Основные сведения о процессе горения

Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества с окислителем, он сопровождается выделением большого количества тепла и света. Реакция может проходить в виде горения или в виде взрыва, если химическая активность горючего вещества высока.

Для возникновения и развития процесса горения необходима « триединая система »:

ГОРЮЧЕЕ ВЕЩЕСТВО + ОКИСЛИТЕЛЬ + ИСТОЧНИК ПОДЖИГАНИЯ

- горючие газы — кислород воздуха — достаточная температура

- горючие жидкости ( содержание — определенный запас

- пылевоздушные смеси 21% ) энергии

-твердые вещества

Горючие вещества представлены горючими газами и жидкостями, а также пылевоздушными смесями и твердыми веществами. Горение происходит, как правило, в газовой среде, поэтому жидкие и твердые вещества при нагревании подвергаются испарению и разложению, чтобы пары и газы вступили в реакцию горения. Обычно в качестве окислителя участвует кислород, который содержится в воздухе в количестве 21%. Источник поджигания должен иметь достаточную температуру и определенный запас энергии, чтобы разогреть горючую смесь.

Очень важным для горения является соотношение между горючим и окислителем в горючей смеси. Диапазон концентраций, в котором происходит горение, имеет границы в виде нижнего и верхнего предела воспламенения – НКПВ и ВКПВ ( рис.4.1 ), а сам диапазон представляет область воспламенения.

Рис.4.1.

Если при сгорании все молекулы горючего и окислителя прореагировали без остатка, то в исходном состоянии компоненты горючей смеси находились в стехиометрическом соотношении ( рис.4.2 ). Если после реакции в избытке окаЗался окислитель, то в исходном состоянии смесь была бедной, а при избытке горючего – богатой.

В механизме процесса горения можно выделить несколько этапов:

1 этап – источник поджигания разогревает горючую смесь, повышается химическая активность компонентов;

2 этап – источник поджигания продолжает нагревать смесь, горючее и окислитель начинают взаимодействовать в виде реакции горения. Этап характеризуется температурой горения;

3 этап – источник продолжает нагревать смесь, скорость реакции возрастает, появляется пламя. Этап характеризуется температурой воспламенения;

4 этап – с появлением пламени скорость реакции резко возрастает, при этом выделяется тепло. Процесс переходит в стадию самопотдерживающей реакции горения, для которой уже не нужен источник поджигания. Этап характеризуется температурой самовоспламенения;

5 этап – ускоряющийся процесс переходит в стадию цепной реакции горения, он характеризуется максимальной скоростью окисления.

В зависимости от скорости реакции процесс горения может быть дефляграционным ( скорость несколько м / с ), взрывным ( скорость до сотен м / с ) и детонационным ( скорость тысячи м / с ). В реальных пожарах процесс дефляграционный. Наибольшая скорость горения наблюдается в чистом кислороде, наименьшая — при концентрации в воздухе 14-15% кислорода.

Горение прекращается, если исключить один из компонентов триединой системы

ГОРЮЧЕЕ В-ВО + ОКИСЛИТЕЛЬ + ИСТОЧНИК ПОДЖИГАНИЯ

На этом основаны все способы тушения пожара. Например, при тушении горючей жидкости пенами прекращается поступление паров в зону горения. При тушении дерева водой резко понижается температура зоны горения.

Добавить комментарий