Элементы теории самовозгорания. Температура самонагревания. Отличие самовозгорания от самовоспламенения и зажигания - Огнетушащие составы
Правильная организация противопожарных мероприятий и тушения пожаров невозможна без понимания сущности химических и физических процессов, которые происходят при горении. Знание этих процессов дает возможность успешно бороться с огнем.
Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением. Окислителем в процессе горения может быть кислород, а также хлор, бром и другие вещества.
В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом воздуха. Горение возможно при наличии вещества, способного гореть, кислорода (воздуха) и источника зажигания. При этом необходимо, чтобы горючее вещество и кислород находились в определенных количественных соотношениях, а источник зажигания имел необходимый запас тепловой энергии.
Известно, что в воздухе содержится около 21% кислорода. Горение большинства веществ становится невозможным, когда содержание кислорода в воздухе понижается до 14-18%, и только некоторые горючие вещества (водород, этилен, ацетилен и др.) могут гореть при содержании кислорода в воздухе до 10% и менее. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода горение большинства веществ прекращается.
Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию горения. Источником зажигания может быть горящее пли накаленное тело, а также электрический разряд, обладающий запасом энергии, достаточным для возникновения горения и др. самовозгорание зажигание огнетушащий
Горючие системы подразделяются на однородные и неоднородные. Однородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров с воздухом). Горение таких систем называют Горением кинетическим. Скорость его определяется скоростью химической реакции, значительной при высокой температуре. При определенных условиях такое горение может носить характер взрыва или детонации. Неоднородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела (твердые горючие материалы и нераспыленные жидкости). В процессе горения неоднородных горючих систем кислород воздуха проникает (диффундирует) сквозь продукты горения к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют Диффузионным горением, Так как его скорость определяется главным образом сравнительно медленно протекающим процессом-диффузией.
Для возгорания тепло источника зажигания должно быть достаточным для превращения горючих веществ в пары и газы и для нагрева их до температуры самовоспламенения. По соотношению горючего и окислителя различают процессы горения бедных и богатых горючих смесей. Бедные смеси содержат в избытке окислитель и имеют недостаток горючего компонента. Богатые смеси, наоборот, имеют в избытке горючий компонент и в недостатке окислитель.
Возникновение горения связано с обязательным самоускорением реакции в системе. Процесс самоускорения реакции окисления с переходом ее в горение называется самовоспламенением. Самоускорение химической реакции при горении подразделяется на три основных вида: тепловой, цепной и комбинированный - цепочечно-тепловой. По тепловой теории процесс самовоспламенения объясняется активизацией процесса окисления с возрастанием скорости химической реакции. По цепной теории процесс самовоспламенения объясняется разветвлением цепей химической реакции. Практически процессы горения осуществляются преимущественно по комбинированному цепочечно-тепловому механизму.
Сгорание различают полное и неполное. При полном сгорании образуются продукты, которые неспособны больше гореть: углекислый газ, сернистый газ, пары воды. Неполное сгорание происходит, когда к зоне горения затруднен доступ кислорода воздуха, в результате чего образуются продукты неполного сгорания: окись углерода, спирты, альдегиды и др.
Ориентировочно количество воздуха (м3), необходимое для сгорания 1 кг вещества (или 1 м3 газа),
Теплота сгорания некоторых веществ: бензина-47 000 кДж/кг; древесины воздушно-сухой -14 600 кДж/кг; ацетилена - 54400 кДж/м3; метана - 39400 кДж/м3; окиси углерода - 12600 кДж/м3.
По теплоте сгорания горючего вещества можно определить, какое количество тепла выделяется при его сгорании, температуру горения, давление при взрыве в замкнутом объеме и другие данные.
Температура горения вещества определяется как теоретическая, так и действительная. Теоретической называется температура горения, до которой нагреваются продукты сгорания, в предположении, что все тепло, выделяющееся при горении, идет на их нагревание.
Действительная температура горения на 30-50% ниже теоретической, так как значительная часть тепла, выделяющегося при горении, рассеивается в окружающую среду.
Высокая температура горения способствует распространению пожара, при ней большое количество тепла излучается в окружающую среду, и идет интенсивная подготовка горючих веществ к горению. Тушение пожара при высокой температуре горения затрудняется.
При рассмотрении процессов горения следует различать следующие его виды: вспышка, возгорание, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание, взрыв.
Вспышка - это быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.
Возгорание - возникновение горения под воздействием источника зажигания.
Воспламенение - возгорание, сопровождающееся появлением пламени.
Возгораемость - способность возгораться (воспламеняться) под воздействием источника зажигания.
Самовозгорание - это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения веществ (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.
Самовоспламенение - это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.
Взрывом Называется чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.
Необходимо понимать различие между процессами возгорания (воспламенения) и самовозгорания (самовоспламенения). Для того чтобы возникло воспламенение, необходимо внести в горючую систему тепловой импульс, имеющий температуру, превышающую температуру самовоспламенения вещества. Возникновение же горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относят к процессу самовозгорания (самовоспламенения).
Горение при этом возникает без внесения источника зажигания - за счет теплового или микробиологического самовозгорания.
Тепловое самовозгорание Вещества возникает в результате самонагревания под воздействием скрытого или внешнего источника нагрева. Самовоспламенение возможно только в том случае, если количество тепла, выделяемого в процессе самоокисления, будет превышать отдачу тепла в окружающую среду.
Микробиологическое самовозгорание возникает в результате самонагревания под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества (материала, смеси). Температура самовоспламенения является важной характеристикой горючего вещества.
Температура самовоспламенения - это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.
Температуры самовоспламенения некоторых жидкостей, газов и твердых веществ, имеющих применение в машиностроительной промышленности, приведены в табл. 1.
Таблица 1 Температуры самовоспламенения некоторых жидкостей
Вещество |
Температура самовоспламенения, °С |
Фосфор белый |
20 |
Сероуглерод |
112 |
Целлулоид |
140-180 |
Сероводород |
246 |
Масла нефтяные |
250-400 |
Керосин |
250 |
Бензин А-76 |
255 |
Мазуты |
380-420 |
Каменный уголь |
400 |
Ацетилен |
406 |
Этиловый спирт |
421 |
Древесный уголь |
450 |
Нитробензол |
482 |
Водород |
530 |
Ацетон |
612 |
Бензол |
625 |
Окись углерода |
644 |
Кокс |
700 |
Помимо температуры самовоспламенения, горючие вещества характеризуются периодом индукции или временем запаздывания самовоспламенения. Периодом индукции называют промежуток времени, в течение которого происходит саморазогревание до воспламенения. Период индукции для одного и того же горючего вещества неодинаков и находится в зависимости от состава смеси, начальных температуры и давления.
Период индукции имеет практическое значение при действии на горючее вещество маломощных источников воспламенения (искры). Искра, попадая в горючую смесь паров или газов с воздухом, нагревает некоторый объем смеси, и в то же время происходит охлаждение искры. Воспламенение смеси зависит от соотношения периода индукции смеси и времени охлаждения искры. При этом, если период индукции больше времени охлаждения искры, то воспламенения смеси не произойдет.
Период индукции принят в основу классификации газовых смесей по степени их опасности в отношении воспламенения. Период индукции пылевых смесей зависит от размера пылинок, количества летучих веществ, влажности и других факторов.
Некоторые вещества могут самовозгораться, находясь при обычной температуре. Это в основном твердые пористые вещества большей частью органического происхождения (опилки, торф, ископаемый уголь и др.). Склонны к самовозгоранию и масла, распределенные тонким слоем по большой поверхности. Этим обусловлена возможность самовозгорания промасленной ветоши. Причиной самовозгорания промасленных волокнистых материалов является распределение жировых веществ тонким слоем на их поверхности и поглощение кислорода из воздуха. Окисление масла кислородом воздуха сопровождается выделением тепла. В случае, когда количество образующегося тепла превышает теплопотери в окружающую среду, возможно возникновение пожара.
