Методы оценки пожарной опасности веществ и материалов

Расчетные методы оценки ПВО веществ условно делятся на две группы: теоретические и эмпирические.

В основу теоретических расчетных методов положены термодинамические параметры веществ: теплоты образова­ния, сгорания, испарения; температура кипения; константы химических реакций в пламени; характеристики диффузионных процессов и параметры теплопередачи. Хо­тя, к сожалению, использование перечисленных параметров в расчетных формулах ограничено в связи со сложностью их взаимосвязи с показателями ПВО веществ.

Существующие эмпирические методы, как правило, учитывают физико-химические и термодинамические свой­ства веществ, но вводят упрощающие предположения междусвойствами и показателями, так как в большинстве случаев невозможно найти прямую взаимосвязь между ними.

Рассмотрим ряд методов экспериментального определения показателей ПВО веществ и материалов. Например, для жидких горючих веществ, как мы знаем, важным показателем является температура вспышки, по значению которой жидкости подразделяются на горючие и легковоспламеняющиеся.

Суть метода состоит в том, что заданную массу жидкости нагревают с заданной скоростью, периодически зажигая выделяющиеся пары, и визуально оценивают результат зажигания.

Аналогично заданному эксперименту определяется температура воспламенения веществ с той разницей, что установки температуры воспламенения для твердых веществ отличаются от установок, используемых при работе с жидкостями.

Испытания проводятся сначала для определения ориентировочной температуры воспламенения, а затем для основной серии испытаний.

Нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени измеряются в специальной установке, в которой зажигают газо-, паро- или пылевоздушную смесь с заданной концентрацией исследуемого вещества в объеме реакционного сосуда и устанавливают факт наличия или отсутствия распространения пламени. Изменяя концентрацию горючего в смеси, находят ее минимальное или максимальное значения, при которых происходит распространение пламени.

Для определения температурных пределов распро­странения пламени выявляют минимальную и максималь­ную температуры жидкости, при которых пары, находя­щиеся в равновесии с жидкой фазой, образуют с воздухом смесь, способную воспламениться от источника зажигания и распространять пламя в объеме реакционного сосуда.

Самовозгорание веществ – достаточно серьезный показатель взрывопожароопасности. Поэтому необходимо знать условия теплового самовозгорания, которые экспериментально выявляют зависимость между температурой окружающей среды, массой вещества и временем до момента его самовозгорания.

Для определения минимальной энергии зажигания га­зо-, паро- или пылевоздушных смесей оптимальной концен­трации используют электрический разряд определенной энергии.

За минимальную энергию зажигания принимают электрическую энергию заряженного конденсатора, способ­ную зажечь наиболее легковоспламеняющуюся газо-, паро- или пылевоздушную смесь с вероятностью 0,01 при опти­мальных параметрах искрового разряда.

Максимальное давление взрыва и скорость нарастания давления при взрыве газо-, паро- или пылевоздушной смеси определяется в реакционном сосуде заданного объема, в ко­торый подается смесь заданной концентрации. Изменяя концентрацию и фиксируя развивающееся при воспламене­нии смеси давление, выявляют его максимальное значение.