Наличие какого условия не является необходимым условием горения
Перейти к содержимому

Наличие какого условия не является необходимым условием горения

  • автор:

Глава 14 пожарная безопасность

Горением принято называть быстропротекающую химическую реак­цию, сопровождающуюся выделением тепла и излучением света. Для про­текания процесса горения необходимым условием является наличие сме­си реакционноспособных веществ, содержащей окислитель и горючее. Окислителем обычно служит кислород воздуха» хотя некоторые материа­лы (например, металлы) могут гореть при взаимодействии с галогенами и в среде углекислого газа; окислителями также могут служить кислородосодержащие жидкие (например азотная кислота, перекись водорода, четырехокись азота) и твердые (например, хлорноватокислый калий, пер-манганаты) вещества.

Горючими, как правило, являются углеродо-водородосодержащие ве­щества, которые также могут быть в газообразном, жидком или твердом состоянии.

Наличие смеси окислителя с горючим не является, однако, доста­точным условием для возникновения горения. Окислитель (например, кислород воздуха) и горючее (например, пары бензина) могут находить­ся в перемешанном состоянии, никак не проявляя своей способности к горению» Но при появлении какого-либо высокотемпературного источни­ка (искры, открытого пламени) эта смесь сгорает с большой скоростью. Источником зажигания смеси может следить вода (для щелочных метал­лов), луч света (например, для смесей хлора с окисью углерода или водородом), механический импульс, ударная волна и т.д.

Горение, как следует из определения, сопровождается выделением тепла. Тепловой эффект реакции зависит от разности энергии исход­ных компонентов и конечных продуктов реакции (рис 14.1). Если ба­ланс энергий положительный, то реакция идет с выделением тепла и на­зывается экзотермической. При отрицательном – реакция может идти только при условии постоянного подвода к реагирующей системе энергии извне, а реакция называется эндотермической. Следовательно, реакции горения относятся к экзотермическим»

Закономерности протекания процесса горения зависят от химичес­кой природы реагирующих веществ, состояния и состава горючей сме­си, вида источника зажигания. Характерные виды процесса горения представлены в табл. 14.1.

В зависимости от причины возникновения горения различают вынужденное зажигание и самовозгорание. При вынужденном зажигании на горючую смесь действует тепловой им­пульс, вызывающий ускорение протекания химической реакции. Основны­ми источниками теплового импульса являются открытое пламя, нагре­тая поверхность, искра, резкое сжатие.

Ускорение химической реакции может возникнуть и в результате протекания химических или микробиологических процессов, способствую­щих образованию тепла» Явление резкого увеличения скорости химичес­кой реакции, приводящее к возникновению горения вещества в отсутст­вие источника зажигания, называется самовозгоранием (рис.14.2).

Период индукции (время с начала повышения температуры над температу­рой окружающей среды и до момента достижения температуры самовозгорания) может быть очень велик и зависит от условий накопления тепла. Начавшееся повышение температуры может прекратиться или да­же температура может начать падать при изменении условий, влияющих на скорости образования и рассеивания тепла. Начавшиеся в материале реакции окисления могут завершиться при этом лишь процессом самонагревания без перехода к самовозгоранию.

Таким образом, как при вынужденном зажигании, так и при самовоз­горании в горючей смеси должны возникнуть условия, при которых ско­рость тепловыделения должна превысить скорость теплоотвода. Это условие определяет явление самовоспламенения горю­чей смеси.

Таблица 14.1. Классификация видов процессов горения

Наличие какого условия не является необходимым условием горения

Этот сайт посвящен олимпиадам школьников города Челябинска

Вход по логину

Вход через ВКонтакте

Важная информация

Вы можете ознакомиться со статистическими сборниками по итогам олимпиад по этой ссылке.

