При какой концентрации кислорода пламенное горение становится невозможным
Перейти к содержимому

При какой концентрации кислорода пламенное горение становится невозможным

  • автор:

При Какой Концентрации Кислорода Пламенное Горение Становится Невозможным?

Пламя — это феномен, который завораживал человечество на протяжении веков. Дело не только в теплоте, но и в химии — в частности, в реакции горения между топливом и кислородом. Но что происходит, когда мы уменьшаем доступность этого важнейшего элемента? Другими словами, при какой концентрации кислорода горение пламенем становится невозможным?

Теоретические аспекты

Чтобы лучше разобраться в этом вопросе, давайте углубимся в некоторые теоретические аспекты. Согласно химической термодинамике, в идеальной газовой смеси, если бы все газы были полностью смешаны, каждый газ имел бы свое собственное парциальное давление (количество молей газа, деленное на объем). Однако на самом деле газы не смешиваются идеально, поэтому они образуют слои с разной концентрацией.

Практическое применение

Эти знания также могут быть применены на практике. Например, в таких отраслях, как разведка нефти и газа, где контролируемое сжигание используется для удаления избытка природного газа с производственных площадок, решающее значение приобретает точное знание того, сколько кислорода необходимо для сжигания. Слишком мало кислорода может привести к неполному сгоранию, в то время как слишком много может привести к опасным взрывам.

Экспериментальный подход

Одним из способов экспериментального определения критической концентрации кислорода, необходимой для полного сгорания, является метод, известный как концепция ограничения содержания кислорода (LOC). Этот метод включает постепенное уменьшение количества кислорода, присутствующего при сгорании, до тех пор, пока топливо больше не перестанет гореть.

Концепция ограничения потребления кислорода

В LOC образец чистого вещества сжигается в различных количествах кислорода при постоянных условиях температуры и давления. Точка, при которой дальнейшее добавление кислорода перестает поддерживать угрозу образования гребня, называется «Предельной концентрацией кислорода». Следовательно, ниже этого значения пламя не может сохраняться, даже если остается достаточное количество топлива.

Заключение

Итак, теоретически говоря, существует определенная концентрация кислорода, при превышении которой горение в пламени становится невозможным. Однако практическое применение показывает, что поддержание таких точных уровней не всегда может быть осуществимо из-за различий в исходном составе топлива и факторах окружающей среды. Тем не менее, понимание этого принципа дает ценную информацию о контроле и оптимизации промышленных процессов, связанных с сжиганием.

БЖД тест. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», п. 39, ст. 2

Система предотвращения пожара — комплекс организационных мероприятий и технических средств, исключающих возможность возникновения пожара на объекте защиты. ( «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», п.39, ст.2)

Укажите признаки горения? Укажите 3 правильных ответа

Выберите один или несколько ответов:

a. снижение содержания кислорода в воздухе

b. повышение температуры окружающего пространства

d. снижение прозрачности воздуха

f. повышение концентрации угарного газа
Укажите возможные причины пожаров при проведении электрогазосварочных работ? Укажите 2 правильных ответа

Выберите один или несколько ответов:

a. разлетающиеся искры

b. отсутствие автоматической системы пожаротушения

c. разлетающиеся частицы расплавленного металла

Условия, необходимые для возникновения горения? укажите 3 правильных ответа

Выберите один или несколько ответов:

a. повышенная концентрация кислорода

b. наличие запаха дыма

c. окислитель (кислород)

d. источник зажигания

e. горючий материал

f. сильный ветер

Для чего предназначен пожарный щит?

Выберите один ответ:

a. Для размещения инструкции по пожарной безопасности

b. Для хранения огнетушителей, пожарного инвентаря и огнетушащих веществ

c. Для размещения первичных средств пожаротушения, немеханизированного инструмента и пожарного инвентаря

К аварийным режимам работы электроустановок, которые могут привести к пожару, относятся? Укажите 3 правильных ответа

Выберите один или несколько ответов:

a. короткое замыкание, т.е. электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу

b. неисправность изоляции

c. отсутствие защитного заземления (зануления)

d. перегрузка, т.е. большой ток, на который не рассчитаны провода

e. открытые токоведущие части, на которых находится потенциал

f. большие значения переходных сопротивлений, т.е. сопротивления, возникающего в местах перехода тока с одного провода на другой или с провода на какой-либо электрический аппарат, при наличии плохого контакта

При какой концентрации кислорода пламенное горение становится невозможным?

Выберите один ответ:

Что называется пожаром?

