4.1 Процессы горения

Правильная организация пожарной безопасности, тушение пожаров, условия хранения и применения горючих газов и жидкостей невозможны без понимания основ химических и физических процессов, сопутствующих горению, а также без знания условий, при которых горение переходит в процесс взрыва.

Горение– химическая реакция окисления горючего вещества, при которой выделяется большое количество тепла. Причиной реакции горения является источник зажигания (искровой электрический разряд, горящее или накаленное тело, либо самоокисление, при котором теплонакопление превышает теплоотдачу). Реагирующими веществами являются горючее вещество или смеси и кислород, содержащийся в воздухе. Реакция горения большинства веществ невозможна, если содержание кислорода в воздухе снижается на 14-18%. Некоторые горючие вещества (ацетилен, водород, этилен и др.) способны гореть при содержании кислорода в воздухе до 10 % и менее, это же относится и к взрывчатым веществам, обладающим положительным кислородным балансом. В общем случае горючее вещество и кислород составляютгорючую систему. Различаютоднородную системы, в которых горючее вещество и воздух перемешаны друг с другом (смеси горючих газов или паров с воздухом) инеоднородные системы, в которых горючее вещество и воздух имеют поверхность раздела (нераспыленные жидкости и твердые горючие материалы).

Горение однородных систем называют кинетическим, скорость которого определяется скоростью химической реакции; при определенных условиях кинетическое горение переходит в детонации или носит характер взрыва. Горение неоднородных систем называют диффузионным. Горение, при которой образуются негорючие продукты (сернистый газ, дари вода), называют полным сгоранием.

Неполное сгорание имеет место при затрудненном доступе кислорода воздуха к зоне горения, и при котором образуются продукты неполного сгорания (окись углерода, альдегиды, спирты и др.).

Существуют следующие процессы горения: вспышка, быстрое сгорание горючей смеси без образования сжатых газов; возгорание - возникновение горения под воздействием источника зажигания; воспламенение - возгорание, сопровождающееся возникновением огня; самовоспламенение - явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, вызывающее процесс горения при отсутствии источнике, зажигания (самовозгорание), сопровождающееся появлением пламени.

Одной из основных характеристик горения вещества является температура горения. Различают теоретическую и действительную температуру горения. Теоретической называется температура горения, до которой нагреваются продукты сгорания, при этом предполагается, что все тепло, выделяющееся при горении, идет на нагревание продуктов сгорания. Действительная температура горения составляет 50-70 % от теоретической вследствие рассеивания значительной (до 50 %) части тепла в окружающую среду. Если горючей системе сообщается тепловой импульс, температура которого превышает температуру самовоспламенения вещества, возникает воспламенение (возгорание). Если же горение системы возникает из-за накопления тепла, т.е. если в процессе самоокисления выделяется количество тепла больше, чем его отдается в окружающую среду, возникает самовоспламенение. Температура самовоспламенения - самая низкая температура, при которой скорость окисления горючей системы резко увеличивается и завершается горением в виде пламени.