Общие сведения о процессе горения

Горение представляет собой быстропротекающий физико-химический процесс,который характеризуется выделением большого количества теплоты, излучением света (пламенем) и химическими превращениями.В соответствии с терминологией, принятой МВД РФ, горением называется химическая реакция окисления, сопровождающаясявыделением большого количества теплоты и обычно свечением.

Для возникновения горения необходимо наличие горючеговещества, окислителя и импульса (источника зажигания), способного сообщать горючей системе необходимое начальное количествоэнергии.

К горючим, как правило, относятся углеводородсодержащие вещества – бензин, керосин, спирт и др.,

к окислителям – кислород воздуха, хлор, фтор, бром, йод, окислы азотаи др.,

к источникам зажигания относятся нагретые поверхности,открытый огонь, искры и т. п.

Воздействие источника зажигания на горючее вещество (восстановитель) в присутствии кислорода воздуха (окислителя),приводящее к возникновению горения, называется зажиганием.

В зоне реакции появляется пламя – светящееся пространство,в котором сгорают реагирующие вещества. Цвет пламени зависитот химического состава вещества реагирующей системы. Внешнеепроявление горения, сопровождающегося свечением в пламени,называется огнем.

В процессе реакции горения сгорание веществ может быть полным и неполным. В любом случае образуются продукты горения: при полном сгорании – продукты, не способные к дальнейшему горению (СO₂,H₂O, НСl и др.), при неполном – продукты,способные к дальнейшему горению [С (сажа), СО, Н₂S, HCN,NH₃, альдегиды и др.].

Концентрацию горючего вещества и окислителя, при которойпроисходит полное сгорание вещества, называют стехиометрической.

В условиях пожара чаще всего полного сгорания веществв воздухе не происходит, о чем свидетельствует наличие дыма –дисперсной системы из продуктов горения и воздуха, содержащейтвердые и жидкие частицы.

Все реакции горения веществ относятся к экзотермическим,т. е. сопровождающимся выделением теплоты. Вследствие выделения теплоты реакции, возникнув в одной зоне вещества, способныраспространяться на всю массу реагирующих веществ.

В зависимости от агрегатного состояния реагируемыхвеществгорение бывает гомогенным (однородным), при котором исходныевещества находятся в газо- или парообразном состоянии, и гетерогенным (неоднородным), при котором одно из веществ (обычногорючее) находится в твердом или жидком состоянии, а другое(окислитель) в газообразном.

По скорости распространения пламени горение подразделяется на

дефлаграционное (нормальное)со скоростью нескольких метров в секунду,

взрывное–сотен метров в секунду,

детонационное– до нескольких тысячметров в секунду.

Процесс возникновения горения подразделяется на следующие виды: вспышку, возгорание, воспламенение, самовозгорание, самовоспламенение, взрыв и детонацию. Кроме того, существуюти особые виды горения: тление и холоднопламенное горение.

Вспышка представляет собой быстрое сгорание горючей смеси,не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание– возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Самовозгорание– это явление резкого увеличения скоростиэкзотермических реакций в веществе, приводящее к возникновениюего горения при отсутствии источника зажигания. Самовозгорание может быть тепловым, микробиологическим и химическим.

Самовоспламенение– самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

В производственных условиях могут самовозгораться древесные опилки, промасленная ветошь. Самовоспламеняться могутбензин, керосин.

Взрыв– чрезвычайно быстрое химическое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

При детонации передача энергии от слоя к слою смеси осуществляется не за счет теплопроводности, а распространением ударнойволны. Давление в детонационной волне значительно выше давления при взрыве, что приводит к сильным разрушениям.

Другая особенность детонационного режима горения заключается в том, что продукты реакции движутся в одном направлении с зоной реакции, в то время как при дефлаграции– в разных.

Тление– беспламенное горение твердого вещества, поверхность которого раскалена и излучает свет и тепло. Тление сопровождается термическим разложением горючего вещества и обильным выделением горючих газов и парообразных продуктов, которые при этом не реагируют, а свободно рассеиваются в атмосфере.Тление твердого вещества возможно: при недостатке O₂ в зоневозникшей реакции горения; при недостатке выделяющейся в зонетеплоты; при очень быстром отводе выделяющейся теплоты из зонывозникшей реакции горения.

Холоднопламенное горение–основная форма нетеплового самоускоряющегося режима реакции, которая при этом остается незавершенной, так как не вся химическая энергия реагирующейсмеси расходуется на разогрев продуктов реакции.