Исследование пожаров
Энергия тепла несомненно является первым источником и первым видом энергии о котором узнало человечество и стало им активно пользоваться. Это произошло более 100 тысяч лет назад и сыграло определяющую роль не только в развитии общества, но и эволюции самого человека. Использование огня – благо, но огненная стихия несет в себе неисчислимые бедствия. Умение укрощать эту стихию и знать ее поведение в различных условиях являются главными задачами науки о пожарах, становление которой происходит особенно быстро в последние годы. Это достаточно сложная область знаний, в основе которой лежат законы и закономерности из многих научных дисциплин, а также формируется свой понятийный аппарат.
Развитие науки о горении и тушении пожаров
Изучение горения, физико-химических закономерностей горения, являющегося основным процессом на пожаре, началось в период бурного развития и становления основных научных дисциплин, в частности химии газов, после того как Михаил Ломоносов и Антуан Лавуазье окончательно отвергли существовавший до них ошибочный взгляд средневековых алхимиков, утверждавших, что горение веществ происходит за счет присутствия в них элемента огня – флогистона.
Во Франции химик Лавуазье проведя ряд опытов установил, что процесс горения заключается во взаимодействии вещества с кислородом.
В 1812 году 25 мая в Англии на угольной шахте произошел сильнейший взрыв, унеся жизни 92 человек. После этой страшной трагедии в Сандерленде было создано сообщество по предотвращению аварий и взрывов на угольных шахтах. Спустя два года в 1814 году известный английский физико-химик Гемфри Дэви впервые был выполнил ряд исследований пламени, и создал безопасную рудничная лампа. Изобретенная лампа была не только безопасной но и очень удобной для шахтеров и стала незаменимым помощником в работе.
В 1815 году русский ученый Семён Прокофьевич Власов, исходя из современных взглядов на процесс горения, выдвинул гипотезу борьбы с огнем посредством изоляции горючего и окислителя. Им были получены составы – растворы хлористого калия и сульфата железа, которые применяются в пожаротушении и в настоящее время. В 1819 году русский ученый П. Шумлянский сформулировал идею пожаротушения инертными газами.
Спустя 70 лет другой русский ученый – М. Колесник-Кулевич, – дал научное обоснование газового тушения. Идею порошкового пожаротушения впервые высказал в 1863 году Д. Ляпунов. А в 1902 году преподаватель Бакинской гимназии А.Г. Лоран предложил использовать в пожаротушении нефтепродуктов пену. Автор изобретения разработал и два способа получения пены – химический и механический. Не менее замечательная идея – ликвидировать пожары тонкораспыленной водой – также принадлежит русскому инженеру И.А. Вермишеву.
Вначале внимание исследователей горения было направлено на химические аспекты, т.е. на изучение превращения веществ при горении на основе принципов и законов химической термодинамики. Следом за Антуаном Лавуазье, заложившим основы термохимии, большой вклад в ее становление путем открытия закона, позволяющего рассчитать теплоты химических реакций, внес российский ученый Герман Гесс.
Однако для установления физико-химических закономерностей горения было необходимо исследовать и физику этого процесса, то есть изучить явления и механизмы воспламенения и распространения пламени, его температуру и излучательную способность. В этой связи необходимо отметить основополагающие работы Джозефа Фурье, Густава Кирхгофа, Вильгельма Вина, Макса Планка, Йозефа Стефана, Людвига Эдуарда Больцмана.
Анри Jle Шателье впервые начал исследования распространения пламени с помощью фотосъемки, а развитие аэродинамики связано с работами Теодора фон Кармена.
Большой вклад в развитие науки о горении внесен отечественными учеными. Среди них особо следует выделить В.Н. Михельсона, сформулировавшего закон движения фронта пламени в зависимости от состава газовой смеси и показавшего роль теплопроводности при распространении горения; академика Я.Б. Зельдовича, создавшего вместе с Д.А. Франк-Каменецким современную теорию распространения пламени, установив связь между скоростью этого процесса и кинетикой химических реакций; Н.Н.Семёнова, заложившего основы тепловой и цепной теории горения и взрыва.
Еще одни Российские ученые жившие примерно в одно время это Франк-Каменецкий, Зельдович Яков, Семенов Николай все физики и химики занимавшиеся изучением процессов горения, взрывом, кинетикой и многими вопросами, а также внесли большой вклад в науку о горении.
Значительный вклад в исследование горения различных веществ сделан также Е.С. Щетинковым и Г.И. Ксандопуло (газовые смеси), В.И. Блиновым и Г.Н. Худяковым (жидкости), О.М. Тодесом (аэродисперсные системы), П.Ф. Похилом (твердые вещества).
Особую актуальность приобретают работы по разработке способов и средств быстрого прекращения неконтролируемого горения.
Эта область исследований до настоящего времени еще не до конца сформировалась.
Для российской практики здесь важны работы А.Н. Баратова с сотрудниками.
В результате всех этих исследований были заложены теоретические основы науки о пожарах, сформулирован ряд физико-химических закономерностей их развития и тушения.
