Горение различных веществ и материалов

Московский государственный  университет печати имени ивана  Федорова

Горение различных веществ  и материалов

Федорова  Александра, ДэмБ 2-3

19.09.2012

 

 

 

 

Оглавление

Что представляет собой процесс горения? 2

Определения 4

Какие показатели характеризуют пожарную опасность веществ и материалов? 5

Что характеризуют концентрационные пределы воспламенения? 7

На какие классы по пожарной опасности делят горючие жидкости? 8

 

 

Что представляет собой процесс  горения?

• Какие существуют разновидности горения?

Горение — сложный физико-химический процесс превращения компонентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света и лучистой энергии. Описать природу горения можно как бурно идущее окисление.

Горение подразделяется на тепловое и цепное. В основе теплового горения лежит химическая реакция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяющегося тепла. Цепное горение встречается в случаях некоторых газофазных реакций при низких давлениях.

Процесс возникновения горения  подразделяется на несколько видов: вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание, самовоспламенение, взрыв и детонация. Кроме того, существуют и особые виды горения: тление и холоднопламенное горение. Вспышка — процесс мгновенного сгорания паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, вызванный непосредственным воздействием источника воспламенения. Возгорание — явление возникновения горения под действием источника зажигания. Воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлением пламени. При этом вся остальная масса горючего вещества остается относительно холодной. Самовозгорание — явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций в веществе, приводящее к возникновению горения при отсутствии источника зажигания. Самовоспламенение — это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени. В производственных условиях могут самовозгораться древесные опилки, промасленная ветошь. Самовоспламеняться может бензин, керосин. Взрыв — быстрое химическое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Условно процесс сжигания твердого топлива делят на три  стадии: воспламенение (зажигание), активное горение и дожигание. В первой стадии твердое топливо вначале  подогревается и подсушивается  и при температуре 105 - 110 °С теряет свою влагу. Затем при температуре 300 - 400 °C оно начинает разлагаться на летучие вещества и твердый остаток. При дальнейшем нагреве, когда его температура становится равной температуре воспламенения, топливо загорается. Температура воспламенения (примерная) различных топлив следующая, °С: дров - 300; бурого угля – 300 - 400; каменного угля – 450 - 500; антрацита – 700 - 750; жидкого топлива 500 - 600; газа около 600. Стадия активного горения характеризуется высокой температурой (более 1000 °С) с максимальным выделением тепла и наибольшим потреблением воздуха (кислорода), расходуемого на горение кокса и летучих веществ.

• На каких участках полиграфического производства могут образоваться взрывоопасные смеси горючих газов и паров?

В 1996 году было принят приказ «ПРАВИЛА ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ И ОРГАНИЗАЦИЙ РОСКОМПЕЧАТИ». Где четко и ясно написано, что надо делать, чтоб защитить ту или иную типографию от чрезвычайных случаев.

По взрывоопасным смесям и газам есть свой стандарт.

Настоящий стандарт распространяется на взрывоопасные смеси горючих  газов и паров с воздухом, образующиеся в процессе производства во взрывоопасных  средах, способные взрываться от постороннего источника поджигания, в которых  применяется взрывозащищенное электрооборудование.

Стандарт устанавливает  классификацию взрывоопасных смесей по категориям и группам и методы определения параметров взрывоопасности, используемых при установлении классификации  смесей.

Классификация взрывоопасных  смесей предназначена для получения  исходных данных, необходимых при  выборке взрывозащищенного электрооборудования согласно ГОСТ 12.2.020-76.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. Взрывоопасные смеси газов и паров подразделяются на категории взрывоопасности в зависимости от величины безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ)* и значения соотношения между минимальным током воспламенения испытуемого газа или пара и минимальным током воспламенения метана (МТВ); на группы в зависимости от величины температуры самовоспламенения.

3. Классификация по категориям  взрывоопасности смесей газов и паров с воздухом.

3.1. Взрывоопасные смеси  подразделяются на категории:

I - метан на подземных  горных работах,

II - газы и пары за  исключением метана на подземных горных работах.

3.2. В зависимости от  значения БЭМЗ (безопасный экспериментальный максимальный зазор) газы и пары категории II подразделяются согласно табл. 1.  

Категория взрывоопасности  взрывоопасных смесей	Величина БЭМЗ, мм
II A	0,9 и более
II B	Св. 0,5 но менее 0,9
II C	0,5 и менее

Табл.1

Определения

Вспышка - это быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание - возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Самовозгорание - это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения веществ (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.

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.

Химическое самовозгорание проявляется сразу в пламенном горении. Для органических веществ этот вид самовозгорания происходит при контакте с кислотами.

Воспламенение - возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовоспламенение - это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Температура вспышки — температура, при которой над поверхностью жидкости образуется паровоздушная смесь, способная вспыхивать от источника зажигания, но скорость образования ее недостаточна для последующего горения.

