Теоретические основы горения

ПОЖАРООПАСНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ И ВЕЩЕСТВ

Зона горения - пространство, в котором происходит горение.

Горение - экзотермический процесс, охватывающий окислительно-восстановительные превращения веществ и (или) материалов и характеризуется наличием летучих продуктов и (или) светового излучения. Признаками горения является тепловое, световое, ультрафиолетовое излучение, наличие дыма, ухудшение состава газовой среды и повышение его температуры.

Для возникновения горения необходимо одновременное наличие трех факторов - горючего вещества, окислителя и источника воспламенения.

Источник воспламенения - объект, который выделяет тепловую энергию, достаточную для воспламенения. Возгорание происходит обычно под действием внешнего источника воспламенения, тогда как самостоятельное горение поддерживается за счет теплоты экзотермических процессов.

Различают два вида горения: полное — при достаточном количестве окислителя, и неполное — при недостатке окислителя. Продуктами полного горения является диоксид углерода, вода, азот, серный ангидрид и др. При неполном горении образуются горючие и токсичные продукты (оксид углерода, альдегиды, смолы, спирты и др.). По скорости распространения пламени горение делится на: дефлаграционное (в рамках 2-7 м/с), взрывное (при десятках и даже сотнях метров за секунду) и детонационное (при тысячах метров за секунду).

Смесь горючего вещества и окислителя, способная к самостоятельному горению называется горючей средой. Это среда способна самостоятельно гореть после удаления источника воспламенения. Для полного сгорания необходимо присутствие достаточного количества кислорода, чтобы обеспечить полное превращение вещества в ее насыщенные оксиды. За недостаточного количества воздуха окисляется только часть горючего вещества. Остаток разлагается с выделением большого количества дыма. В этих условиях также образуются токсичные вещества, среди которых наиболее распространен продукт неполного сгорания - оксид углерода (СО), который может привести к отравлению людей. На пожарах, как правило, горение происходит при недостаточном количестве окислителя, что серьезно осложняет пожаротушения вследствие ухудшения видимости или наличия токсичных веществ в воздушной среде.

Следует отметить, что горение некоторых веществ (ацетилена, оксида этилена и др.), способны при разложении выделять большое количество тепла, возможно и при отсутствии окислителя.

Горения может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении - вещества, которые вступают в реакцию окисления имеют одинаковое агрегатное состояние- газо-или парообразное. Если при этом горючее вещество и окислитель не перемешанные, то происходит диффузное горение, при котором процесс горения лимитируется диффузией окислителя через продукты сгорания к горючему веществу. Если начальные вещества находятся в разных агрегатных состояниях и имеющаяся граница деления фаз в горючей системе, то такое горение называется гетерогенным. Пожары, в основном, характеризуются гетерогенным горением.

Во всех случаях для горения характерны три стадии: возникновение, распространение и угасание пламени. Наиболее общими свойствами горения является способность очаге пламени перемещаться по всей горючей смеси путем передачи тепла или диффузии активных частиц из зоны горения в свежую смесь. Отсюда возникает и механизм распространения пламени, соответственно тепловой и диффузионный. Горение, как правило, проводится по комбинированным тепло - диффузионным механизмом.

Согласно ГОСТ 12.1.004-91 (1999) ССБТ. «Пожарная безопасность. Общие требования»:«Пожаровзрывоопасность веществ и материалов - совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения. Следствием горения, в зависимости от его скорости и условий протекания, могут быть пожар (диффузионное горение) или взрыв (дефлаграционное горения предварительно перемешанной смеси горючего и окислителя)».