Охрана труда

Классификация

Виды горения классифицируются по разным признакам. Например, определение типа процесса зависит от скорости, с которой двигается смесь горения. Такое различие позволяет выделять медленные (дефлаграцию) и детонационные виды горения. Волны первого вида способны распространяться с дозвуковой скоростью, а химическая реакция поддерживается при помощи нагрева реагентов, которые образуют ударную волну. Нагревание, в свою очередь, отвечает за движение волны от источника (ее распространение). Медленное горение бывает ламинарным и турбулентным. Детонация всегда происходит в турбулентной форме. Виды горения газов, твердых веществ и жидкостей могут обладать некоторыми особенностями протекания процесса. Однако это не является важным фактором, определяющим условия их классификации.

Что такое горение и его продукт?

Бесконечно можно смотреть на три вещи: как течет вода, как работают другие люди и, конечно, как горит огонь…

Горение – это физико-химический процесс, основой которого является окислительно-восстановительная реакция. Сопровождается она, как правило, выбросом энергии в виде огня, тепла и света. В этом процессе принимают участие вещество или смесь веществ, которые горят, – восстановители, а также окислитель. Чаще всего эта роль принадлежит кислороду

Горение также можно назвать процессом окисления горящих веществ (важно помнить, что горение – подвид реакций окисления, а не наоборот)

Продукты горения – это все то, что выделяется во время сжигания. Химики в таких случаях говорят: «Все, что находится в правой части уравнения реакции». Но это выражение неприменимо в нашем случае, так как, кроме окислительно-восстановительного процесса, происходят также и реакции разложения, а некоторые вещества просто остаются неизменными. То есть продуктами горения являются дым, зола, копоть, выделяемые газы, в том числе и выхлопные. Но особым продуктом является, конечно, энергия, которая, как отмечено в прошлом абзаце, выбрасывается в виде тепла, света, огня.

Отравление

Некоторые вещества, выбрасываемые в атмосферу при окислении горючего, токсичны. Отравление продуктами горения – вполне реальная угроза не только при пожаре, но и в автомобиле. Кроме того, вдыхание или другой способ попадания некоторых из них не приводит к мгновенному негативному результату, а напомнит об этом через некоторое время. К примеру, так ведут себя канцерогены.

Естественно, каждому нужно знать правила, предотвращающие негативные последствия. В первую очередь, это правила противопожарной безопасности, то есть то, что каждому ребенку рассказывают с самого раннего детства. Но, почему-то, часто бывает, что и взрослые, и дети просто забывают их.

Правила оказания первой помощи при отравлении многим тоже, скорее всего, знакомы. Но на всякий случай: самое главное, вынести отравившегося человека на свежий воздух, то есть отгородить от дальнейшего попадания токсинов в его организм. Но и нужно помнить, что существуют методы защиты от продуктов горения органов дыхания, поверхности тела. Это защитный костюм пожарных, противогазы, кислородные маски.

Защита от токсичных продуктов горения очень важна.

Разновидности горения и их характеристики. Полное и не полное горение. Гомогенное и гетерогенное горение.

Стехиометрический
состав горючей смеси

– это такое минимально соотношение
горючего и окислителя в горючей системе,
необходимое для полного горения с
образованием продуктов неспособных к
дальнейшему горению.

Горючая смесь
бывает:

— богатая, избыток
горючего, коэффициент расхода воздуха
(а) составляет <1 и наблюдается неполное
горение;

— бедная, избыток
окислителя, а >1.

Горение
может быть:


организованное
,
происходит в реакционном или топочном
пространстве техногенных устройств;

неорганизованное,
протекает вне специальных устройств;

полное
— такое горение, при котором в конце
реакции не остается веществ, способных
участвовать в дальнейшем горении;

неполное,
когда продукты, образованные в процессе
горения используются повторно.

гетерогенное
горение

это горение твердых и жидких веществ
(происходит по стадиям), где горючее и
окислитель находятся в разных агрегатных
состояниях.