Выберите один ответ:

b. стихийное бедствие, связанное с горением

c. неконтролируемое горение вне специального очага, приводящее к нанесению ущерба здоровью людей и материальным ценностям

d. неконтролируемое горение вне специального очага

e. горение веществ и материалов, сопровождающееся пламенем

Что из приведенного относят к первичным средствам пожаротушения? Укажите 2 правильных ответа

Выберите один или несколько ответов:

a. Пожарный инвентарь

b. Автоматические системы пожаротушения

c. Пожарная несамоходная мотопомпа

d. Огнетушители (порошковые, газовые, аэрозольные)

При тушении горящих электроустановок порошковым огнетушителем:

Выберите один ответ:

a. Подавай заряд огнетушащего вещества к месту тушения пожара непрерывно.

b. Подавай заряд огнетушащего вещества к месту тушения пожара порциями через 5-10 секунд.

c. Подавай заряд огнетушащего вещества к месту тушения пожара порциями через 3-5 секунд.
Что запрещается при эксплуатации эвакуационных путей, эвакуационных и аварийных выходов? Укажите 2 правильных ответа

Выберите один или несколько ответов:

b. устанавливать в тамбурах выходов вторые двери

c. устраивать в тамбурах выходов (за исключением квартир и индивидуальных жилых домов) сушилки и вешалки для одежды, гардеробы, а также хранить (в том числе временно) инвентарь и материалы

d. загромождать эвакуационные пути и выходы (в том числе проходы, коридоры, тамбуры, галереи, лифтовые холлы, лестничные площадки, марши лестниц, двери
Какой документ содержит требования пожарной безопасности, устанавливающие правила поведения людей, порядок организации производства и (или) содержания территорий, зданий, сооружений, помещений организаций и других объектов в целях обеспечения пожарной безопасности?

Выберите один ответ:

a. Федеральный закон ФЗ-69 «О пожарной безопасности»
Правила пожарной безопасности в Российской Федерации № 390 от от 25 апреля 2012 года

b. Федеральный закон 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

c. 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»
Опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности при пожаре, являются? Укажите 4 правильных ответа

Выберите один или несколько ответов:

a. повышенная температура окружающей среды

b. используемые огнегасительные вещества

d. пониженная концентрация кислорода

e. стрессовая ситуация, воздействующая на психику людей, оказавшихся в зоне пожара

f. пламя и искры

g. образующаяся зола и пепел сгоревших конструкций

h. токсичные продукты горения и термического разложения

Что обязательно должен включать в себя План эвакуации людей при пожаре? Укажите 2 правильных ответа

Выберите один или несколько ответов:

a. графическую часть

b. расчет сил и средств для тушения пожара

c. места возможного возгорания

d. текстовую часть

Целью создания систем предотвращения пожаров является?

Выберите один ответ:

a. своевременное обнаружение и оповещение персонала о пожаре

b. исключение условий возникновения пожаров

d. обучение персонала вопросам пожарной безопасности

Какую минимальную вместимость должны иметь резервуары для воды (бочки), размещаемые вблизи пожарных щитов, предназначенные для хранения воды для пожаротушения?

Выберите один ответ:

В каких случаях допускается использование первичных средств пожаротушения для хозяйственных нужд?

Выберите один ответ:

a. При выполнении строительных работ

b. При проведении работ по подготовке к тушению пожара

c. Не допускается
Емкость баллона огнетушителя ОУ-5 составляет:

Выберите один ответ:

d. 8 литров
Что может являться причиной пожара? Укажите правильный ответ.

Выберите один ответ:

a. самовозгорание веществ и материалов

b. открытый огонь в виде тлеющей сигареты, зажженной спички, конфорки газовой плиты, керосинового примуса (лампы), паяльной лампы

c. всё перечисленное

d. искры от сварочных аппаратов

e. аварийная работа электрических приборов и аппаратов

Система предотвращения пожара, понижающая уровень кислорода в воздухе

Уникальная система, полностью заменяющая обычное оборудование для пожаротушения и сводящая к нулю риск возникновения пожара в защищаемом пространстве центра обработки данных. Система спроектирована таким образом, что пожар в дата-центре вообще не может возникнуть благодаря пониженному содержанию кислорода в воздухе.

Данная система снижает концентрацию кислорода в воздухе защищаемого пространства дата-центра, а затем – поддерживает её на уровне ниже 16% в режиме 24/7 в течение всего срока эксплуатации здания.

Hypoxie - ikona

Содержание кислорода в воздухе, равное 16%, — это нижний предел для процесса горения. Если в воздухе содержится менее 16% кислорода, то в этом случае возникновение пожара становится невозможным. При этом концентрация кислорода, составляющая примерно 15%, полностью безопасна для обслуживающего персонала, что подтверждается Государственным институтом здравоохранения Чешской Республики, и соответствует условиям на высоте около 2700 м над уровнем моря.

ПРЕИМУЩЕСТВА:

  • Заменяет стандартное оборудование для пожаротушения;
  • Нет конструктивных ограничений;
  • Можно использовать строительные конструкции с пониженной огнестойкостью (менее 30 минут);
  • Не требуется установка оборудования для отведения тепла и дыма;
  • Неограниченный объём защищаемого пространства;
  • Не требуется установка вентиляционного агрегата для обеспечения минимально необходимой для здоровья циркуляции воздуха;
  • Нет ущерба от огня и огнегасящих веществ — воды, пены и других. Доступ в защищаемое пространство сохраняется в любое время;
  • Не причиняет вреда окружающей среде;
  • Простота установки и технического обслуживания;
  • Функциональность системы можно проверить в любой момент в режиме реального времени.

КАК РАБОТАЕТ СИСТЕМА?

  1. Наружный воздух с концентрацией кислорода, равной 21%, поступает в генератор, в котором он очищается, а содержание кислорода в нём становится менее 16%.
  2. Всё помещение центра обработки данных заполняется воздухом с пониженным содержанием кислорода, благодаря чему предотвращается возгорание.
  3. Воздух с пониженным содержанием кислорода покидает помещение из-за утечек (заключительный этап воздушного потока), тем самым вентилируя пространство.
  4. Контроллер получает данные о содержании кислорода в помещении при помощи датчиков и непрерывно поддерживает стабильное значение концентрации кислорода, составляющее менее 16% и в то же время безопасное для здоровья.

ДЕЙСТВИЕ СИСТЕМЫ

Hypoxie - Technical Solution

СИСТЕМА ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОЖАРА

Вес / Уровень шума Объём защищаемого пространства*** Время первоначального снижения концентрации кислорода в защищаемом пространстве с 20,9% до 15%* Расчётное время работы / Потребляемая мощность (24 часа)**

400 кг/61 dB 1 – 370 мᶟ 16 часов 8 h/40 кВт*ч
500 кг/62 dB 370 – 520 мᶟ 8 h/56 кВт*ч
600 кг/67 дБ 521 – 750 мᶟ 8 h/96 кВт*ч
800 кг/67 дБ 751 – 1 150 мᶟ 8 h/130 кВт*ч
900 кг/67 дБ 1 151 – 1 630 мᶟ 8 h/130 кВт*ч
1200 кг/68 dB 1 631 – 2 350 мᶟ 8 h/200 кВт*ч
1400 кг/66 дБ 2 351 – 3 500 мᶟ 8 h/312 кВт*ч
1800 кг/66 дБ 3 501 – 4 700 мᶟ 8 h/360 кВт*ч
2500 кг/66 дБ 4 701 – 5 850 мᶟ 8 h/440 кВт*ч
2650 кг/68 дБ 5 851 – 7 600 мᶟ 8 h/600 кВт*ч
2900 кг/68 дБ 7 601 – 10 000 мᶟ 8 h/720 кВт*ч
4000 кг/68 дБ 10 001 – 13 100 мᶟ 8 h/880 кВт*ч
5300 кг/68 дБ 13 201 – 15 100 мᶟ 8 h/1050 кВт*ч

*Рассчитано при значении воздухообмена не более 50% (с учётом утечек) от всего объёма помещения в течение 24 часов.

**Рассчитано для незанятного объёма помещения. Например, 50% пространства, заполненного оборудованием, означает снижение потребляемой мощности на 50%.

***При большем объёме защищаемого пространства следует использовать две, три или более системы.

При какой концентрации кислорода пламенное горение становится невозможным

Виды и характеристика огнетушащих составов

Азот N2 — газ без цвета и запаха, немного легче воздуха; хранится и транспортируется как в сжиженном, так и в газовом состоянии; огнетушащий эффект при воздействии газообразного азота достигается за счет разбавления продуктов реакции в зоне горения до такого содержания кислорода, при котором горение становится невозможным. В установках пожаротушения газообразный азот, как правило, не применяют, так как для тушения пожара им необходимо заполнить 40— 60% объема помещения, для чего требуется много баллонов. Чаще всего азот применяют в комбинированных составах; он также служит для транспортирования фреона (хладона) и порошковых составов по трубам в очаг пожара. Наиболее эффективно применять жидкий азот (с температурой —196 °С), поскольку он при распылении резко охлаждает зону горения. В жидком виде азот используют для тушения щелочных металлов, спирта, ацетона, кремний- и металлоорганических соединений.