Температура самовоспламенения - это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Температура воспламенения — наименьшая температура вещества, при которой пары над поверхностью горючего вещества выделяются с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.

 

Какие показатели характеризуют  пожарную опасность веществ и  материалов?

Рис. 1. Опасность  веществ

Для полной оценки пожарной опасности твердых веществ и  материалов, а также жидкости и  газов необходимо определить и другие показатели.

Температуру воспламенения газов и паров учитывают при:

• классификации газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей по группам взрывоопасное™ для выбора типа электрооборудования (при этом имеют в виду стандартную температуру самовоспламенения) ;
• выборе температурных условий безопасного применения вещества при нагреве его до высоких температур (при этом используют минимальную температуру самовоспламенения)
• вычислении максимально допустимой температуры нагрева не-теплоизолированных поверхностей технологического, электрического и иного оборудования;
• расследовании причин пожара, если необходимо определить, могло ли самовоспламениться вещество от нагретой поверхности.

Предельно допустимая температура  безопасного нагрева неизолированных  поверхностей технологического, электрического и иного судового оборудования составляет 80% величины температуры самовоспламенения  газов или паров (в градусах Цельсия) и не должна превышать минимальной  температуры самовоспламенения.

Склонность к самовозгоранию характеризует способность ряда веществ и материалов самовозгораться  при нагревании до сравнительно небольших  температур или контакте с другими  веществами, а также при воздействии  тепла, выделяемого миироор-гандзмами в процессе их жизнедеятельности. В соответствии с этим различают тепловое, химическое и микробиологическое самовозгорание.

Склонность к тепловому  самовозгоранию характеризуют температурами  самонагревания и тления, а также  зависимостью температуры среды, при  которой наблюдается самовозгорание, от размеров и формы образца. Склонность к самовозгоранию учитывают при  разработке   пожарно-профилактических мероприятий.

Безопасной температурой нагревания данного вещества или  материала (независимо от размеров образца) следует считать температуру, не превышающую 90% величины температуры  самонагревания.

 

Что характеризуют концентрационные пределы воспламенения?

 

Концентрационные пределы  воспламенения не постоянны и  зависят от ряда факторов. Наибольшее влияние на пределы воспламенения  оказывают мощность источника воспламенения, примесь инертных газов и паров, температура и давление горючей  смеси.

Изменение пределов воспламенения  с повышением температуры может  быть оценено по следующему правилу: при повышении температуры на каждые 100° величины нижних пределов воспламенения уменьшаются на 8—10%, а верхних пределов воспламенения  увеличиваются на 12—15%.

Концентрация насыщенных паров жидкостей находится в  определенной взаимосвязи с ее температурой.

Используя это свойство, можно концентрационные пределы  воспламенения насыщенных паров  выразить через температуру жидкости, при которой они образуются.

Способностью образовывать с воздухом воспламеняющиеся с большой  скоростью (взрывоопасные) смеси обладают также взвешенные в воздухе пыли многих твердых горючих веществ. Та минимальная концентрация пыли в  воздухе, при которой происходит ее загорание, называется нижним пределом воспламенения пыли. Поскольку достижение очень больших концентраций пыли во взвешенном состоянии практически  нереально, термин «верхний предел воспламенения» к пылям не применяется.

К показателям пожарной опасности, характеризующим критические условия  образования достаточного для горения  газообразных горючих продуктов  испарения или разложения конденсированных веществ и материалов, относятся  температуры вспышки и воспламенения, а также температурные пределы  воспламенения.

 

На какие классы по пожарной опасности делят горючие жидкости?

 

Легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ) жидкости но степени пожарной опасности делятся на четыре класса (раз­ряда). К тому или иному классу ЛВЖ и ГЖ относятся в зависимости от температуры вспышки их паров:

1-й        класс — нефтепродукты и сырая нефть; температура вспышки паров 28° С и ниже;

2-й        класс — нефтепродукты и сырая нефть; температура вспышки паров выше 28 до 45° С включительно;

3-й        класс — нефтепродукты и сырая нефть; температура вспышки паров выше 45 до 120° С включительно;

4-й        класс — нефтепродукты и сырая нефть; температура вспышки паров выше 120° С.

Горючие газы (водород, ацетилен, аммиак, коксовый, 1 енераторный, водяной, естественный и другие газы) обладают большей текучестью и диффузионной способностью, чем горючие жидкости. Поэтому образование горючей среды вне емкости, в которой находится газ, возможно в случаях выхода его через не плотности и повреждения емкости. Если выходящая при этом через не плотности струя газа сразу же будет воспламенена, взрывоопасные концентрации не возникнут, газ будет гореть, образуя факел пламени. Создание горючей среды внутри ем­кости с газом возможно только при достаточном количестве в пей воздуха.