Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:bzhd:question3_2

билет еще не отсеян

Общие сведения о процессах горения

Горение - это сложный физико-химический самоподдерживающийся процесс, сопровождающийся образованием пламени и выделением тепла, света и продуктов горения (дыма и токсичных газов). Для возникновения горения необходимы три условия: наличие горючего вещества, способного самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, окислителя (чаще всего кислорода), источника зажигания, обладающего энергией и температурой, достаточными для возникновения горения веществ и материалов. При отсутствии или недостаточном количестве горючего вещества, кислорода или источника зажигания процесс горения прекращается. Для устойчивого горения помимо горючего вещества и кислорода необходимо поддержание температуры горючего вещества выше температуры воспламенения. Эти условия легли в основу всех способов профилактики (предупреждения) пожаров и их эффективного тушения.

Для пламенного горения вещества содержание кислорода в воздухе должно быть не ниже 16-18%. При снижении содержания кислорода в воздухе судового помещения или трюма до 10-12 % пламенное горение обычно прекращается, после чего может продолжаться тление (беспламенное горение), которое прекращается при содержании кислорода 3-6 %.

Однако существуют вещества, которые горят без доступа воздуха. Например, фосфор, водород, измельченное железо (опилки) горят в хлоре, карбиды щелочных металлов воспламеняются в атмосфере хлора и двуокиси углерода, медь горит в парах серы.

Горючее вещество может находиться в любом агрегатном состоянии (твёрдом, жидком и газообразном). Независимо от первоначального агрегатного состояния большинство горючих веществ при нагревании переходит в газообразную фазу и, соединившись с кислородом воздуха, образует горючую среду. Процесс термического разложения веществ при нагревании без доступа воздуха называют пиролизом, а в присутствии воздуха -термолизом.

Горение может быть гомогенным и гетерогенным. Гомогенное горение характерно для химически однородных систем (паров, газов и пылей), в которых вещество и воздух равномерно распределены. При гетерогенном горении, характерном для твёрдых и жидких веществ, горючее вещество и воздух имеют границу раздела.

Горение может быть дефлаграционным, когда скорость распространения пламени составляет несколько метров в секунду (обычные пожары); взрывным - десятки-сотни метров в секунду; детонационным - тысячи метров в секунду (горение газовых горючих смесей).

Различают следующие виды горения: вспышка, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание и взрыв.

Вспышка - это быстрое сгорание горючей газо-, паровоздушной смеси от открытого источника зажигания. Явление вспышки характеризует температура вспышки - самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются газы или пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, а скорость их образования ещё не достаточна для последующего устойчивого горения.

Воспламенение - это горение, возникающее под действием источника зажигания и сопровождающееся появлением пламени. Температура горючего вещества, при которой после воспламенения наступает устойчивое горение, называется температурой воспламенения.

Самовоспламенение - это самовозгорание вещества без подведения к нему источника зажигания, сопровождающееся появлением пламени. Самовоспламенение происходит за счёт воздействия внешних источников тепла (нагревания) без поднесения видимых источников зажигания (пламени, искры и т. п.) к веществу. Самая низкая температура горючего вещества, при которой медленное окисление переходит в горение, называется температурой самовоспламенения. В качестве примеров самовоспламенения горючего вещества может служить воспламенение топлива в цилиндре дизеля, попадание брызг топлива на выхлопной коллектор или горячий двигатель при разрыве топливного трубопровода высокого давления.

Самовозгорание - это горение вещества без воздействия на него открытого источника зажигания. На практике это наблюдается в твёрдых горючих пористых веществах при хорошо развитой поверхности с адсорбированным слоем воздуха, где скорость окислительных реакций резко возрастает. Явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества, материала, смеси в отсутствие источника зажигания, называют самовозгоранием. Самовозгорание начинается с самонагревания, т. е. явления повышения температуры за счёт внутренних экзотермических реакций при наличии благоприятных условий для накопления тепла в массе вещества, смеси, материала. Самую низкую температуру, при которой наступает самонагревание вещества, называют температурой самонагревания. Процесс самонагревания, приводящий к самовозгоранию, в отдельных случаях может начаться уже при обычной температуре (10-20 °С).