1. Если вы не помните логин/пароль от учетной записи, то не пытайтесь создавать новую, обратитесь к учителям своей школы для восстановления доступа к старой.
2. Для участия в олимпиадах, проводящихся в Интернет-формате необходима учетная запись с подтвержденными данными. Пожалуйста, заранее убедитесь, что вы помните логин и пароль.
3. Олимпиады в интернет-формате можно выполнять с 08:00 до 20:00 (решение Комитета по делам образования города Челябинска).
4. При выполнении заданий не рекомендуем использовать браузеры GoogleChrome, Yandex-браузер и сделанные на их основе, так как в них иногда возникает проблема с отправкой ответов.
5. Задания олимпиады необходимо выполнять самостоятельно. Участники, уличенные в несамостоятельном выполнении заданий будут дисквалифицироваться.
6. Некоторые олимпиады проводятся в очном формате, они требуют предварительной подачи заявки на участие. Опоздавшие с подачей заявки к участию в олимпиаде не допускаются.
7. Участие в олимпиаде является добровольным. Если вас заставляют участвовать или обещают поставить плохую оценку за неучастие, то сообщите об этом по адресу admin@olymp74.ru. В письме укажите кто именно (ФИО, должность, место работы) и каким образом заставлял вас участвовать. Информация будет передана в Комитет по делам образования.
8. Если вам стали известны факты нечестного выступления каких-то участников, то сообщите об этом по адресу admin@olymp74.ru. В письме как можно подробнее напишите все, что вам известно.

Охрана Труда

Условия, необходимые для возникновения и развития процесса горения

Горением называется химическая реакция окисления, со­провождающаяся выделением тепла и излучением света. Горение возникает и протекает при определенных условиях. Для пего необходимы горючее вещество, кислород и источник вос­пламенения.

Чтобы возникло горение, горючее вещество должно быть на­грето до определенной температуры источником воспламенения (пламенем, искрой, накаленным телом) или тепловым прояв­лением какого-либо другого вида энергии: химической (экзо­термическая . реакция), механической (удар, сжатие, трение) и т. д.

Выделившиеся при нагревании горючего вещества пары и газы смешиваются с воздухом и окисляются, образуя горючую смесь. По мере накопления тепла в результате окисления газов и паров скорость химической реакции увеличивается, вследствие чего происходит самовоспламенение горючей смеси и появля­ется пламя.

С появлением пламени наступает горение, которое при бла-« гоприятных условиях продолжается до полного сгорания ве­щества.

В установившемся процессе горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т. е. область, где про­текает химическая реакция, выделяется тепло и излучается свет.

Для возникновения и протекания горения горючее вещество н кислород должны находиться в определенном количественном соотношении. Содержание кислорода в воздухе для большинства горючих веществ должно быть не менее 14—18%’.

Известно много различных видов очагов горения (горение свечи, мощной промышленной топки, пожар здания или соору­жения и прочее). Все они значительно отличаются друг от друга и различны по характеру горючего вещества, однако основ­ные явления, протекающие при горении и в процессе его, оди­наковы.

Рассмотрим процесс горения простого светильника (свечи восковой, стеариновой и др.). Зажженная свеча горит устойчиво в нормальной среде воздуха до тех пор, пока хватает для этого содержащегося в ней горючего (воска, стеарина, парафина). Свеча потухнет вследствие нарушения одного из основных условий

процесса горения (наличия горючего вещества, кислорода и источника воспламенения), если не поддерживается достаточ­ная температура для подогревания горючего вещества и обра­зования паров горючего газа, но имеется топливо (воск, стеа­рин, парафин), и если прекратилась подача топлива и отсут­ствует окислитель (кислород воздуха).

При нормальном горении свечи (рис. 1) твердое ее вещество, расплавленное под воздействием пламени, впитывается фити­лем и подается к основанию пламени. Здесь при более высо­кой температуре происходит первичное разложение горючего вещества, образуется углеводородный пар, который поступает в зону горения.

В верхней зоне горения происходит окончательное расщепле­ние углеводородов, образуется светящаяся часть пламени собильным выделением его частиц и других продуктов горения, оставляющих дым и являющихся результатом разложения первоначальных молекул органического происхождения.

Читайте также.

  • Требования к судовым осветительным приборам
  • Эксплуатация и контроль осветительных установок
  • Сущность и виды горения
  • Способы повышения огнестойкости строительных материалов
  • Организация тушения пожаров в грузовых трюмах

Треугольник огня и пожарный тетраэдр

Понятие «пожарный треугольник» было введено в обиход специалистами пожарной охраны при чтении лекций слушателям ведомственных образовательных учреждений, а также в ходе инструктажей по пожарной безопасности и обучения пожарно-техническому минимуму (ПТМ) работников предприятий (организаций), чтобы наглядно показать процесс горения твердых веществ, горючих жидкостей и газов.

