Общие сведения о процессе горения

Горение – химический процесс соединения веществ с кислородом, сопровождающийся выделением тепла и света. Для возникновения горения необходим контакт горючего вещества с окислителем (кислород, фтор, хлор, озон) и с источником зажигания, способным передать горючей сис­теме необходимый энергетический импульс. Наиболее бурно горят веще­ства в чистом кислороде. По мере уменьшения его концентрации горение замедляется. Большинство веществ прекращают горение при снижении концентрации кислорода в воздухе до 12 – 14 %, а тление – при 7 – 8 % (водород, сероуглерод, оксид этилена и некоторые другие вещества могут гореть в воздухе при 5 % кислорода).

Температура, при которой вещество воспламеняется и начинает го­реть, называется температурой воспламенения. Эта температура неоди­накова у различных веществ и зависит от природы вещества, атмосферного давления, концентрации кислорода и других факторов.

Самовоспламенение – процесс горения, вызванный внешним ис­точником тепла и нагреванием вещества без соприкосновения с открытым пламенем.

Температура самовоспламенения – самая низкая температура го­рючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости эк­зотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламени. Тем­пература самовоспламенения зависит от давления, состава летучих ве­ществ, степени измельчения твердого вещества.

Различают следующие виды процессов горения: вспышка, возгора­ние, воспламенение, самовозгорание.

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

Температура вспышки – самая низкая температура горючего веще­ства, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, спо­собные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

Возгорание – возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Температура воспламенения – наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горю­чие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает ус­тойчивое пламенное горение. Температура воспламенения всегда несколь­ко выше температуры вспышки.

Самовозгорание – процесс самонагрева и последующего горения некоторых веществ без воздействия открытого источника зажигания.

Химическое самовозгорание является результатом взаимодействия веществ с кислородом воздуха, воды или между самими веществами. К са­мовозгоранию предрасположены растительные масла, животные жиры и пропитанные ими тряпки, ветошь, вата. Разогрев этих веществ происходит за счет реакции окисления и полимеризации, которые могут начаться при обычных температурах (10 – 30 °С). Ацетилен, водород, метан в смеси с хлором самовозгораются на дневном свету; сжатый кислород вызывает са­мовозгорание минеральных масел; азотная кислота – деревянной стружки, соломы, хлопка.

К микробиологическому самовозгоранию склонны многие продукты растениеводства – сырое зерно, сено и др., в которых при определенной влажности и температуре интенсифицируется жизнедеятельность микро­организмов и образуется паутинистый глей (гриб). Это вызывает повыше­ние температуры веществ до критических величин, после которых проис­ходит самоускорение экзотермических реакций.

Тепловое самовозгорание происходит при первоначальном внешнем нагреве вещества до определенной температуры. Полувысыхающие расти­тельные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), скипидарные лаки и крас­ки могут самовозгораться при температуре 80 – 100 °С, древесные опилки, линолеум – при 100 °С. Чем ниже температура самовозгорания, тем более пожароопасным является вещество.

Взрыв – это процесс освобождения большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. Характерный признак взрыва – мгновенный рост высокой температуры и высокого дав­ления газов в месте взрыва.