Вопрос 26. Процесс горения. Виды горения. Причины пожаров на предприятиях связи.

Горением называется химическая реакция окисления вещества, сопровождающаяся выделением тепла и излучением света.

Горение может возникнуть только при одновременном наличии трех условий: присутствии горючего вещества, окислителя и источника (импульса) зажигания. Горючее вещество и окислитель составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию окисления (горения).

Окислителем в процессах горения обычно является газообразный кислород, находящийся в воздухе, но горение может быть и в среде хлора, брома, озона и других окислителей.

Источником зажигания могут быть открытые или светящиеся источники – пламя, раскаленные поверхности, лучистая энергия, искры, а также скрытые (несветящиеся) – трение, удар, адиабатическое сжатие, экзотермическая реакция и т.д. Например, температура пламени спички составляет 750-860 ⁰С, тления сигареты – 700-750 ⁰С, пламени древесной лучины – 850-1000 ⁰С.

В некоторых случаях при горении конденсированных систем (твердых, жидких веществ или их смесей) пламя может и не возникать, т.е. происходит беспламенное горение, или тление.

Во всех случаях для горения характерны три типичных стадии: возникновение, распространение и погасание пламени.

В зависимости от агрегатного состояния горючего и окислителя различают три вида горения:

- гомогенное горение газов и газообразных горючих веществ в среде газообразного окислителя (такое горение может представлять собой взрыв или детонацию) – исходные вещества и продукты горения находятся в одинаковом агрегатном состоянии;

- гетерогенное горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя – исходные вещества, например твердое или жидкое горючее и газообразный окислитель, находятся в разных агрегатных состояниях (горение угля, металлов, сжигание жидких топлив в топках, двигателях внутреннего сгорания и т.д.);

- горение взрывчатых веществ и порохов – сопровождается переходом вещества из конденсированного в газовое состояние.

Движение пламени по газовой смеси называется распространением пламени. В зависимости от скорости распространения пламени горение может быть:

- диффузионным (несколько метров в секунду) – все пожары представляют собой диффузионное горение;

- дефлаграционным или взрывным (десятки и сотни метров в секунду);

- детонационным (тысячи метров в секунду).

Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов.

1) Вспышка – это быстрое сгорание горючей смеси при внесении в нее источника зажигания, не сопровождающееся образованием сжатых газов. Тепловая энергия, выделяющаяся в процессе вспышки, оказывается недостаточной для поддержания дальнейшего процесса горения.

2) Взрыв – мгновенное химическое превращение, характеризующееся выделением энергии и образование сжатых газов, способных производить механическую работу. При взрывах выделяется большое количество газа. Газы, нагреваясь до высокой температуры, расширяются в объеме и давят с большой силой на стены зданий или сосудов, в которых происходит взрыв. Температура при взрыве достигает 1500-2000^оС, а скорость распространения взрывной волны – несколько сотен метров в секунду. Поэтому взрывы ведут к большим разрушениям.

3) Возгорание – возникновение горения вод воздействием источника зажигания.

4)Воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени. Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение.

5)Самовозгорание – процесс загорания горючего вещества в результате воздействия тепловых, химических или микробиологических процессов. Вещества нагреваются в результате действия тепла, поступающего из вне, выделяющегося при химических реакциях, а также в результате деятельности микроорганизмов. Этот процесс возможен лишь при тепловыделении, превышающем теплоотдачу в окружающую среду.

Самовозгоранию подвержены большей частью вещества органического происхождения (торф, опилки, промасленная ветошь и др.). При неправильной организации хранения таких материалов (в плохо вентилируемых помещениях, штабелях или просто навалом) создаются условия, при которых происходит саморазогрев и самовозгорание этих веществ.

6) Самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени, называется самовоспламенением. Самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости горения, называется   температурой самовоспламенения.

Горючие вещества в смеси с окислителем способны воспламеняться, если концентрация в них газов, паров и пыли находится в определенных пределах, называемых областью воспламенения. Нижним концентрационным пределом воспламенения называется наименьшая концентрация горючего вещества, при котором происходит возгорание. Максимальная концентрация горючего вещества, при которой возможно воспламенение, называется верхним концентрационным пределом воспламенения. Если содержание горючих веществ в смеси меньше нижнего или больше верхнего концентрационного предела воспламенения, то горения не происходит.

Учащению пожаров в общественных зданиях и сооружениях, а также в жилых помещениях способствует широкое использование в быту электроэнергии, радиоэлектроники и телевидения. Основными причинами пожаров являются:

- причины неэлектрического характера: халатное и неосторожное обращение с огнем (курение, оставление без присмотра нагревательных приборов, разогрев деталей открытым огнем, и т.п.); неисправность отопительных и вентиляционных систем (котельных, отопительных приборов, печей и др.); неисправность производственного оборудования, нарушение технологических процессов (выделение горючих газов, пыли); самовоспламенение или самовозгорание некоторых веществ и материалов при нарушении правил их хранения и использования;

- различные причины электрического характера: искрение в электрических аппаратах и машинах; токи коротких замыканий и значительные перегрузки проводов и обмоток электрических устройств, вызывающие их нагрев до высокой температуры; плохие контакты в местах соединения проводов, приводящие к увеличению переходного сопротивления, на котором выделяется большое количество тепла; электрическая дуга, возникающая во время дуговой электрической сварки или в результате ошибочных операций в электроустановках; электростатические разряды и удары молний и т.п.

Причинами возникновения пожаров на предприятиях связи являются неправильное устройство или неисправное состояние нагревательных приборов, электроустановок, неосторожное обращение с легковоспламеняющимися жидкостями, нарушение правил проведения сварочных работ, нарушение пожарного режима (неосторожное обращение с огнем, курение в недозволенных местах). Многие пожары возникают от самовозгорания веществ, действия статического электричества и по другим причинам.