Диоксид углерода С02 является традиционным средством газового пожаротушения. С02 в обычных условиях бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса, более чем в 1,5 раза тяжелее воздуха. Хранят его в жидком виде в баллонах под давлением до 12,5 МПа (125 кгс/см2). Механизм тушения СОг состоит в основном в снижении концентрации кислорода в воздухе защищаемого помещения до уровня, при котором прекращается горение. При снижении концентрации кислорода с 21 до 14% пламенное горение практически прекращается. Огнетушащая концентрация — не менее 30% по объему (0,637 кг/м3). Для помещений с повышенной пожарной опасностью категорий А и Б нормативную массовую огнетушащую концентрацию увеличивают до 0,768 кг/м3.

Диоксид углерода, выбрасываемый в виде снега, оказывает главным образом резкое охлаждающее воздействие на очаг горения, а после превращения в газ — еще и разбавляющее. Из 1 л диоксида углерода образуется 506 л газа. Диоксид углерода применяют для тушения пожаров электроустановок, находящихся под напряжением, вычислительных центров, складов пищевых продуктов, библиотек, архивов, музеев и производственных помещений, в которых находятся огнеопасные жидкости, и других объектов. Несмотря на то, что диоксид углерода не токсичен, уже 10%-й уровень его концентрации вызывает у человека потерю сознания, паралич легких и смерть. По этой причине применение установок пожаротушения с оксидом углерода требует соблюдения определенных мер безопасности (задержки выпуска, блокировочных устройств, сигнализирующих устройств). Выпуск диоксида углерода в достаточно герметичное помещение может вызвать в последнем опасное повышение давления, представляющее угрозу прочности защищаемого сооружения. В этом случае предусматривают специальные сбросные отверстия (клапаны) .

Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
  • Применение АУП на объектах агропромышленного комплекса и Энергетической программы
  • Применение средств АПС на объектах агропромышленного комплекса (АПК)
  • Пожарная опасность и микроклимат на объектах Продовольственной и Энергетической программ
  • Техническое обслуживание СПДЗ
  • Общие правила технического содержания СПДЗ жилых зданий повышенной этажности
  • Система оповещения о пожаре и управления эвакуацией людей
  • Устройство и принцип работы СПДЗ
  • Устройство и принцип действия станций пожарной сигнализации
  • Устройство и принцип действия пожарных извещателей

Состав «3,5» — при хранении в баллонах под давлением представляет собой смесь 30% сжиженного диоксида углерода и 70% бромистого этила (жидкости с температурой кипения +38,4 °С). Диоксид углерода добавляют для предотвращения загорания бромэтила (трудногорючей жидкости), пары которого очень интенсивно тормозят реакцию горения. Состав «3,5» более чем в 3 раза тяжелее воздуха. Из 1 л жидкого состава при нормальных условиях (температура 0 °С, давление 760 мм. рт. ст.) образуется 153 л углекислого газа и 144 л паров бромэтила. Состав в 3,5 раза эффективнее диоксида углерода (отсюда и название «3,5»), Эффект тушения достигается при концентрации 6,7% по объему. Удельный расход 0,22 кг/м3 для помещений с производствами категории В и 0,26 кг/м3 — для помещений с производствами категорий А и Б. Для улучшения подачи состава по трубам в баллоны закачивают сжатый воздух. При давлении 4 МПа (40 кгс/см2) состав обозначается шифром «3,5В 1», а при давлении 6 МПа (60 кгс/см2) — «3,5В2». Состав «3,5» применяют для тушения пожаров на тех же объектах, что и диоксид углерода. Достоинством состава «3,5» является низкая температура замерзания (ниже —70 °С), что позволяет располагать баллоны и трубопроводы для его транспортирования непосредственно на открытом воздухе даже в зимнее время. Однако при использовании бромэтила он увлажняется и образуется бромистая кислота, которая разъедает резину, бронзу, алюминиевые и магниевые сплавы.

Хладон 114В2 (фреон)—тяжелая бесцветная жидкость со специфическим запахом, температура кипения 4-46,7 °С, температура замерзания —110 °С, минимальная огнетушащая концентрация 1,9% по объему; удельный расход — 0,202 кг/м3 для помещений с производствами категории В и 0,215 кг/м3 для производства категорий А и Б. Хладон 114В2 является наиболее эффективным ингибитором; он почти в 12 раз эффективнее диоксида углерода. Из 1 л жидкости образуется 245 л паров. Хладон 114В2 малотоксичное вещество, обладающее слабым наркотическим действием. При отравлении хладоном наблюдается головокружение. Предельно допустимая концентрация ( ПДК ) его для производственных помещений равна 0,6 мг/л, т. е. он менее токсичен, чем керосин, у которого ПДК равна 0,3 мг/л.

