  12. Делание «стержня» энергетического тела. Делание поверхности кокона. Формирование произвольного энергообмена с помощью различных элементов энергетического тела

, где S`- площадь полной поверхности; V – объем.

 

Темпера­тура самонагревания многих горючих веществ и мате­риалов равна или ниже обычной температуры в поме­щениях, т. е. ниже 17—25 °С. Так, алюминиевая пудра при соприкосновении с воздухом способна окисляться и при этом самонагреваться до возникновения горения даже при температуре окружающего воздуха 10 °С. Кусочек белого фос­фора, вынутый из воды и осушенный фильтровальной бумагой, самовозгорается при комнатной температуре.

Из жидкостей с низкой температурой само­нагревания в качестве примера может быть приведен скипидар. Рас­пределенный тонким слоем на поверхности волокнистых веществ, он способен при обычной температуре помеще­ний самовозгораться. Из газов этим свойством обладают силан, фосфин, бромацетилен и др. Такие вещества представ­ляют большую пожарную опасность. При хранении, транс­портировании и применении требуется постоянно конт­ролировать температуру этих веществ или содержать их в условиях, препятствующих соприкосновению с возду­хом (под водой, в герметично закрытых сосудах и т. д.).

Вещества, имеющие температуру самонагревания ни­же 50°С условно выделили в отдельную группу (например, порошки железа, кобальта, никеля) стали называть пирофорными веществами.

Тепловое самовозгорание возникает при нагревании вещества до температуры, обеспечивающей его термическое разложение и дальнейшее самоускоряющееся самонагревание за счет теплоты экзотермической реакции окисления продуктов термического разложения в объеме горючего материала. Сам процесс протекает в глубине материала в форме тления, которое затем может переходить в пламенное горение на поверхности.

Так как тепловое самовозгорание происходит при нагреве веществ в атмосфере воздуха, оно не имеет резкого отличия от химического самовозгорания веществ при контакте их с кислородом воздуха.

К тепловому самовозгоранию склонны масла, жиры, каменные угли и некоторые химические вещества. Существуют масла минеральные, растительные и животные. Минеральные масла получают при переработке нефти. Они представляют собой смесь в основном предельных углеводородов, окисляющихся на воздухе при высоких температурах. Отработанные минеральные масла содержат непредельные соединения. Такие масла способны к самовозгоранию.

Растительные масла и животные представляют собой смесь глицеридов жирных кислот: предельных пальмитиновой С15Н31СООН и стеариновой С17Н35СООН, непредельных олеиновой С17Н33СООН, линолевой С17Н31СООН, линоленовой С17Н29СООН и др. Глицериды предельных кислот окисляются при температурах выше 150°С и не способны самовозгораться. Масла, содержащие большое количество глицеридов непредельных кислот, способны самовозгораться. Это объясняется тем, что глицериды непредельных кислот окисляются на воздухе с образованием пероксидов, которые легко разлагаются с образованием весьма реакционноспособного атомарного кислорода. Чем больше кислорода присоединяется к молекуле глицерида, тем больше тепла выделяется.

Масла и жиры могут самовозгораться при следующих условиях:

1. при содержании в масле и жире значительного количества глицеридов непредельных кислот;

2. при большой поверхности окисления масел и жиров и малой теплоотдаче;

3. если жирами и маслами пропитаны какие-либо горючие материалы;

4. при определенной уплотненности промасленного материала.

 

О количестве глицеридов непредельных кислот в масле и жире судят по их йодному числу, т.е. по количеству йода, поглощенному 100 г масла. Чем больше йодное число масла или жира, тем большую пожарную опасность они представляют. Самое большое йодное число у льняного масла (192).

Жиры рыб и морских животных имеют высокое йодное число, но в них присутствуют продукты, замедляющие окисление.

Способность масла к самовозгоранию можно определить на приборе Маккея. В пространство между стенками сосуда 1 наливают воду для подогрева промасленной ваты. Внутрь цилиндра на выступ 4 помещают сетчатый цилиндр 5 с промасленной ватой. Температуру ваты измеряют термометром 3. Крышка 2 имеет две трубки для циркуляции воздуха. Воду в приборе нагревают до 100°С и поддерживают эту температуру в течение всего опыта. Если температура промасленной ваты поднимается выше 100°С, масло считается способным к самовозгоранию. Если температура ваты не поднимается выше 100°С при нагревании в течение 1 часа, масло считается не способным к самовозгоранию.

