Горіння - екзотермічна реакція окислення речовини, що супроводжується, по крайней
міру, одним з трьох чинників: полум'ям, світінням або виділенням диму [1].
Полум'яне горіння - горіння речовин і матеріалів, сопровож-дающееся полум'ям.
Тління - безполуменеве горіння матеріалу.
Займання - початок горіння під впливом джерела запалю-ня.
Возгораемость - здатність речовин і матеріалів до загорання.
Займання - початок полум'яного горіння під дією джерела запалювання [1].
На відміну від загоряння, займання супроводжується тільки полум'яним горе-ням.
Займистість - здатність речовин і матеріалів до воспла-трансформаційних змін.
Самозаймання - займання в результаті самоініцііруемих ек-зотерміческіх процесів. Самозаймання супроводжується полум'ям, світінням або димом.
Самозаймання - самозаймання, що супроводжується пла-іменем. Самовоспламене- ня супроводжується тільки полум'ям, на відміну від самовозгора-ня.
Пожежа - неконтрольоване горіння, що заподіює матеріальну шкоду, шкоду життю і здоров'ю громадян, інтересам суспільства і держави [2].
Небезпечний фактор пожежі - фактор пожежі, вплив якого призводить до травми, отруєння або загибелі людини, а також до матеріальних збитків [4].
Пожежна безпека - стан захищеності особистості, майна, суспільства і держави від пожеж [2].
Пожежна безпека (пожежна безпека) - стан об'єкта, при якому із установленою ймовірністю виключається можливість виникнення і розвитку пожежі та вплив на людей небезпечних факторів, а також забезпечується захист матеріальних цінностей [4].
Протипожежний режим - правила поведінки людей, порядок організації роботи, утримання приміщень (територій), що забезпечують дотримання тре-бованійпожарной безпеки і гасіння пожеж.
Заходи пожежної безпеки - дії щодо забезпечення пожежної безпеки (виконання вимог пожарнойбезопасності).
3. Виникнення і розвиток пожежі. параметри пожежі
3.Умови виникнення пожежі.
Пожежа може виникати і поширюватися тільки при з'єднанні в певному кількісному співвідношенні трьох складових (трикутник пожежі).
1. горюча середовище (ГС)
2.Источники запалювання (ІЗ)
3. окислювач (ОК)
Горінням називають хімічну реакцію окислення, що супроводжується виділенням великої кількості тепла і світла. Процес горіння твердих, рідких і газоподібних речовин порівняно однаковий і складається в основному з трьох стадій: окислення, самозаймання та горіння. Процес зміни стану горючих речовин в процесі горіння показаний на рис.4.1
Горіння в більшості випадків складний хімічний процес. Він складається з елементарних хімічних реакцій окисно-відновного типу, що призводять до перерозподілу валентних електронів між атомами взаємодіючих молекул. Окислювачами можуть бути самі різні речовини: хлор, бром, кисень, киснево-містять речовини і.т.п. Однак найчастіше доводиться мати справу з горінням в атмосфері повітря, при цьому окислювачем є кисень. Відомо, що повітря являє собою суміш газів, основним компонентом якої є азот (78%), кисень (близько 21%) і аргон (0,9%). Аргон є інертним газом і в процесі горіння участі не бере. Азот в процесі горіння органічних речовин також практично участі не бере.
Горюча речовина і окислювач повинні знаходитися в певних співвідношеннях один з одним.
Горіння, як правило, відбувається в газовій фазі. Тому горючі речовини, що знаходяться в конденсованому стані (рідкі, тверді матеріали), для виникнення і підтримки горіння повинні піддаватися газифікації (випаровуванню, розкладанню), в результаті якої утворюються горючі пари і гази в кількості, достатній для горіння.
Залежно від агрегатного стану горючих речовин горіння може бути гомогенним і гетерогенним.
Гомогенне горіння. компоненти горючої суміші знаходяться в газоподібному стані. Причому, якщо компоненти перемішані, то горіння називаюткінетіческім. Якщо - НЕ перемішані -діффузіонное горіння.
Гетерогенне горіння. характеризується наявністю розділу фаз в горючій суміші (горіння рідких і твердих горючих речовин в середовищі газоподібного окислювача).
Горіння різниться також за швидкістю поширення полум'я і залежно від цього фактора воно може бути:
- дефляграціонним (швидкість полум'я в межах декількох метрів з секунду);
- вибуховим (швидкість полум'я до сотень метрів в секунду);
- детонаційними (швидкість полум'я порядку тисяч метрів в секунду).
Крім того розрізняють: ламинарное горіння, що характеризується пошаровим поширенням фронту полум'я по горючій суміші; турбулентний. характеризується перемішуванням шарів потоку і підвищеною швидкістю вигоряння.
Рівномірний поширення горіння стійко лише в тому випадку, якщо воно не супроводжується підвищенням тиску. Коли горіння відбувається в замкнутому просторі, або вихід газоподібних продуктів скрутний, то підвищення температури призводить до інтенсивного розширення газових обсягів і вибуху.
Під вибухом розуміють швидке перетворення речовин, що супроводжується виділенням енергії і утворенням стислих газів, здатних виробляти роботу.
Залежно від агрегатного стану горючих речовин горіння може бути гомогенним ігетерогенним. Прикладом гомогенного горіння є горіння парів, що піднімаються з вільної поверхні рідини (рис.1.1), або горіння газу, що виходить з труби. Так як парціальний тиск кисню повітря дорівнює нулю, кисень з повітря дифундує через шар продуктів згоряння до зони горіння. Отже, при гомогенному горінні швидкість реакції горіння залежить від швидкості дифузії кисню. Прикладом гетерогенного горіння на поверхні твердого речовини є горіння антрациту, коксу, деревного вугілля. В цьому випадку дифузії кисню до зони горіння також перешкоджають продукти згоряння, як це видно зі схеми, показаної на рис. 1.2. Концентрація кисню в обсязі повітря (С1) значно більше концентрації його поблизу зони горіння (С0). При відсутності достатньої кількості кисню в зоні горіння хімічна реакція горіння гальмується.
Мал. 1.1 Схема зони горіння парів (гомогенні горіння)
Мал. 1.2 Схема дифузії кисню в зону горіння твердого речовини (гетерогенне горіння)
Таким чином, повний час згоряння хімічно неоднорідної горючої системи складається з часу, необхідного для виникнення фізичного контакту між горючою речовиною і киснем повітря τф, і часу, що витрачається на перебіг самої хімічної реакції τх
У разі гомогенного горіння величина τф називається часом сумішоутворення, а в разі гетерогенного горіння - часом транспортування кисню з повітря до твердої поверхні горіння.
Залежно від співвідношення τф і τх горіння називаютдіффузіонним ікінетіческім. При горінні хімічно неоднорідних горючих систем час дифузії кисню до пального речовини незрівнянно більше часу, необхідного для протікання хімічної реакції, т. Е. Τф> τх. і практично τф ≈ τх. Це означає, що швидкість горіння визначається швидкістю дифузії кисню до пального речовини. У цьому випадку говорять, що процес протікає в дифузійної області. Таке горіння і називається дифузійним. Всі пожежі є дифузійне горіння.
Якщо час фізичної стадії процесу незрівнянно менше часу, необхідного для протікання хімічної реакції, т. Е. Τф> τх, то можна прийняти τг ≈ τх. Швидкість процесу практично визначається тільки швидкістю хімічної реакції. Таке горіння називається кінетичним. Так горять хімічні однорідні горючі системи, в яких молекули кисню добре перемішані з молекулами горючої речовини, і не витрачається час на смесеобразование.
Джерело запалювання - засіб енергетичного впливу, що ініціює виникнення горіння (відкритий вогонь, іскри механічні, тепло нагрітих поверхонь і т.п.) [3].
Джерелом запалювання може з'явитися таке нагріте тіло (при вимушеному займанні) або такої екзотермічний процес (при самозаймання), які здатні нагріти деякий об'єм горючої суміші до певної температури, коли швидкість тепловиділення (за рахунок реакції в горючій суміші) дорівнює або пре-щує швидкість тепловідведення із зони реакції. Причому, потужність і тривалість теплової дії джерела повинні забезпечувати підтримку критичних умов протягом часу, необхідного для розвитку реакції з формуванням фронту полум'я, спосіб-ного до подальшого мимовільного поширенню.
Основними джерелами запалювання є:
розряд атмосферної електрики (прямий удар блискавки, вторинне вплив блискавки, занос високого потенціалу);
електрична іскра (дуга). Основною ознакою її прояву є термічна дія струмів короткого замикання, електричні іскри (краплі металу), електричні лампи розжарювання загального призначення і іскри статичної електрики;
механічні (фрикційні) іскри (іскри від удару і тертя);
відкрите полум'я і іскри двигунів (печей);
нагрів речовин, окремих вузлів і поверхонь технологічного обладнання (нагрів при стисненні газів в компресорі і відсутності його охолодження);
нагрів речовин при їх самозаймання.
Горюча середовище - середовище, здатне самостійно горіти після видалення джерела запалювання.
На більшості пожеж окислювачем є кисень повітря. Але бувають ситуації, коли горіння починається при контакті горючої речовини з іншими більш сильними окислювачами (перманганат калію, концентрована сірчана кислота та ін.)
На багатьох виробництвах, де звертаються горючі речовини в атмосфері окислювача (повітря), горюча середовище присутнє по-стійно, і саме пожежонебезпечний джерело тепла є тим єдиним фактором, який може і повинен бути усунутий. Звідси важливість для пожежної профілактики вивчення умов появи та методів запобігання появи пожежонебезпечних джерел тепла.
Джерела тепла дуже різноманітні. Знання теоретичних основ виникнення горіння може допомогти в розробці мероприя-тий, що сприяють запобіганню виникнення пожежі, а також в точній оцінці пожежної небезпеки того чи іншого техно-логічного процесу.
Про переважно спеціалізуються принцип пожежної профілактики: запобігання пожежі повинне досягатися запобіганням утворення горючого середовища і (або) запобіганням освіти в займистою середовищі (або внесення до неї) джерел запалювання.
Тепловий джерело не вважається джерелом при наступних умовах:
якщо джерело тепла Ті не здатний нагріти речовину вище 80% значення температури самозаймання речовини ТСВ або температури самозаймання речовини, що має схильність до теплового самозаймання
якщо енергія, передана тепловим джерелом Qи пальному речовині (паро-, газо-, пилоповітряної суміші) нижче 40% мінімальної енергії запалювання Qмин
якщо за час охолодження теплового джерела він не здатний нагріти горючі речовини вище температури займання Тв;
якщо час впливу теплового джерела τі менше суми періоду індукції горючого середовища τінд і часу нагрівання локального обсягу цього середовища від початкової температури до температури займання
Параметри передбачуваного джерела запалювання можна визначити розрахунковим або дослідним шляхом, а горючого середовища - по довідковій літературі.
За горючості речовини і матеріали поділяються три групи:
- негорючі (вогнетривкі) - речовини і матеріали, які не здатні до горіння у повітрі;
- трудногорючие (вогнестійкими) - речовини і матеріали, здатні загорятися в повітрі від джерела запалювання, але не здатні самостійно горіти після його видалення;
- горючі (згоряє) - речовини і матеріали, здатні самозайматися, а також займатися джерела запалювання та самостійно горіти після його видалення.
З групи горючих речовин і матеріалів виділяють легкозаймисті - здатні займатися від короткочасної (до 30 с) впливу істочніказажіганія
з низькою енергією (полум'я сірника, іскра, тліюча сигарета
Поняття горючості нееквівалентно більш загальному понятіюпожаровзривоопасності. Так, негорючі речовини можуть битьпожароопаснимі (наприклад, окислювачі, а також речовини, що виділяють горючі продукти при взаємодії з водою, киснем повітря або один з одним).
Пожежна небезпека горючих речовин характеризується температурою спалаху і займання.
Спалах являє собою швидке згоряння горючої суміші, що не супроводжується утворенням стислих газов.Температурой спалаху називають найнижчу темпера-туру горючої речовини, при якій над її поверхнею утворюються пари і гази, здатні вспихі-вать в повітрі від джерела запалювання, але швидкість їх утворення ще недостатня для підтримки последующ-його горіння. Джерелами запалювання можуть бути відкрите полум'я, промениста енергія, іскра, розряд статичної електрики розпечена поверхня і т.п. Припинення горіння пояснюється тим, що теплота, передана пальному речовині при спалаху, недостатня для нагріву цієї речовини до температури його займання.
Наприклад, при нагріванні гасу до температури 40-50 ° С над його поверхнею від зіткнення з полум'ям запаленого сірника з'являється миттєво загасаюче полум'я.
Повторний спалах від полум'я сірника з'являється тільки через деякий проміжок часу, необхідний для накопичення у поверхні запасу горючої суміші парів гасу з повітрям.
Рідини з Твсп не вище 61 ° С відносяться до легковоспла-мінливим (ЛЗР), понад 61 ° С - до горючих (ГР). Особоопасних називають ЛЗР з температурою спалаху не більше 28 ° С.
Займання - це загоряння супроводжується появою полум'я.
Температурою займання називають температуру горючої речовини, при якій вона виділяє горючі пари і гази з такою швидкістю, що після їх запалювання виникає стійке полум'яне горіння речовини,
Процес займання є початкову стадію горіння
Самозаймання - різке збільшення швидкості екзотерміческіхреакцій, що закінчуються полум'яним горінням.
Температура самозаймання Тсв- найменша температура навколишнього середовища, при якій спостерігається самозаймання речовини.