В зависимости от природы импульса, инициирующего самонагревание вещества, самовозгорание подразделяется на тепловое, химическое и микробиологическое. Тепловое самовозгорание происходит в результате самонагревания, возникшего под воздействием внешнего нагрева вещества выше температуры самонагревания, химическое - в результате окисления или химического взаимодействия веществ, микробиологическое - в результате жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества. Самовозгорание вещества первоначально возникает в локальной точке, т. е. точке нагрева или контакта, из которой за счёт увеличения скорости экзотермических реакций распространяется по всей массе (объему) вещества.

В судовой практике известны случаи самовозгорания рыбной муки, а также спецодежды, обтирочных и других пористых хлопчатобумажных материалов, пропитанных маслом или жиром.

Взрыв - это частный случай горения, для которого характерно очень быстрое химическое превращение. Скорость горения, как указывалось ранее, колеблется от 10 до 100 м/с. При взрыве мгновенно выделяется большое количество световой и тепловой энергии, которое приводит к разогреву, движению и сжатию продуктов взрыва и окружающей воздушной (газовой) среды, возникновению интенсивного скачка давления (ударной войны).

На рыболовных судах кроме взрывчатых веществ, способностью взрываться от различных источников воспламенения обладают:

- смеси паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей с воздухом или кислородом;

- смеси горючих газов с воздухом и кислородом;

- смеси пыли некоторых твёрдых органических и неорганических веществ с воздухом или киёлородом.

Условия для возникновения взрыва–это наличие определённой концентрации пара, газов или пыли в воздухе, а также наличие источника зажигания (пламя, искра, удар), способного нагреть смесь до температуры самовоспламенения.

Показатели пожарной опасности веществ и материалов

Пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов определяется показателями, выбор которых зависит от агрегатного состояния вещества (материала) и условий его применения. В соответствии с действующими стандартами в табл. 2.1 приведены основные показатели пожаро- и взрывоопасности веществ.

img526.imageshack.us_img526_5734_img1qp.jpg

Горючесть характеризуется способностью веществ к горению.

Понятия температуры вспышки, воспламенения, самовоспламенения и самовозгорания даны в разделе 1.3 (виды горения).

Концентрационные пределы воспламенения (взрыва) служат для оценки пожаро- и взрывоопасности веществ, за исключением твёрдых. Наименьшая концентрация газов, паров, пыли в воздухе, при которой происходит воспламенение (взрыв), называется нижним концентрационным пределом воспламенения (взрыва) НКПВ. Соответственно наибольшая концентрация - верхним концентрационным пределом воспламенения (взрыва) ВКПВ. Например, для аммиака НКПВ = 14,5 %, ВКПВ = 29,6 %. Интервал между верхним к нижним концентрационными пределами называется диапазоном воспламеняемости (взрыва). Взрывоопасность веществ тем больше, чем меньше НКПВ и больше диапазон воспламеняемости (взрыва).

Температурные пределы распространения пламени - такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени. Например, температурные пределы взрываемости паров автомобильного бензина с воздухом находится в пределах от —39 °С до —7 °С. Это означает, что при хранении бензина в закрытой емкости взрывная концентрация паров бензина возможна только в зимних условиях. Если температура бензина выше температуры 7 °С, взрыв паров бензина внутри закрытой ёмкости вообще невозможен, так как концентрация паров выше верхнего предела воспламеняемости (взрыва).

Минимальная энергия зажигания - это наименьшее значение энергии электрического разряда, способной воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся газо-, паро- или пьлевоздушную смесь. За минимальную энергию зажигания принимают электрическую энергию заряженного конденсатора, способного зажечь наиболее легковоспламеняющуюся газо-, паро- или пылевоздушную смесь с вероятностью 0,01 при оптимальном разрядном промежутке.

Способность взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами характеризует пожаро- и взрывоопасность некоторых веществ при взаимном контакте. Это показатель качественный. Сущность этого процесса заключается в механическом смешении в реакционных сосудах испытуемых образцов в заданной пропорции для оценки энергетического взаимодействия (взрыва, самовоспламенения).

Скорость выгорания характеризует интенсивность сгорания вещества в условиях пожара, т. е. количество горючего вещества, сгорающего в единицу времени с единицы площади.

Индекс распространения пламени (I) - условный безразмерный показатель, характеризующий способность веществ воспламеняться, распространять пламя по поверхности и выделять тепло. Для материалов: не распространяющих пламя по поверхности I = 0; медленно распространяющих пламя по поверхности 0 < I < 20; быстро распространяющих пламя по поверхности I > 20.

examination/bzhd/question3_2.txt · Последние изменения: 2014/01/15 08:14 (внешнее изменение)