Наиболее низкая температура, при которой на практике наблюдали самовозгорание масел и жиров, составляла 10-15°С. Индукционный период самовозгорания промасленных материалов может составлять от нескольких часов до нескольких дней. Масла, жиры или олифы, хранящиеся в бочках, бутылях или резервуарах самовозгораться не могут из-за малой площади поверхности соприкосновения с воздухом.

Прибор Маккея: 1 — трубки для вентиляции воздуха; 2 — термометры; 3 — емкость из металлической сетки для испытуемого материала; 4 — емкость с крышкой с отверстиями для термометров и трубок; 5 — емкость с водой; 6 — подставка; 7 — электроплита

К тепловому самовозгоранию склонны и каменные угли. Окисление углей происходит при их хранении на воздухе, а в природных условиях – при залегании в пластах и связано с присоединением к углю кислорода.

Реакции окисления являются экзотермическими, поэтому происходит вначале нагревание, температура в очагах местных перегревов может достигать 80 - 100°С, а затем в случае отсутствия теплового равновесия и самовозгорание угля.

Соприкасаясь с воздухом, уголь начинает окисляться уже при температуре 20-25°С. Окисление угля при низких температурах (до 40°С) протекает сравнительно медленно и называется выветриванием. Выветривание угля при хранении сопровождается главным образом разрушением его кусков, увеличением в них количества трещин, уменьшением механической прочности.

Механизм процессов окисления угля очень сложен и в настоящее время не объяснен исчерпывающе. Из существующих гипотез окисления наибольшее признание получила адсорбционная гипотеза образования и распада комплекса уголь - кислород, которая заключается в следующем.

Первичным процессом окисления угля является сорбция последним кислорода. Поглощенный кислород образует с органической массой угля перекисные соединения, легко распадающиеся и выделяющие кислород, способный взаимодействовать с веществом угля. Затем протекают химические реакции окисления органической массы угля, сопровождающиеся выделением тепла и самонагреванием угля. По мере повышения температуры кислород перекисей, реагируя с органической массой угля, разрушает элементарные структурные единицы вещества угля, причем происходят процессы, сходные с термической деструкцией и горением. Повышение температуры, в свою очередь, способствует разложению перекисей и активации реакций окисления. Вследствие этого процессы приобретают цепной характер, и, в конечном счете, уголь самовозгорается.

Влага в процессе окисления углей играет существенную роль. Влажный уголь сорбирует кислорода значительно больше, чем сухой. Так, один и тот же уголь при равных условиях в сухом состоянии сорбирует примерно на 70% меньше кислорода, чем уголь с влажностью 7,5%.

Поглощенный влажным углем кислород расходуется на первоначальное, так называемое поверхностное окисление угля. В результате выделяется двуокись углерода, заполняющая поры в массе угля, занятые ранее кислородом.

При испарении внешней влаги в массе угля возникает усиленный газообмен с окружающей средой: воздух, обедненный кислородом и богатый двуокисью углерода, удаляется из пространства между частицами угля, а его место занимает свежий воздух, богатый кислородом. Увеличение концентрации кислорода ускоряет процесс окисления угля.

Влияние внешней влаги проявляется еще в том, что влажный уголь после высыхания легко измельчается, а это приводит к увеличению его реакционной поверхности. В зимних условиях влажный уголь легко смерзается. После оттаивания он увеличивается в объеме, делается менее плотным и более проницаемым для окисляющих агентов.

Неблагоприятные климатические условия: обильные атмосферные осадки, частая, резкая смена температур, сильные ветры также способствуют усилению газообмена, что приводит к еще большей интенсификации окислительных процессов, ускорению самонагревания угля.

Поэтому большое значение имеет правильное хранение углей. Правильный выбор размеров штабеля, уплотнение угля в штабеле, контроль температуры угля необходимы для предотвращения его нагрева и самовозгорания.

Первоначальное самонагревание бывает общим, т.е. по всему объему штабеля, исключая поверхностный слой толщиной 0,3-0,5 м, но по мере повышения температуры оно приобретает гнездовой характер. Рост температуры в очаге самовозгорания до критической температуры происходит медленно и может быть приостановлен проветриванием штабеля. При достижении критической температуры происходит быстрый переход от самонагревания до самовозгорания угля. Такой критической температурой для большинства бурых углей является 40 - 60° С, для жирных каменных углей 60 - 70° С, для тощих углей и антрацитов 80° С.