Пожарная опасность веществ, склонных к самовозгоранию, очень велика, поскольку они могут загораться без всякого подвода тепла при температуре окружающей среды ниже температуры самовоспламенения веществ, а период индукции самовозгорающихся веществ может составлять несколько часов, дней и даже месяцев. Начавшийся процесс ускорения окисления (разогревания вещества) можно остановить лишь при обнаружении опасного нарастания температуры, что указывает на большое значение пожарно-профилактических мероприятий.
На машиностроительных предприятиях применяются многие вещества, способные к самовозгоранию. Самовозгораться при взаимодействии с воздухом могут сульфиды железа, сажа, алюминиевая и цинковая пудра и др. Самовозгораться при взаимодействии с водой могут щелочные металлы, карбиды металлов и др. Карбид кальция (СаС2), реагируя с водой, образует ацетилен (С2Н2).
Похожие статьи
-
На промышленных предприятиях в процессе производства широко используют различные, горючие жидкости. Их применение создает повышенную опасность пожаров и...
-
Горение пылей, характеристика, предел воспламенения - Охрана труда
В процессе производства, при обработке некоторых твердых и волокнистых материалов образуется пыль, которая представляет значительную пожарную опасность....
-
Горение -- химическая реакция, которая сопровождается выделением тепла и света. Для осуществления горения необходимо: Окислитель (кислород); Источник...
-
Общие сведения о процессе горения - Опасные факторы пожара
Пожар представляет собой неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве, опасное для людей и наносящее материальный ущерб. Опасными...
-
Для возникновения процесса горения необходимы: горючее вещество, кислород, источник воспламенения. Некоторые вещества способны гореть без кислорода, в...
-
Опасность охрана труд самовозгорание Самовозгорание это возникновение горения в результате самонагревания горючих твердых материалов,...
-
Оценка возможности появления источников зажигания - Анализ пожарной опасности АЗС-ООО "Нефтересурсы"
Наличие горючей среды внутри технологического оборудования, в помещениях или на открытых технологических площадках не является достаточным условием для...
-
Пожаро - и взрывоопасность пыли - Общие сведения о пыли
Взрывоопасность является важным свойством некоторых пылей. Пылевые частицы, сорбируя кислород воздуха, становятся легко воспламеняющимися при наличии...
-
Пожаро и взрывобезопасность - Пожаро - и взрывобезопасность
Пожар - неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб и способное вызвать травмы и гибель людей. Горение - это процесс...
-
Для возникновения горения необходимо наличие в одном месте и в одно время трех компонентов: горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Кроме...
-
Горение, характеристика процессов горения - Охрана труда
Горение - это быстро протекающее химическое превращение веществ с выделением большого количества тепла и сопровождающееся свечением. Условия горения: 1....
-
Что такое пожар? Его причины и виды - Безопасность жизнедеятельности человека при пожарах
Прежде чем рассмотреть поведение при пожаре, крайне важно знать, что вообще представляет собой пожар. И так Пожар - это вышедший из-под контроля процесс...
-
Введение - Огнетушащие составы
Система пожарной защиты - комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных...
-
Горение газов, характеристика, область воспламенения - Охрана труда
Для образования высокотемпературного пламени при газовой сварке, пайке, нагреве и других операциях тепловой обработки металлов используются горючие газы....
-
Актуальность защиты от чрезвычайных ситуаций
Актуальность защиты от Ч. С Трагические события XX века заставили по-новому посмотреть на реальную готовность государства к предупреждению и ликвидации...
-
К физическим свойствам воздуха относятся: температура, влажность, подвижность, барометрическое давление, электрическое состояние, интенсивность солнечной...
-
Опасности пожара, Показатели пожаро - и взрывоопасности веществ. - Пожаро - и взрывобезопасность
Пламя и искры - приводят к ожогам и поражению дыхательных путей. В зоне горения возникает температура 1000-1200°С, а в горящем помещении 400-600°С....
-
- Пиритная теория - согласно этой теории, самовозгорание происходит в результате окисления пирита, но в настоящее время установлено, что пирит не...
-
ПОЖАРЫ: УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЖАРОВ, Классификация пожаров. - Опасность
Все горючие (сгораемые) вещества содержат углерод и водород - основные компоненты газовоздушной смеси, участвующие в реакции горения. Температура...
-
Угроза загрязнения окружающей среды пожарами - Анализ пожарной опасности АЗС-ООО "Нефтересурсы"
Пожары приводят не только к социальному и материальному ущербу, но и к загрязнению природных сред: воздуха, поверхностных и почвенных вод, почвы; к...
-
Метеорологические условия на производстве, т. е. состояние воздушной среды оказывает влияние на течение жизненных процессов в организме человека и...
-
Под пожарной безопасностью объекта согласно ГОСТ 12.1.033-81 [4] понимается такое его состояние, при котором с регламентируемой вероятностью исключается...
-
Классы пожароопасности помещений
Классы пожароопасности помещений Производственные процессы предприятий всех отраслей промышленности делят на пять категорий, которые обозначают первыми...
-
Способы прекращения горения с помощью различных огнетушащих веществ
Описаны основные условия горения, показаны наиболее преспективные способы прекращения горения, классификация огнетушащих веществ, способов и приемов...
-
Введение Значительная часть технологических процессов осуществляется на открытом воздухе в холодное время года и обслуживание их связано с воздействием...
-
Характеристика объектов: Предприятия нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности охватывают переработку нефти и производство...
-
Аварии на пожароопасных и взрывоопасных объектах - Чрезвычайные ситуации техногенного происхождения
Пожаром принято называть неконтролируемое горение вне специального очага, сопровождающееся уничтожением материальных ценностей и создающее угрозу для...
-
Заключение - Меры пожарной безопасности на взрывоопасных и пожароопасных зонах
В соответствии с Правилами устройства электроустановок опасные зоны распределены на классы по пожаро - и взрывоопасности. Пожароопасная зона - это...
-
Классификация пожаров - Технология эвакуации пострадавших с верхних этажей в условиях пожара
Пожар неуправляемое, несанкционированное горение веществ, материалов и газо-воздушных смесей вне специального очага, приносящее значительный материальный...
-
Введение, Источники пожаров - Пожар в быту
Пожарная безопасность является важнейшей обязанностью каждого члена общества и проводится в общегосударственном масштабе, так как пожары наносят большой...
-
Поступление в природные объекты абиотических и биотических веществ в таких количествах, которые снижают технологическую, питательную и...
-
Температура рабочих помещений Одним из важнейших условий нормальной жизнедеятельности человека при выполнении профессиональных функций является...
-
ОЭ химической и нефтехимической промышленности характеризуются огромным количеством самых разнообразных пожаро - и взрывоопасных процессов, а применяемые...
-
Климат и здоровье человека - Микроклимат помещений
Параметры климата оказывают существенное влияние на самочувствие, состояние здоровья и работоспособность человека. Наилучшие условия -- когда выделение...
-
Отравляющими веществами называются химические вещества, которые при боевом применении или при аварийном попадании в атмосферу могут поражать незащищенных...
-
Общая характеристика взрывных явлений - Классификация взрывов
Особую опасность с точки зрения возможных потерь и ущерба представляют взрывы. Взрыв - это освобождение большого количества энергии в ограниченном объеме...
-
Введение, Основные термины - Характеристика проблем возникающих при осуществлении процессов горения
Выделение света и тепла является признаком многих химических явлений. Реакция с такими признаками получили общее название - горение. Процесс горения во...
-
Способы и средства тушения пожаров - Некоторые вопросы безопасности жизнедеятельности
Для прекращения горения применяют следующие способы: Изоляция очага горения от кислорода воздуха (для большинства горючих веществ при концентрации...
-
Микроклимат производственных помещений, Понятие теплового баланса - Безопасность жизнедеятельности
Понятие теплового баланса Тепловой баланс имеет место при, где - тепловыделения человека; - тепловыделения окружающей среды. При тепловом балансе...
-
Опасность образования горючей среды около емкостей и резервуаров характерна как для резервуаров резервуарного парка, так и для насосов нефтенасосных. В...
Элементы теории самовозгорания. Температура самонагревания. Отличие самовозгорания от самовоспламенения и зажигания - Огнетушащие составы