Лекция 2. Процесс развития пожара

План

2. Горение веществ и материалов.

3. Развитие процесса горения при пожаре.

4. Опасные факторы пожара, воздействующие на людей.

 

Условия необходимые для возникновения горения. Горением называют химическую реакцию окисления, сопровождающуюся выделением большого количества тепла и обычно свечением.

В зависимости от скорости протекания реакции окисления различают:

- тление – медленное горение; этот процесс происходит при недостаточном количестве кислорода в воздухе (менее 10%) или при наличии особых свойств горючего вещества (световое и тепловое излучение в процессе тления незначительны);

- собственно горение – этот процесс сопровождается образованием ярко выраженного пламени и значительным тепловым и световым излучением (для развития собственного горения необходимо, чтобы содержание кислорода в воздухе составляло не менее 16-18 %;

- взрыв – мгновенная реакция окисления с выделением огромного количества теплоты и света (давление газов в момент взрыва возрастает во много раз, температура достигает 1500÷2000^оС, скорость распространения взрывной волны может доходить до сотен м/с).

 В целом процесс горения твердых, жидких и газообразных веществ сравнительно одинаков и состоит в основном из трех стадий: окисления, самовоспламенения и горения.  

Процесс горения (и, соответственно, развитие цепной реакции при пожаре) возможен только при одновременном  наличии трех факторов:

- горючего вещества, которое будет испаряться и гореть;

- достаточного количества окислителя (например, кислорода, находящегося в воздухе. Но некоторые материалы способны гореть и без кислорода, например,  фосфор горит в присутствии брома, медь – в парах серы, а алюминиево-магниевые сплавы – в углекислом газе);

- источника тепла (зажигания), повышающего температуру горючего вещества до значений, при которых возможно начало реакции горения.

При отсутствии хотя бы одного из этих факторов пожар начаться не может. Соответственно, если во время пожара удается один из факторов исключить – пожар прекращается.

 Горение веществ и материалов. В зависимости от источника возникновения горения его подразделяют на: воспламенение, самовоспламенение, возгорание.

Воспламенение - это начальный момент процесса горения горючего вещества под воздействием открытого источника горения. Наименьшую температуру, при которой горючее вещество начинает устойчиво гореть под воздействием открытого источника огня, называют температурой воспламенения. Процесс воспламенения пространственно ограничен частью объема горючего вещества. Температура воспламенения бумаги – 184⁰С, древесины – 250⁰С, каменного угля – 400⁰С, серы – 260⁰С, фосфора – 240⁰С, целлулоида – 140-160⁰С, сена – 172⁰С.

Самовоспламенение - это процесс горения, возникающий в горючем веществе без воздействия открытого источника огня. Самовоспламенение характеризуется температурой самовоспламенения – это наименьшая температура, при которой горючее вещество в присутствии кислорода воздуха способно воспламеняться. При этой температуре происходит самонагревание вещества уже без участия внешнего источника тепла, а лишь за счет процесс самоокисления, в результате развития которого тепловыделение все более и более будет превышать теплоотдачу во внешнюю среду. Температура самовоспламенения  бензина -  240-500⁰С, ацетона – 500-700⁰С, этилового спирта – 400-600⁰С, древесины – 250-350⁰С, каменного угля – 400-500⁰С.

Физическая сущность процесса воспламенения и самовоспламенения в основном одинакова. Отличие между ними заключается лишь в том, что процесс воспламенения пространственно ограничен частью объема горючего вещества, в то время как процесс самовоспламенения происходит во всем объеме.

Исходя из температур самовоспламенения, различают горючие вещества, имеющие температуру выше температуры окружающей среды, и горючие вещества, имеющие температуру самовоспламенения ниже температуры окружающей среды. Такие вещества представляют собой большую пожарную опасность, так как они могут загораться без внесения тепла и нагрева их извне. Такие вещества называются самовозгорающимися веществами, т.е. веществами (материал, смесь), склонными к самовозгоранию в естественных условиях хранения. Процесс возникновения горения в этом случае называют самовозгоранием. Самовозгорание – это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества в отсутствии источника зажигания.  Самонагревание, а затем и самовозгорание вызываются   биологическими, физическими и  химическими процессами.

Самовозгорающиеся вещества подразделяются на четыре группы: способные самовозгораться от воздействия кислорода воздуха при комнатной температуре без получения тепла извне (растительные масла, животные жиры, бурые и каменные угли, обтирочные концы, древесные опилки, пакли, хлопок и т.п. пропитанные этими жирами и маслами); способные самовозгораться при контакте с воздухом, имеющими повышенную температуру (пироксилиновый и нитроглицериновый пороха, некоторые целлюлозные материалы и т.п.); способные самовозгораться при контакте с водой (карбид кальция, металлический калий и натрий, фосфористый кальций и натрий и др.); вещества, вызывающие самовозгорание горючих материалов, с которыми они соприкасаются (кислоты, искусственные удобрения, ангидриды кислот и перекиси, а также хлор).

Все пожароопасные жидкости подразделяют на легковоспламеняющиеся и горючие. Легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки до 28^оС относят к особо опасной группе, в которую входят: ацетон, метиловый спирт, сырая нефть, толуол, этиловый спирт, бензин и эфиры. Легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки от 28 до 45^оС относят к опасной группе. В эту группу жидкостей входят: бутиловый спирт, ксилол, скипидар, уайт-спирит, уксусная кислота, керосин и др.  К этой же группе относят и горючие жидкости с температурой вспышки от 45 до 120^оС такие, как мазут, моторное топливо, смолы, креозот. Группу менее опасных веществ составляют горючие жидкости с температурой вспышки выше 120^оС: минеральные масла, нефтяные битумы и др.