Если при хранении угля в штабеле его температура достигает критической, то дальнейшее хранение такого штабеля становится опасным.

Микробиологическим называется самовозгорание в результате самонагревания, возникшего под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества.

К микробиологическому возгоранию склонны торф, растительные материалы.

Первоначальное выделение тепла в торфе происходит вследствие биологического процесса – жизнедеятельности бактерий и грибков. Развитие их в торфе может начаться при 10-18°С и заканчивается при 70°С. Питательной средой для них служат водорастворимые вещества, образующиеся в результате распада растений.

В растительных материалах влага и тепло способствуют размножению микроорганизмов. Выделяющаяся при гниении теплота идет на разогрев материала. При 70°С микроорганизмы погибают, некоторые органические соединения обугливаются уже при этой температуре. Образовавшийся пористый уголь, адсорбируя пары и газы, нагревается. Температура может достичь 200°С. При такой температуре начинает разлагаться клетчатка, что ведет к дальнейшей интенсификации окисления и возникновению горения.

Хлопок представляет собой по химическому составу почти чистую целлюлозу, в которой жизнедеятельность организмов затруднена, однако известны случаи самовозгорания хлопка-сырца. Причиной считают биологические процессы, протекающие во влажном хлопке-сырце при хранении его в больших массах.

Химическим называется самовозгорание, возникающее в результате химического взаимодействия веществ.

Химическое самовозгорание возникает в месте контакта взаимодействующих веществ, реагирующих с выделением тепла. В зависимости от характера окислителя, вступающего в реакцию с горючим материалом, этот вид самовозгорания можно подразделить на самовозгорание при контакте с кислородом воздуха, при контакте с водой и при контакте с химическим окислителем.

Сульфиды железа, рубидия и цезия, фосфор белый (желтый), силан, цинковая и алюминиевая пудры, карбиды щелочных металлов, арсины, стибины, фосфины способны окисляться на воздухе с выделением тепла, за счет которого реакция ускоряется до горения.

FeS2 + O2→ FeS + SO2 + 222,3 кДж

4Р + 5 O2→2P2O5 + 3100,6 кДж

Хранить и резать белый фосфор следует под водой, т.к. на воздухе он может воспламениться от теплоты трения.

Скипидар может самовозгораться, если им смочены волокнистые материалы. Причина – способность скипидара окисляться на воздухе при низких температурах.

К веществам, самовозгорающимся при контакте с водой, относятся щелочные металлы, карбиды кальция и щелочных металлов, гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, фосфиды кальция и натрия, силаны, негашеная известь, гидросульфид натрия и др.

2К + 2Н2О = 2КОН + Н2 + Q

NaH + Н2О = NaОН + Н2 + Q

В результате химических реакций выделяется очень большое количество тепла, выделяется водород, который самовоспламеняется.

Силициды различных металлов при действии воды выделяют силан, самовозгорающийся на воздухе:

Mg2Si + 4Н2О = 2Mg(ОН)2 + SiН4 + Q

SiН4 + 2O2 = SiO2 + 2Н2О

Многие вещества, в основном органические, при смешении или соприкосновении с окислителями способны самовозгораться. К таким окислителям относятся сжатый кислород, галогены, азотная кислота, перекись натрия и бария, перманганат калия, селитры, хлораты, хлорная известь.

Сжатый кислород вызывает самовозгорание минерального масла, которое не самовозгорается в кислороде при нормальном давлении.

Галогены активно соединяются с некоторыми ГВ (метан, этилен), причем реакция сопровождается выделением большого количества тепла и вещества самовозгораются.

Азотная кислота, разлагаясь, выделяет кислород, поэтому является сильным окислителем. При соприкосновении с азотной кислотой самовозгораются скипидар и этанол.

Сильным окислителем является перманганат калия. Его смеси с твердыми ГВ самовозгораются от действия концентрированных серной и азотной кислот, а также от удара и трения. Глицерин в смеси с перманганатом самовозгорается через несколько секунд после смешения.

При попадании на хромовый ангидрид (CrO3) самовозгораются метанол, этанол, бутиловый, изобутиловый и изоамиловый спирты, уксусная кислота, ацетон.

 

 


Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)