Сульфіди

Крім промаслених матеріалів і вугілля, до самонагрівання схильні деякі сульфіди. Найбільш поширені з них сульфіди заліза. Сульфіди заліза здатні реагувати з киснем повітря при звичайній температурі. Наприклад, пірит (сірчаний колчедан) реагує із сухим киснем

Крім того, що їх добувають, сульфіди заліза утворюються на стінках ємностей та трубопроводів, коли технологічні розчини та гази містять сірководень (Н₂S) або його солі. Залізо може реагувати із сірководнем

Білий фосфор, особливо в тонкому шарі, інтенсивно окислюється при звичайній температурі приміщень. Окиснення супроводжується самонагріванням і займанням з утворенням білого диму п’ятиоксиду фосфору

Типові метали теж легко реагують з киснем. Рубідій і цезій окиснюються настільки швидко, що займаються на повітрі, навіть коли вони у великих шматках. В інших металах, якщо вони не подрібнені, тепло окислення встигає відводитися. Але, коли поверхня велика і реакція іде на великій площині одночасно, тепла виділяється більше, ніж відводиться і починається самонагрівання.

Мікробіологічним називається самозаймання в результаті самонагрівання, яке спричинене життєдіяльністю мікроорганізмів в масі речовини (матеріалу, суміші).

Особливо здатні до мікробіологічного самозаймання вологі рослинні матеріали: торф, недосушене сіно, старе листя, хлопок, тирса.

Причиною самозаймання в цьому випадку стають біологічні і хімічні процеси, які лежать в основі життєдіяльності мікроорганізмів. Мікроорганізми, що завжди присутні в атмосфері, опинившись в придатному середовищі,починають розмножуватися.

Обвуглення - це процес, при якому речовина губить невуглецеві складові частини своєї молекули. Наприклад, цукроподібні речовини (вуглеводи) лишаються без молекул води.

Хімічним називається самозаймання в результаті самонагрівання, що виникло під дією хімічної взаємодії речовин.

При контакті з водою лужних металів і їх гідридів утворюється гідроксид металу і виділяється водень. Так як реакція екзотермічна, водень займається

Карбіди металів реагують з водою з виділенням в-основному ацетилену; і теж екзотермічно

Карбіди лужних металів при контакті з водою вибухають

Негашене вапно (СаО) при взаємодії з водою горючих газів не виділяє

Але, якщо води небагато, то СаО розігрівається аж до свічення. В цей момент він здатен стати джерелом запалювання якоїсь горючої суміші

До активних відновників належать спирти, цукор, гліцерин і інші. До сильних окисників - стиснений кисень, галогени, нітратна кислота, пероксиди натрію та барію, хромовий ангідрид, перманганат калію, діоксид свинцю, селітри - солі азотної кислоти, хлорати, перхлорати, хлорне вапно і інше.

При контакті з відновниками окисники викликають самоспалахування останніх.

Гліцерин, перемішаний із сухою марганцівкою самоспалахує за декілька секунд

Суть примусового спалахування полягає у первинності зовнішнього джерела запалювання.

Від джерела нагрівається невелика частка горючої суміші, чи речовини. Основна частина об’єму при цьому лишається холодною.

Різниця двох цих видів спалахування зводиться до двох моментів.

Перше. При самоспалахуванні уся суміш розігрівається рівномірно. До температури самоспалахування суміш доводиться поступово. Процес горіння може виникнути з однаковою вірогідністю у будь-якій точці об’єму, або навіть по всьому об’єму одночасно.

У випадку запалювання до температури спалахування швидко нагрівається тільки незначна частина суміші. Уся ж маса цієї суміші в момент запалювання може лишатися відносно холодною.

Друге. При самоспалахуванні процес самоприскорення розвивається відносно повільно, період індукції має значну величину.При запалюванні процес займання і спалахування іде значно скоріше. Розігрів суміші від зовнішнього джерела відбувається локально, але значно енергійніше і до більш високої температури. Індукційний період майже відсутній.

При примусовому запалюванні питома поверхня тепловідведення значно вища, ніж при самоспалахуванні. Температура джерела запалювання повинна бути вищою ніж температура самоспалахування суміші.

Примусовим спалахуванням, або просто спалахуванням, називається початок горіння під впливом джерела запалювання.

Запалювання м називається процес ініціювання початку горіння.

Тепловатеоріяспалахування

Чим більший діаметр кульок, тим при нижчій температурі спалахує суміш

При якомусь дуже малому розмірі кульок, температура самоспалахування стає настільки великою, що кульку до такої температури розпекти просто неможливо.

Т еорія Я. Б. Зельдовича пояснює процес спалахування суміші при запалюванні нагрітим тілом.

Варіант А: маємо негорючу суміш; це може бути, наприклад, азот, або суміш азоту з повітрям.Варіант Б: горюча суміш, тобто суміш горючого газу з повітрям або киснем або іншим окислювачем, наприклад з хлором.

Теорія розглядає не усю суміш, а вузьку смугу біля стінки товщиною d. Ця смуга вважається значно меншою, ніж відстань до будь-якої реальної точки суміші, наприклад точки y_i. Тобто d << y_i

У такому випадку середній градієнт температури між гарячою стінкою і будь-якою реальною точкою в суміші можна виразити як , а тепловий потік від стінки до цієї точки як

q_г = ,, де

l - теплопровідність газової суміші.Розв’язуючи це рівняння для граничних умов:

y=0 T=T_ст та y=y_i=l T=T_i=T₀, Д. А. Франк-Каменецький повинен був зробити деякі наближені перетворення. Вираз, який він отримав для критичних умов, має наближений характер

Запалювання горючих сумішей іскрами, що виникли від удару або тертя можна розглядати як запалювання нагрітою поверхнею і тільки нею.

Чим менша площа поверхні джерела запалювання, тим, для забезпечення того ж запасу тепла, повинна бути більшою температура.

Крім того, чим менша власна теплоємність джерела запалювання і його власна маса тим знов-таки більшою для придбання початкового імпульсу горіння повинна бути температура.І тим більшою повинна бути температура запалювальної поверхні, чим вища температура займання і температура самоспалахування даної горючої суміші.

В зоні ж електричного розряду енергія витрачається не тільки на розплавлення металу провідників і розбризкування розпечених іскор. В іскровому проміжку в значній кількості утворюються активні частинки: вільні радикали і іони.

Найбільшого поширення набула теплова теорія Я. Б. Зельдовича. Ця теорія розглядає електричну іскру як точкове джерело запалювання, як точкове джерело тепла, яке нагріває певний об’єм суміші до температури, вищої, ніж температура самоспалахування.

Кількість же іонів і радикалів, якщо розглядати механізм запалювання з хімічної точки зору, повинна бути прямо пропорційною силі струму, силі струму у першому ступені.

Під мінімальною енергією запалювання газу, пари або пилу даної речовини розуміють найменшу енергію конденсатора, при розряді якого крізь повітряний проміжок виникає іскра, що запалює найбільш легко спалахуючу суміш даної речовини і повітря з вірогідністю, яка дорівнює 0,01.