Жидкое топливо:

    1. Нагревание и
      испарение горючего, т.е. парообразование.

    2. Смешение пара с
      воздухом.

    3. Нагревание,
      воспламенение и горение паровоздушной
      смеси

Твёрдое топливо
горит в 3 стадии:

        1. Нагревание
          твёрдого топлива с выделением летучих
          веществ и образованием коксового
          осадка.

        2. Образование
          смеси летучих компонентов с воздухом,
          нагревание, воспламенение, горение
          смеси.

        3. Нагревание,
          воспламенение и горение коксового
          остатка.

гомогенное
горение

представляет собой горение газа
(происходит по стадиям), где горючее и
окислитель находятся в одном одинаковом
газообразном состоянии.

1) Образование
горючей смеси (смеси топлива и воздуха).

2) Нагревание,
воспламенение и горение горючей смеси.

Цианистый водород

Цианистый калий – сильнейший яд – соль синильной кислоты, также известной как цианистый водород – HCN. Это бесцветная жидкость, но очень летучая (легко переходящая в газообразное состояние). То есть при горении она тоже будет выделяться в атмосферу в виде газа. Синильная кислота очень ядовита, даже небольшая – 0,01 процент – концентрация в воздухе приводит к летальному исходу. Отличительной чертой кислоты является характерный запах горького миндаля. Аппетитно, не правда ли?

Но синильной кислоте присуща одна «изюминка» – отравиться ей можно, не только вдыхая непосредственно органами дыхания, но и через кожу. Так что защититься только противогазом не получится.

1.3 Виды процесса возникновения горения

Вспышка— быстрое (практически мгновенное)
сгорание горючих смесей, не сопровождающиеся
образованием сжатых газов.

Возгорание-возникновение
горения под воздействием источника
зажигания (сttвоспламенения или самовозгорания)

Воспламенение— возгорание, сопровождающееся появлением
пламени.

Самовозгорание— резкое увеличение скорости экзотермических
реакций, приводящих к горению вещества
(смеси) при отсутствии источника
зажигания. Это может происходить и при
температуре окружающей средытемпературы воспламенения. Такая
возможность обусловлена склонностью
веществ к окислению и условиями
аккумуляции в них теплоты, выделяющейся
при окислении. Таким образом, при
самовозгорании имеется как бы внутренний
импульс.

В
зависимости от импульса процессы
самовозгорания делятся на:

  1. тепловые,

  2. микробиологические,

  3. химические.

Тепловоесамовозгорание/самовоспламенение
происходит в результате продолжительного
действия незначительного источника
тепла. При этом вещества разлагаются,
адсорбируются и в результате действия
окислительных процессов самовозгораются.
Так приt100С к самовозгоранию
склонны древесные опилки, ДВП, паркет.

Химическоесамовозгорание/самовоспламенение
происходит от воздействия на вещества
кислорода воздуха, воды или от
взаимодействия веществ. (Пожары от
самовозгорания промасленной ветоши,
спецодежды, ваты, а иногда даже
металлических стружек).

О
склонности масла или жира к самовозгоранию
можно судить по его йодному числу
(количество I2,
поглощенное 100 г испытываемого масла
или жира).

Чем
выше йодное число, тем ниже температура
самовозгорания, тем опаснее вещество.

Микробиологическоесамовозгорание — при соответственной
влажности и температуре в растительных
продуктах при интенсификации
жизнедеятельности организмов (образуется
грибок — так называемый паутинный глет),
которое вызывает повышение температуры.

(Для
предотвращения — регулярный контроль
температуры и влажности, ограничение
влажности и температуры

Самовоспламенение— самовозгорание, сопровождающееся
появлением пламени.

Взрыв— чрезвычайно быстрое химическое
превращение, сопровождающееся выделением
энергии и сжатых газов, способных
производить работу.

Детонация— передача теплоты от слоя к слою
происходит за счет распространения
ударной волны.