Что такое треугольник огня и чуть более сложное понятие, – что является пожарным тетраэдром, необходимо для визуального объяснения механизма горения. Следует подробно рассмотреть и понять, как даже незначительные вначале очаги возгорания, при наличии минимально необходимых для этого условий, возникают и развиваются в крупные пожары, а также какие способы и средства тушения пожаров следует применять для их ликвидации.

Пожарный треугольник

Пожарный треугольник

Из чего состоит классический треугольник пожара (горения) – это три составляющие, обязательные условия, необходимые как для проведения управляемого, регулируемого сжигания веществ для нужд человека, так и возникновения неконтролируемого природного или техногенного явления, называемого пожаром.

Стороны и элементы

На эту тему ▼
Горючие жидкости
Описание, классы пожара, тушение и правила хранения

  • Горючее вещество (топливо) в лабораторных условиях, а на практике – это различные как легковоспламеняющиеся, сгораемые, так и трудногорючие материалы, входящие в состав пожарной нагрузки помещений различных объектов, складированные на площадках открытых складов, территориях предприятий (организаций); а также деревья, кустарники, сухая трава, листва, хвоя, торф в природных условиях. Основные свойства таких веществ – это способность к выделению горючих газов (паров), к окислению – пиролизу, то есть химическому распаду при нагревании, что являются факторами их пожарной опасности. Горючими являются большинство органических веществ, природных материалов, а также некоторые неорганические химические соединения. Следует помнить, что при сильном нагреве, разложении материалов на составляющие элементы начинают гореть и те из них, что при нормальных условиях являются негорючими, например, некоторые металлы, которые даже используют в качестве компонентов твердого ракетного топлива.
  • Окислитель. Практически всегда в его качестве выступает кислород, содержащийся в воздухе, но при возникновении пожаров на технологических площадках, в установках (аппаратах) химических производств окислителями могут быть и окислы азота – NO, NO2, а также хлор, бром или озон. В нормальных условиях процесс горения, являющийся начальной или основной стадией большинства пожаров, протекает при процентном содержании О2 в воздухе, примерно равном 21%, а критически низким его показателем для поддержания механизма горения принято считать около 16%. Однако некоторые вещества, а также товароматериальные ценности, в силу своих физико-химических свойств, способны воспламеняться, гореть даже в закрытых помещениях при объемном присутствии кислорода не больше 12%, и даже при более низкой его концентрации, что следует учитывать при проектировании стационарных систем пожаротушения, ликвидирующих очаги возгораний способом разбавления воздушной среды инертными газами.
  • Источник зажигания (тепла), приводящий к сильному нагреву сгораемых веществ и их воспламенению с последующим устойчивым горением, в результате пиролиза, выделения горючих паров (газов) и их смесей. Источниками воспламенения могут служить как сильные источники в виде открытого огня – вспышка газов, испарений горючих жидкостей, нагретых твердых органических материалов; пламя газовой горелки, так и низкокалорийные тепловые явления, но с высокой температурой, такие как электрические искры, вполне достаточные для воспламенения паров легкогорючих жидкостей или газов. В реальных условиях часто достаточен не общий нагрев, прогрев массы горючих веществ, складированных в помещении или на территории защищаемого объекта, а только поднесение к ним локального внешнего источника пламени с высокой температурой – спички, огня зажигалки, даже тлеющего окурка сигареты; искр, капель раскаленного метала в ходе проведения газоэлектросварочных работ, чтобы это привело к тлению, возгоранию, последующему горению и распространению пожара.

Именно поэтому так важны противопожарные мероприятия по категорическому исключению использования любых источников открытого пламени в зданиях, вспомогательных строениях (сооружениях), на территории предприятий; запрет курения вне отведенных, специально оборудованных для этого мест.

На эту тему ▼
Первичные средства пожаротушения и их виды

А те виды работ, которые неизбежно сопровождаются использованием открытых источников пламени, высокотемпературного тепла – паяльные, газоэлектросварочные работы, резка металлических конструкций; отогрев оборудования, мерзлого грунта, должны проводиться под строгим контролем представителей администрации предприятий, ответственного за пожарную безопасность после оформления, выдачи нарядов-допусков на выполнение огневых работ; оборудования мест их проведения противопожарным полотном (кошмой), водными, воздушно-пенными или порошковыми, углекислотными огнетушителями в зависимости от вида пожарной нагрузки.

Важно, что условие возникновения или причину пожара нельзя объяснить лишь наличием в том или ином месте, в помещении, пожарном отсеке строительного объекта, на территории предприятия или в лесу классического треугольника огня – массы горючих веществ, кислорода и избыточного тепла от его источника. Более полно природу процесса горения в целом и пожара в частности наглядно объясняет следующее научно-популярное понятие.

Пожарный тетраэдр

Этот четырехгранник в трехмерной проекции состоит из классического треугольника огня, образующие три его грани, опирающиеся на основание, представляющее четвертый элемент – цепную реакцию горения, что возникает между горючими веществами, источником зажигания, О2 в составе воздуха, без которой невозможно возникновение пожара.

Пожарный тетраэдр

Условия горения, ограниченные пожарным тетраэдром, довольно уязвимы, на чем основаны принципы и способы тушения огня. Ведь для ликвидации пожара необходимо исключить хотя бы один компонент:

  1. Резко снизить температуру горящих материалов, что достигается подачей воды или хладонов.
  2. Разбавить концентрацию кислорода в зоне горения путем подачи инертных газов, прекращением подачи свежего воздуха вентиляционными системами.
  3. Удалить горючие материалы или прекратить их подачу в очаг пожара, что осуществляется различными способами, в том числе остановкой трактов топливоподачи, перекрытием запорной арматуры на трубопроводах транспортировки горючих газовых смесей или жидкостей.
  4. Остановить, прервать цепную физико-химическую реакцию горения между топливом, избыточным теплом и кислородом, для чего использует весь арсенал средств борьбы с огнем – от огнетушителей до установок тушения пожаров.

Надо сказать, что как треугольник возникновения огня, так пожарный тетраэдр – это лишь упрощенные, схематичные представления о базовых факторах, принципах возникновения пламени, развития процесса горения.

Кроме них на возникновение, распространение пожара как в природных условиях, так и в зданиях, на территориях защищаемых объектов сильно влияют и другие факторы, в том числе атмосферные явления:

  • Летняя жара, приводящая сильному нагреву и сушке горючих веществ, что способствует легкости их возгорания.
  • Низкая температура в зимний период, напротив, крайне затрудняет процесс воспламенения паров горючих жидкостей.
  • Сильный ветер (приток воздуха) способен превратить горение травы или кустарников в верховой пожар, развивающийся с огромной скоростью, и даже дуновение воздуха на тлеющую растопку значительно упрощает процесс розжига костра (печки). То же самое можно отнести и к системам вентиляции, способным значительно ускорить процесс развития горения и далее пожара в целом. Поэтому автоматическая противопожарная защита зданий после поступления на пожарные приборы управления, централизованные приемно-контрольные приборы автоматической сигнализации сообщения от дымовых, тепловых или комбинированных пожарных извещателей отправляет командный импульс для включения огнезадерживающих клапанов на воздуховодах общеобменных систем подачи, удаления воздуха, обслуживающих защищаемые помещения.

На эту тему ▼
Источники зажигания и горючая среда

  • Легкогорючие вещества – от сухой травы, хвои, листвы до сгораемого мусора, древесных отходов, пыли в цехах, складах или на территориях объектов, а также наличие емкостей, розливов горюче-смазочных материалов могут служить инициаторами и катализаторами процесса горения. Чтобы зажечь их, требования к треугольнику огня достаточны – минимум топлива/горючего вещества, наличие кислорода в достаточном количестве для поддержания огня, плюс любой низкокалорийный источник пламени – от горящей спички или тлеющего окурка до искры, отскочившей от раскаленной окалины металла.

Пожарная безопасность объектов во многом зависит от мероприятий, направленных на снижение всех факторов, входящих в треугольник огня:

  • Уменьшение пожарной нагрузки, особенно в отсеках зданий, имеющих высокую категорию по взрывопожарной опасности.
  • Исключения возможности появления несанкционированных источников зажигания – это запрет на курение, строгий контроль за проведением огневых работ.
  • Оборудование помещений с особо важным оборудованием газовыми установками пожаротушения, способными быстро снизить содержание кислорода в воздухе, необходимое для продолжения горения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *