Процеси горіння і вибуху

Для виникнення і протікання процесів горіння необхідна горюча речовина, окислювач в кількості, достатній для підтримки горіння та джерело запалювання. Під горючою розуміють всяку тверду, рідинну або газоподібну речовину, здатну окислюватись з виділенням тепла і випромінюванням світла. Окислювачами, крім кисню, можуть бути хлор, фтор, сірка і кисневмісні рідини, які при нагріванні або ударі в природних умовах розпадаються з виділенням кисню. Джерелом запалювання вважається будь - яка дія на горючу речовину окислювача, яка може викликати горіння. Джерела запалювання поділяють на відкриті (що світяться) - полум'я, іскра, розжарені предмети, і заховані (що не світяться) - тепло хімічних реакцій, адсорбція, мікробіологічні процеси, тертя тощо.Щоб правильно й ефективно організувати необхідні протипожежні заходи і вибрати засоби для ліквідації пожежі необхідно знати сутність хімічних і фізичних процесів, що відбуваються при горінні речовини.

Горіння являє собою хімічну реакцію взаємодії горючих речовин з киснем повітря, що протікає швидко і з виділенням великої кількості тепла. Процес горіння супроводжується звичайно переходом твердої або рідкої горючої речовини в газоподібний стан.

Горіння може протікати з утворенням полум'я або без нього. Полум'я утворюється в тих випадках, коли в процесі горіння речовини виділяються горючі гази. У цих випадках полум'я являє собою газову оболонку, усередині якої відбувається горіння газів і пару. Так горить кам'яне вугілля і горючі рідини. Без полум'я горить деревне вугілля, кокс.

Для того щоб горюча речовина запалилася і розпочався процес горіння його потрібно нагріти до визначеної температури, величина якої для різних речовин різна. Температура, при якій речовина запаюється і починає горіти, називається температурою запалення.

Температура запалення залежить не тільки від природи речовини але і від атмосферного тиску, процентного вмісту кисню в повітрі і багатьох інших причин. Температура запалення навіть для однієї речовини може коливатися в значних межах. Наприклад, температура запалення дерева коливається в межах від 250 до 350 °С, торфу – від 225 до 280 °С.

Чим нижче температура запалення матеріалу, тим більше він вогненебезпечний. Тому необхідно знати ті причини, що можуть викликати підвищення температури речовини і його запалення. Такими причинами можуть бути: безпосередній вплив відкритого вогню; промениста теплота; іскра електричного струму; теплота сонячних променів; розряд блискавки.

Хімічні реакції, у тому числі процеси горіння, протікають тим швидше, чим вище температура навколишнього середовища. При пожежах швидко розвивається висока температура, що сприяє збільшенню розмірів пожежі або, як говорять, вогнища пожежі.

Горіння відбувається в присутності кисню повітря. При відсутності повітря горіння буде неповним і може припинитися.

Існують матеріали, які при певних умовах можуть самозапалюватися і самозайматися. Самозапалювання – це процес горіння, викликаний зовнішнім джерелом тепла і нагріванням речовини без зіткнення з відкритим полум'ям. Температура самозапалювання непостійна; вона залежить від складу повітря, тиску, концентрації горючого матеріалу.

Самозаймання – це процес горіння, який викликано хімічними, фізико-хімічними або біологічними явищами в речовині. Самозаймання виникає без зіткнення з відкритим полум'ям і припливу тепла зовні. Процес самозаймання прискорюється, коли нагромадження тепла, а отже, і наростання температури, що відбувається в результаті процесу окислювання, перевищує розсіювання тепла в навколишнє середовище.

Серед матеріалів, які особливо піддаються процесу самозайманню волокнисті: клоччя, ганчірки, обпилення, просочені різними оліями, а також торф, кам'яні і бурі вугілля, складені в штабелі.

Крім самозапалювання і самозаймання, робітникам приходиться зустрічатися і з явищем, що називається спалахом.

При поступовому нагріванні твердих, газоподібних і рідких речовин відбувається їх випаровування. Пари цих речовин утворюють суміш з повітрям, яка може бути вибухонебезпечною. Вона спалахує при температурі більш низкою, чим температура запалення самої речовини. Спалах такої суміші відбувається під дією відкритого вогню. Найнижча температура, при якій може відбутися спалах суміші, називається температурою спалаху. Особливо небезпечні в цьому відношенні суміші пару рідких речовин з повітрям.

Температурою спалаху пару легкозаймистих і горючих рідин називається найменша температура, при тиску 760 мм рт. ст., при якій з'являється перший спалах пару без горіння.

Температура спалаху різних речовин коливається в межах від - 50 до + 100 °С й вище. При виборі матеріалів і призначенні технологічних процесів необхідно враховувати температуру спалаху. Вона є важливим показником пожежної небезпеки матеріалів.

У більшості матеріалів температура запалення вище температури спалаху. Рідини мають приблизно однакові температури спалаху і запалення (різниця 1...2°).

У процесі спалаху, якій протікає дуже швидко, суміш газів пари рідини або іншої речовини з повітрям згоряє, після чого горіння припиняється. Швидке припинення горіння пояснюється тим, що кількість теплоти, виділеної при спалаху, недостатньо для продовження горіння, а сама речовина ще недостатньо нагріта для запалення.

Серед явищ, що можуть викликати пожежу, небезпечні вибухи, які викликані хімічними або фізичними явищами. Природа вибуху не схожа на явища самозаймання і спалаху. Вибухом називається миттєве розкладання або згоряння речовини, при якому відбувається виділення великої кількості газів або пару і яке створює величезний тиск на навколишнє середовище.

Ступінь вибухонебезпечності сумішей неоднакова – вона залежить від кількості (концентрації) суміші в повітрі. Нижньою межею вибуховості суміші називається найменша кількість газів, пари або пилу, виражена у процентах, при якому утвориться вибухонебезпечна суміш з повітрям (киснем), а верхньою межею вибуховості – найбільша їх кількість. Чим більше різниця між нижньою і верхньою межами вибуховості, тим речовина більш вибухонебезпечна. У таблиці 1 приведено дані про межі вибуховості пари деяких легкозаймистих рідин і газів, які застосовуються у виробництві.

Таблиця 1 Границі вибуховості горючих речовин

Вибухи можуть відбутися від іскри, вогню, удару, поштовху, тертя й інших причин, наприклад, від значного збільшення тиску, при якому не здатні витримати стінки судин (трубопроводів, котлів, балонів).

Для попередження виникнення пожеж і вибухів, необхідно здійснювати заходи, починаючи з проектування об'єкта. Правил пожежної безпеки необхідно дотримуватись в процесі будівництва і при експлуатації будинку або спорудження.

Усі профілактичні протипожежні заходи приведені в загальних будівельних нормах і правилах (БНіП), а також у спеціальних розділах БНіП, що відносяться до проектування окремих видів конструкцій, будинків і споруджень.

Поиск по сайту: