Виды горения и пожароопасные свойства веществ и материалов
Горением называют физико-химический процесс, для которого характерны три признака: химическое превращение, выделение тепла, излучение света. Основа горения - экзотермическая окислительно-восстановительная реакция (или комплекс реакций) вещества с окислителем.
Окислителями могут быть хлор, бром, сера, кислород, кислородосодержащие и другие вещества.
Однако чаще приходится иметь дело с горением в атмосфере воздуха, когда окислителем является кислород.
Для возникновения горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника воспламенения. Но и в этом случае горение будет возможным, если горючие вещество и кислород (или другой окислитель) находятся в определенном количественном соотношении, а тепловой импульс имеет запас тепла, достаточный для нагревания вещества до температуры его воспламенения. Если мало горячего вещества в смеси с воздухом или мало кислорода (менее 14-16%), процесс горения не начнется.
Горение может быть вызвано непосредственным воздействием на горючее вещество открытого пламени или накаленного тела, слабым, но беспрерывным и продолжительным нагреванием горючего вещества, самовозгоранием, взрывом, химической энергией (трение, удар, давление), лучистой энергией тепла, нагретым до высоких температур воздухом и т.д.
Количество тепла, выделяемого при полном сгорании вещества и горючего вещества, называют теплотой сгорания.
При горении большая часть тепла идет на нагревание окружающей среды, строительных конструкций и самих горючих веществ. Тепло в окружающую среду передается путем теплопроводимости, конвекции и излучения.
Под теплопроводимостью понимают перенос тепловой энергии при непосредственном соприкосновенном веществ, материалов и конструкций. Конвекция - это перенос тепловой энергии в результате перемещения или перемешивания частиц жидкости или газа. Конвективные потоки на крупных пожарах достигают больших скоростей, что приводит к перебросу на значительные расстояния горящих головней и искр. Тепловое излучение представляет собой перенос тепловой энергии в виде электромагнитных волн.
Скорость распространения горения по поверхности горючего материала зависит от его агрегатного состояния, теплофизических свойств, плотности распределения в пространстве и сечения элементов горючей загрузки, метеорологических и других условий.
Существенное значение для оценки пожарной опасности того или иного вещества, материала имеет температура его воспламенения, самовоспламенения и вспышки.
Воспламенение - это возгорание, сопровождающееся появлением пламени. Температурой воспламенения является температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение. (Температура воспламенения зависит не только от природы вещества, як и от атмосферного давления, процентного содержания кислорода в воздухе других условий. Даже для одного и того же вещества температура воспламенения может колебаться от 250 до 350°С, для торфа 225 до 280°С.
К причинам, которые могут вызвать повышение температуры вещества с его воспламенения, относятся непосредственное воздействие открытого огня лучистая энергия, искра электрического тока, теплота солнечных лучей, разряд молнии и др. Чем ниже температура воспламенения материала, тем более он огнеопасен.
Есть материалы, которые при известных условиях могут самовозгораться. Самовозгорание - это появление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества в отсутствие источника зажигания. Процесс самовозгорания ускоряется, когда накопление тепла, а следовательно и нарастание температуры, происходящее в результате процесса окисления (привлечение кислорода из воздуха), превышав количество тепла, рассеиваемого в окружающую среду.
Процесс теплового самовозгорания состоит из двух стадий - самонагревания и самовоспламенения (тления). (Температурой самовозгорания называют самую низкую температуру вещества, при которой возникает его самонагревание, температурой самовоспламенения - самую низкую температуру вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся возникновением пламенного горения).