При
оценке пожарной опасности веществ
необходимо учитывать их агрегатное
состояние.

Поскольку
горение идет обычно в газовой среде, в
качестве показателей пожарной безопасности
(ПБ) необходимо учитывать условия, при
которых образуется достаточное для
горения количество газообразных
продуктов.

Факторы распространения пожара

Распространение пожара может осуществляться 2-мя способами:

  • Линейно. То есть огонь перемещается по материалам, способным гореть, в определенном направлении или по всей поверхности.
  • Объемно. В этом случае после возгорания появляются новые очаги пожара в разных направлениях и плоскостях. Этот формат характеризует большая скорость перемещения пламени, в сравнении с линейным способом.

Конфигурация пожара может быть самой замысловатой. Форма зависит от направления распространения пожара и скорости. Это может быть круговая, эллипсоидальная, угловая или иная система.

Тушение пожара на нефтяном месторождении

Пепел, зола, копоть, сажа, уголь

Копоть, или сажа – остатки углерода, который не вступил в реакцию, по разным причинам. Сажу называют также амфотерным углеродом.

Зола, или пепел – мелкие частицы неорганических солей, не сгоревших или не разложившихся при температуре горения. При выгорании топлива эти микросоединения переходят во взвешенное состояние или скапливаются внизу.

А уголь – это продукт неполного сгорания дерева, то есть не сгоревшие его остатки, но при этом еще способные гореть.

Конечно, это далеко не все соединения, которые выделятся при сгорании тех или иных веществ. Перечислить их всех нереально, да и не нужно, потому что другие вещества выделяются в ничтожно малых количествах, и только при окислении определенных соединений.

Классификация огнетушащих средств

Основы прекращения горения на пожаре под огнетушащими веществами понимает те составы и средства, которые способны воздействовать на химическую реакцию интенсивного окисления и прекращать пожар. Их классифицируют по доминирующему принципу действия:

  • Охладители. Преимущественно это теплоемкие жидкости, такие как вода. Так же активно используется диоксид углерода в твердом виде. Вещества, попадая в очаг пожара, отнимают большое количество тепла у термодинамической системы. Кроме этого, охладители меняют агрегатное состояние. Так вода трансформируется в пар, увеличиваясь в объеме в тысячи раз, вытесняет воздух и разбавляет концентрацию горючих веществ.
  • Разбавители. Эти составы работают на то, чтобы снизить концентрацию горючих веществ, тем самым снизить интенсивность возгорания или полностью купировать его. Так, процессы сжигания уменьшаются, меньше выделяется тепло и снижается газообмен. Одним из лучших разбавителей в этом случае является так же вода. Так же широко используется углекислота. Практика показывает, что большинство горючих материалов прекращают гореть при снижении концентрации в среднем до 15%.
  • Изоляторы. На сегодняшний день чаще всего в качестве изоляционных составов используется два вида пены: воздушно-механическая и химическая. При небольших возгораниях используются плотные ткани, войлок и прочее. И в этой группе средств эффективно показывает себя вода, которая создает на поверхности тонкий изолирующий слой.
  • Ингибиторы. Эти материалы обеспечивают прекращение цепной реакции сгорания. По меньшей мере, они обеспечивают ее торможение. Это эффективный метод, при небольших расходах, можно оперативно потушить серьезные возгорания. Но следует помнить о токсичности некоторых составов. Например, порошковые ингибиторы, которые подают из аэрозольных баллонов, не оседают на поверхности, а формируют облако. Преимущественно используются составы на основе фтора и брома.

Воздействие на пожар диоксидом углерода

Объем

Теперь поговорим про те вещи, про которые нельзя забывать, говоря о продуктах, выбрасываемых при сгорании.

Объем продуктов горения – важная и очень полезная информация, которая, например, поможет определить уровень опасности сгорания того или иного вещества. То есть, зная объем продуктов, можно определить количество вредных соединений, входящих в состав выделившихся газов (как вы помните, большинство продуктов – газы).

Чтобы рассчитать искомый объем, в первую очередь нужно знать, был ли избыток или недостаток окислителя. Если, допустим, кислород содержался в избытке, то вся работа сводится к тому, чтобы составить все уравнения реакции. Следует помнить, что топливо, в большинстве случаев, содержит примеси. После высчитывается по закону сохранения массы количество вещества всех продуктов горения и, учитывая температуру и давление, по формуле Менделеева-Клапейрона, находится сам объем. Конечно, для ничего не смыслящего в химии человека все выше перечисленное выглядит страшно, но на самом деле ничего трудного нет, надо только разобраться. Подробнее на этом останавливаться не стоит, так как статья не об этом. При недостатке кислорода увеличивается сложность расчета – меняются уравнения реакций и сами продукты горения. Кроме того, сейчас используются более сокращенные формулы, но для начала лучше считать представленным способом (если это требуется), чтобы понять смысл вычислений.

Что такое пожарный тетраэдр

Пожарный треугольник не описывает в полной мере процесс горения.

В нем не учитывается возникающая цепная реакция, которая заключается в следующем:

  • высокая температура, образующаяся при горении, воспламеняет пары, появляющиеся при сжигании топлива;
  • газообразные вещества загораются и выделяют теплоту, которая зажигает пары;
  • процесс нарастает лавинообразно, усиливая интенсивность пламени;
  • через некоторое время количество газообразных веществ в атмосфере стабилизируется, и наступает устойчивый пожар;
  • когда заканчивается топливо, окисляется меньше продуктов, снижается количество горящих паров, падает температура, огонь начинает затухать.


Пожарный треугольник.

Это описание показывает, что именно цепная реакция поддерживает пламя в очаге возго-рания. Для наглядности и был создан пожарный тетраэдр.

Это пространственная фигура, состоящая из четырех плоских равносторонних треуголь-ников. Три грани – это топливо, окислитель и источник зажигания.

Четвертая сторона, на которую опираются остальные – цепная реакция горения.

Способы прекращения огня.

Сторона тетраэдра Метод устранения
Топливо (горючие составляющие) Удалить из зоны поражения (трактор, багор для твердых материалов).

Разбавить водой (используя гидрант).

Окислитель (катализатор огня) Перекрыть доступ при помощи огнетушащих веществ (порошковое, водоэмульсионное, углекислотное устройство).
Источник зажигания Снизить температуру, охладить (хладоновые, углекислотные средства, вода).
Цепная реакция Прерывается любым из способов, перечисленных выше.

Использование мобильных и стационарных средств

Существуют основные способы прекращения горения и дополнительные. Какие методы нужно применить, сколько и в каких объемах зависит от особенностей объекта, например одноэтажный дом или многоэтажное сооружение, типа горючих материалов и масштабов возгорания. Методические рекомендации разработаны различными нормативными актами и законодательными нормами. Основные положения начинают преподавать уже в школе, на занятиях БЖД

Важно не только правильно выбрать огнетушащие вещества, но и использовать адекватные средства пожаротушения. Они должны быть предусмотрены на всех объектах, особенно на взрывоопасных производствах и площадка, где материалы склонны к самовозгоранию. Перечень средств классифицируется на такие группы:

Перечень средств классифицируется на такие группы:

  • спецтехника;
  • подручный инструментарий, такой как огнетушитель;
  • автоматические системы с подключением к пункту охраны;
  • системы оповещения;
  • установки для тушения;
  • спасательные средства.

Галоидированные углеводороды

Принципиально все средства пожаротушения подразделяются на два типа:

  • Стационарные. Назначение установок определяется огнетушащим веществом. А его выбор зависит от специфики объекта. Установки различаются по принципу тушения, они бывают четырех типов: поверхностные, объемные, локально-поверхностные и локально-объемные. Оборудование рассчитано на на ранней стадии возгорания. Установки могут приводиться в действие механически, автоматически и дистанционно. Оборудование состоит из трубопроводов, средств подачи составов, чувствительных приборов, запорной арматуры и модуля управления. Средства должны постоянно находиться в рабочем состоянии, то есть подлежат регулярным проверкам.
  • Мобильные. Это средства, которые перемещаются на пожар самостоятельно. Это автомобили, вертолеты, железнодорожные составы и водные суда. Их классификация определена в Техническом регламенте. Самый простейший вид данной техники – это мотопомпа. Она состоит из мотора и насоса, но использовать ее можно в самых различных целях: для подачи жидкости к огню, для орошения, для откачки воды из цокольных и подвальных этажей, для ирригации.

Огнетушащие вещества в лафетных установках

Сернистый газ, сероводород

Сернистый газ также является оксидом, но на этот раз серы – SO2. Он имеет большое количество названий: двуокись серы, диоксид серы, сернистый ангидрид, оксид серы (IV). Представляет собой этот продукт горения бесцветный газ, с резким запахом подожженной спички (он при ее возгорании и выделяется). Выделяется ангидрид при горении серы, серосодержащих органических и неорганических соединений, например, сероводорода (Н2S).

При попадании на слизистую глаз, носа или рта человека двуокись легко реагирует с водой, образуя сернистую кислоту, которая легко разлагается обратно, но при этом успевает раздражать рецепторы, спровоцировать воспалительные процессы дыхательных путей: H2O+SO2⇆H2SO3. Этим обусловлена токсичность продукта горения серы. Сернистый газ, так же как и угарный, может гореть – окисляться до SO3. Но происходит это при очень высокой температуре. Данное свойство используется при производстве серной кислоты на заводе, так как SO3 реагирует с водой, образует H2SO4.

А вот сероводород выделяется при термическом разложении некоторых соединений. Этот газ также ядовит, имеет характерный запах тухлых яиц.

Меры предупреждения возгорания

В качестве основных противопожарных мероприятий можно выделить:

  • Оборудование производственных, складских, социальных, культурных объектов системами автоматического пожаротушения. Помещения, где велика вероятность возгорания или взрыва из-за превышения горючих веществ в атмосфере, необходимо оборудовать установками газового пожаротушения для снижения содержания окислителя в воздухе.
  • Соблюдение ППБ в цехах и на складах высокой взрывопожароопасности. Минимизирование пожарной нагрузки таких помещений за счет обеспечения обособленных систем хранения топлива (горючих веществ).
  • Ограничение зон источников зажигания путем выделения отдельных пространств для проведения работ открытым огнем, устройства специальных комнат для курения.

Итак, пожарный треугольник иллюстрирует схему возникновения возгорания. Три его составляющие приводят в действие цепную реакцию, из-за которой разрастается пламя. Основная задача спасательных расчетов – купировать любой компонент треугольника и остановить развитие огня.

Детальная информация видна на видео:

Треугольник огня - пожарная безопасностьТреугольник огня — пожарная безопасность

1.3 Виды процесса возникновения горения

Вспышка— быстрое (практически мгновенное)
сгорание горючих смесей, не сопровождающиеся
образованием сжатых газов.

Возгорание-возникновение
горения под воздействием источника
зажигания (сttвоспламенения или самовозгорания)

Воспламенение— возгорание, сопровождающееся появлением
пламени.

Самовозгорание— резкое увеличение скорости экзотермических
реакций, приводящих к горению вещества
(смеси) при отсутствии источника
зажигания. Это может происходить и при
температуре окружающей средытемпературы воспламенения. Такая
возможность обусловлена склонностью
веществ к окислению и условиями
аккумуляции в них теплоты, выделяющейся
при окислении. Таким образом, при
самовозгорании имеется как бы внутренний
импульс.

В
зависимости от импульса процессы
самовозгорания делятся на:

  1. тепловые,

  2. микробиологические,

  3. химические.

Тепловоесамовозгорание/самовоспламенение
происходит в результате продолжительного
действия незначительного источника
тепла. При этом вещества разлагаются,
адсорбируются и в результате действия
окислительных процессов самовозгораются.
Так приt100С к самовозгоранию
склонны древесные опилки, ДВП, паркет.

Химическоесамовозгорание/самовоспламенение
происходит от воздействия на вещества
кислорода воздуха, воды или от
взаимодействия веществ. (Пожары от
самовозгорания промасленной ветоши,
спецодежды, ваты, а иногда даже
металлических стружек).

О
склонности масла или жира к самовозгоранию
можно судить по его йодному числу
(количество I2,
поглощенное 100 г испытываемого масла
или жира).

Чем
выше йодное число, тем ниже температура
самовозгорания, тем опаснее вещество.

Микробиологическоесамовозгорание — при соответственной
влажности и температуре в растительных
продуктах при интенсификации
жизнедеятельности организмов (образуется
грибок — так называемый паутинный глет),
которое вызывает повышение температуры.

(Для
предотвращения — регулярный контроль
температуры и влажности, ограничение
влажности и температуры

Самовоспламенение— самовозгорание, сопровождающееся
появлением пламени.

Взрыв— чрезвычайно быстрое химическое
превращение, сопровождающееся выделением
энергии и сжатых газов, способных
производить работу.

Детонация— передача теплоты от слоя к слою
происходит за счет распространения
ударной волны.

При
оценке пожарной опасности веществ
необходимо учитывать их агрегатное
состояние.

Поскольку
горение идет обычно в газовой среде, в
качестве показателей пожарной безопасности
(ПБ) необходимо учитывать условия, при
которых образуется достаточное для
горения количество газообразных
продуктов.

Стадии горения

Стадии пожара формируются в результате разгорающегося пламени. То есть все зависит от интенсивности его распространения. Понятно, что в самом начале и в конце, когда уже горючие материалы на исходе выгорания, интенсивность пламени падает. Но все по порядку. Итак, по стадиям (уровням) пожар разделяется на следующие группы:

  1. Начальная стадия. Это когда горения только начинается, оно постепенно охватывает всю поверхность горючих материалов, которые специалисты в данном случае называют горючей нагрузкой. Можно ликвидировать огнетушителем.
  2. Стадия развития пожара. Это период от момента полного охвата пламенем горючих материалов до стандартной скорости их выгорания.
  3. Развитая стадия. Интенсивность максимальная.
  4. Затухание. Происходит падение скорости выгорания горючих веществ до исходной температуры (в данном случае имеется в виду температура среднеобъемная, то есть средняя в разных местах).

Начальная стадия пожара

Есть еще два показателя, которыми апеллируют представители пожарной охраны. Это:

  • Скорость развития возгорания. Здесь несколько параметров: распространение огня, рост горящих площадей, рост периметра, фронта.
  • Время, которое означает развитие пожара свободного типа. Это временной период от начала загорания до прибытия на место средств пожаротушения.

В основе любого пожара лежат его характеристики. Именно они помогают спрогнозировать степень возгорания, а также его развитие. А значит, появляется возможность правильно рассчитать ущерб от него и мероприятия для снижения последствий.

Другие факторы возникновения пожара

На появление возгорания и скорость его распространения имеет влияние и сочетание значений параметров тетраэдра.

Во-первых, для легковоспламеняющихся веществ нужно выделение гораздо меньшего количества энергии. Например, в сухую жаркую погоду для того, чтобы вспыхнула трава, достаточно непогашенного окурка сигареты. А в производственном помещении с низкой влажностью пыль может вспыхнуть от фрикционной или электрической искры.


Во-вторых, активное движение воздуха содействует доступу окислителя к месту пожара, что способствует усилению цепной реакции в очаге возгорания.

Например, костер без доступа воздуха тлеет. Для того чтобы появилось пламя, необходимо создать дополнительный обдув.

С другой стороны, низкая температура окружающей среды (зимой, в холодильных установках), высокая влажность (во время дождя) препятствуют возникновению пожара.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий