Учебные вопросы:
1. Общие понятия о процессе горения
3. Условия и механизм прекращения горения
Общие понятия о процессе горения
Горение – экзотермическая реакция окисления горящего вещества, сопровождающаяся хотя бы одним из 3-х факторов:
- пламенем
- свечением
- выделением дыма
Треугольник горения
Необходимы 3 условия для горения:
- Горючие вещества – ГВ
- Окислитель -О2
- Источник зажигания – ИЗ.
В зависимости от среды горения различают 2 вида горения:
- Пламенное – горение вещества и материалов сопровождается пламенем. (зона горения над поверхностью ГВ). При пожаре горят большинство ГВ, способные при нагреве выделять горючие продукты, такие как (древесина, ткани, нефтепродукты, каучук, резина, пластмассы и т.д.);
- Беспламенное – в виде тления накала ГВ горение на поверхности. (древесный уголь, кокс, атрацит, сажа, торф, и др., не способные при нагреве выделять летучие продукты);
- Дым – аэрозоль (дисперсная система) образуемый жидкими или твердыми продуктами неполного возгорания ГВ (СО, С, сажа).
Самовозгорание присуще многим горючим веществам и материалам. Эта отличительная особенность данной группы материалов.
Самовозгорание может быть:
- тепловое;
- химическое;
- микробиологическое.
Тепловое самовозгорание выражается в аккумуляции материалом тепла, в процессе которого происходит самонагревание материалов. Температура самонагревания вещества или материала является показателем его пожароопасности. Для большинства ГВ этот показатель лежит в пределах 80 0 – 1500 С.
Химическое самовозгорание сразу проявляется в пламенном горении. Для органических веществ данный вид самовозгорания происходит при контакте с кислотами (азотной, серной), растительными и техническими маслами. Масла и жиры, в свою очередь, способны к самовозгоранию в среде кислорода. Неорганические вещества способны самовозгораться при контакте с водой (например, гидросульфит натрия).Спирты самовозгораются при контакте с перманганатом калия. Аммиачная селитра самовозгорается при контакте с суперфосфатом и пр.
Общие понятия о пожаре
Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий, помимо горения, явления массо- и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве.
Распределение пожаров на группы и виды по сходствам или различиям называется классификацией.
Классификация – искусственная, если она объединяет пожары по внешним (случайным) признакам, и естественная, если она группирует пожары на основе их объективной внутренней связи и общих признаков развития. Естественная классификация пожаров считается научной, она позволяет предопределить закономерность тактики тушения различных видов пожара.
Пожары классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы:
1) пожары твердых горючих веществ и материалов (А);
2) пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов (В);
3) пожары газов (С);
4) пожары металлов (D);
5) пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (Е);
6) пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (F).
Под распространяющимися пожарами понимают такие пожары, у которых происходит увеличение геометрических размеров (длины, высоты, ширины, радиуса) во времени.
Под нераспространяющимися пожарами понимают такие пожары, у которых геометрические размеры остаются неизменными во времени.
Подземными пожарами называются пожары, расположенные ниже уровня земли, на любой глубине.
Под наземными пожарами понимают такие пожары, которые находятся на высоте, достигаемой при помощи ручных пожарных лестниц.
Под средневысотными пожарами понимают пожары, расположенные выше уровня поверхности земли, то есть до высоты, которая достигается при использовании пожарных автолестниц и подъемников.
Высотными пожарами называются пожары, расположенные выше 30 метров от уровня поверхности земли.
На водных пространствах (акваториях): пожары морских, речных судов, а также нефтегазодобывающих платформ и др.
Зоны пожара
Пространство, в котором развивается пожар, можно условно разделить на три зоны:
- зону горения;
- зону теплового воздействия;
- зону задымления;
- горючее вещество.
Зона горения характеризуется геометрическими и физическими параметрами: площадью, объемом, высотой, горючей загрузкой, скоростью выгорания веществ (линейная, массовая, объемная) и др.
Зона теплового воздействия – часть, примыкающая к зоне горения. В этой части происходит процесс теплообмена между поверхностью пламени и окружающими строительными конструкциями, материалами. Передача тепла осуществляется конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без средств тепловой защиты.
Зона задымления – пространство, которое заполняется продуктами сгорания (дымовыми газами) в концентрациях, создающих угрозу для жизни и здоровья людей, затрудняющих действия пожарных подразделений при работе на пожарах.
Опасные факторы пожара
ОПАСНЫЙ ФАКТОР ПОЖАРА – фактор пожара, воздействие которого на людей и (или) материальные ценности может привести к ущербу.
Опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются:
- пламя и искры;
- повышенная температура окружающей среды;
- токсичные продукты горения и термического разложения;
- дым;
- пониженная концентрация кислорода.
К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на людей и материальные ценности, относятся:
- осколки, части разрушенных аппаратов, агрегатов, установок, конструкций;
- радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок;
- электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов;
- опасные факторы взрыва по ГОСТ 12.1.010, происшедшего в следствие пожара.
Читайте в отдельной статье больше информации:
Условия и механизм прекращения горения
Для прекращения горения необходимо либо снизить тепловыделение в зоне горения фронта пламени, либо увеличить теплоотвод из зоны горения.
Это может быть достигнуто различными путями:
Охлаждением поверхности горючего вещества или материала;
Изоляцией зоны горения от источника горючих газов, паров и окислителя (например, герметизацией либо горящего вещества, либо объема, в котором протекает процесс горения);
Разбавлением горючих газов, паров и окислителя, поступающих в зону горения инертными газами;
Ингибированием процессов горения (т.е. введением в исходную горючую смесь или в зону горения ингибиторов цепных реакций окисления).
Огнетушащее вещество (ОТВ) – это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.
Применяемые огнетушащие вещества и способы тушения
Основные характеристики огнетушащих веществ
Огнетушащая эффективность – это минимальное количество ОТВ, израсходованное на тушение модельного очага пожара данного класса. Для объемного способа тушения огнетушащая эффективность различных ОТВ зависит от многих факторов: природы горючего вещества, условий горения, свойств ОТВ, способов его применения и т.д.
Интенсивность подачи огнетушащего вещества (I) – это расход ОТВ во времени на единицу защищаемой поверхности или объема. Размерность при поверхностном способе тушения – [Is, кг/(с · м2) или л/(с · м2)], для объемного способа – [I v, кг/(с · м3) или л/(с · м3)], для линейного способа [I л, л/(с · м)]. I = Qотв / (П · τт · 60);
Удельный расход ОТВ (qуд) – это количество огнетушащего вещества (кг, л), которое требуется на единицу расчетного параметра пожара (м3, м2, м) для его успешного тушения:
qуд = Q отв / Пп.
Краткая характеристика, область применения огнетушащих веществ. 
Вода– основное огнетушащие вещества охлаждения, наиболее доступные и универсальное.
Вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар.
(из 1л воды образуется 1700 л пара). Благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.
Недостатки воды:
- Электропроводна
- Сравнительно высокая т-ра замерзания
- Большая плотность (нельзя применять при тушении нефтепродуктов)
- Низкий коэффициент использования в виде компактных струй.
- Углекислота – тяжелея воздуха в 1,5 раза, без запаха.
Углекислота – тяжелея воздуха в 1,5 раза, без запаха.
- Их 1 кг кислоты образуется 500 л газа.
- Теплота испарения при -78,5 0С.
- Не электропроводна.
- Не взаимодействует с горючими веществами.
ВМП – воздушно механическая пена.. – образуется из раствора воды с пенообразователем ПО-1.
Обладает: стойкостью, дисперстностью, кратностью, вязкостью, охлаждающими и изолирующими свойствами.
Может быть:
- низкой кратности К < 10,
- средний кратности К = 100,
- высокой кратности К < 200.
Подается из стволов: СВП-4; 8; 12 м3/мин
ГПС-100; 600; 2000 л/мин.
Недостаток: более электропроводна чем вода.
Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проемов, объемом до 500 м3 (сушильные и окрасочные камеры, трюмы судов, насосные по перекачке нефтепродуктов и.т.п.), на технологических установках для наружного пожаротушения, на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Тонко распыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) – для получения ее применяют насосы, создающие давление свыше 2-3 МПа (20-30 атм) и специальные стволы распылители.
Диоксид углерода применяется для тушения пожаров электрооборудования и электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т.п. Однако им, как и твердый углекислотой, категорически запрещено тушение щелочных и щелочно-земельных материалов.
Азот главным образом применяется в стационарных установках пожаротушения для тушения натрия, калия, бериллия и кальция. Для тушения магния. Лития, алюминия, циркония применяют аргон, а не азот. Диоксид углерода и азот хорошо тушат вещества, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо тушат вещества и материалы, способные тлеть (древесина, бумага). К недостаткам диоксида углерода и азота как огнетушащих веществ следует отнести их высокие огнетушащие концентрации и отсутствие охлаждающего эффекта при тушении.