Значительно более высокой токсичностью обладают продукты термического распада хладонов, образующиеся при тушении пожаров. Однако вследствие термической устойчивости и высокой огнетушащей эффективности хладонов в условиях пожара успевает разложиться лишь небольшая их часть, не превышающая 3% поданного на тушение. Следует иметь в виду, что значительно большую опасность для человека представляют факторы, сопутствующие пожару — оксид углерода, дым, снижение концентрации кислорода и т. п. Однако лица, работающие с хладоном, должны быть одеты в хлопчатобумажные комбинезоны, резиновые сапоги, иметь брезентовые рукавицы, резиновые перчатки и фильтрующий противогаз типа БКФ или М. При попадании хладона на одежду последнюю следует проветрить, с тела хладон смывают обильной струей воды. Хранят и транспортируют хладон 114В2 в металлической или стеклянной таре. При этом хладон не должен находиться на прямом свету или вблизи отопительных приборов. При непосредственной работе с хладоном запрещается разводить огонь, курить и принимать пищу.

Хладон 13В1 представляет собой летучее галоидоор-ганическое соединение, способное ингибировать процессы горения. Он относится к фторированным соединениям метана и содержит в своей молекуле 3 атома фтора и 1 атом брома. Химическое название хладона 13Б1 — трифторбромметан. Наличие в молекуле атома брома придает ему высокую огнетушащую эффективность, а атомов фтора — повышенную химическую стабильность. Несмотря на то, что хладон 13S1 не является сильным ингибитором пламени, он находит все более широкое применение для пожаротушения как одно из наиболее эффективных газовых средств благодаря выгодному сочетанию огнетушащих и эксплуатационных свойств. Хладон 13В1 не имеет запаха, цвета, сохраняет свои свойства при длительном хранении, не реагирует с металлами, пластмассами, древесиной, красками, тканями, не электропроводен, не оказывает отрицательного охлаждающего воздействия на чувствительную электронную аппаратуру, не оставляет следов на защищаемой поверхности.

При обычной температуре хладон 13Б1 легко сжижается при давлении около 1,5 МПа (15 кгс/см2); в сжиженном состоянии имеет плотность примерно 1500 кг/м3, что позволяет иметь необходимое его количество в небольшой тонкостенной емкости. Хладон 13В1 имеет температуру кипения —57,8° С, поэтому на воздухе он мгновенно испаряется. Благодаря низкой температуре плавления —168°С хладон 13В1 не образует твердой фазы при хранении или подаче по трубопроводу. В отличие от диоксида углерода хладон 13 S1 при истечении не образует зарядов статического электричества, не закупоривает вентиль, исключает комкование (по сравнению с порошком), не чувствителен к вибрации. Огнету-шащая концентрация хладона 1351 при объемном тушении составляет в среднем 5—7%. При таком количестве добавки содержание кислорода в атмосфере защищаемого помещения уменьшается всего лишь на 1%. Это эквивалентно концентрации Ог на высоте 500 м над уровнем моря. В этих условиях особых затруднений при дыхании человека, как правило, не возникает.

На основании токсикологических исследований, проведенных в США на животных, хладон 1361 может быть отнесен к 6 группе газовых огнетушащих средств, которые являются наименее токсичными. Для здоровья человека безопасно пребывание в воздушной атмосфере, содержащей 20% (объемных) хладона 1361 в течение 2 ч. Отношение огнетушащей концентрации хладона к величине ее содержания, опасной для жизни человека, составляет всего 0,1. Летальная концентрация хладона (определенная по результатам исследований, проведенных на мышах при экспозиции 15 мин) составляет более 80%. Максимально безопасная концентрация, которую человек может выдержать в течение 1 мин, для хладона 13В1 превышает 10%, поэтому его применение не должно вызывать серьезных опасений при воздействии на человека. Более токсичными, чем хладон 13В, могут быть продукты его разложения, образующиеся в условиях пожара при контакте с пламенем или нагретой поверхностью. Степень разложения хладона и количество образующихся продуктов в значительной степени зависят от размера очага пожара, объема защищаемого помещения и времени тушения. Практически количество токсичных продуктов, образующихся в зоне пожара при использовании хладона, намного ниже летальных концентраций. Реальную же опасность представляют факторы, сопутствующие пожару (дым, оксид углерода и т. п.). Хладон 13В1 имеет один серьезный недостаток — сравнительно высокую стоимость.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *