Горение и пожарные свойства веществ

Горение – это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и свечением.

Для возникновения горения необходимо наличие 3-х компонентов: горючего вещества, окислителя (обычно кислород) и источника зажигания. Кроме того необходимо, чтобы горюче вещество было нагрето до определенной температуры и находилось в определенном количественном соотношении с окислителем, а источник загорания имел бы определенную энергию. Окислителями, кроме кислорода, могут быть газообразные хлор, фтор, оксиды азота, бром, йод и т.д.

Вещества делятся на:

1. Горючие – способны самостоятельно гореть после удаления источника зажигания;

2. Трудногорючие – горят от источника зажигания, но гаснут после его удаления;

3. Негорючие – на воздухе не горят;

Горение бывает:

1. Полным – при достаточном и избыточном содержании кислорода (продукты горения – диоксид углерода, вода, азот, сернистый ангидрид и др.)

2. Неполным – при недостатке кислорода (продукты горения – ядовитые, горючие и взрывоопасные вещества)

{---------- со страницы 71 ---------}

По скорости распространения пламени горение может быть:

1. дефлаграционным (V = 2-7 м/с)

2. взрывным (V = десятки м/с)

3. детонационным (V = тысячи м/с)

Максимальная скорость горения в чистом кислороде, минимальная при объемном содержании кислорода в воздухе = 14%. При [кислорода] < 14% горение большинства веществ невозможно (кроме водорода, сероуглерода, окиси этилена и других, которые горят при 5% кислорода).

Процесс возникновения горения подразделяют:

1. Вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, без образования повышенного давления газов;

2. Возгорание – возникновение горения от источника зажигания;

3. Воспламенение – возгорание, сопровождающееся выделением пламени;

4. Самовозгорание – горение, возникающее при отсутствии внешнего источника зажигания (за счет резкого увеличения скорости экзотермических реакций);

5. Самовоспламенение – самовозгорание, сопровождающееся выделением пламени;

6. Взрыв – чрезвычайно быстрое горение с выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механические разрушения.

Температура вспышки – самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные давать вспышку в воздухе, от источника зажигания, но скорость образования паров и газов недостаточна для устойчивого горения.

По температуре вспышки горючие жидкости делят на 3 класса:

1. Легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) – жидкости с температурой вспышки не более 61°С (бензин, этиловый спирт, ацетон, нитроэмали и др.)

2. Горючие (ГЖ) – температура вспышки более 61°С (масла, мазут, формалин).

Температура воспламенения – наименьшая температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие газы с такой скоростью, что при поднесении источника зажигания возникает устойчивое горение.

Температура самовоспламенения – наименьшая температура горючего вещества, при которой оно загорается в процессе нагревания без непосредственного контакта с огнем.

Воспламенение возможно только при определенном соотношении горючего вещества и окислителя. Минимальная концентрация горючих газов и паров в воздухе, при которой они способны загораться и распространять пламя, называется нижним концентрационным пределом воспламенения (НПВ) (в %, в г/м3, или других единицах измерения).

Максимальная концентрация горючих газов и паров, при которой еще возможно распространение пламени называется верхним конц. пределом воспламенений (ВПВ).

Интервал между нижним и верхним пределами воспламенения называется диапазоном или областью воспламенения или областью воспламенения.

Различают также температурные пределы воспламенения, т.е. температуры, при которых пары образуют концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему конц-ым пределам воспламенения жидкости.

Важное значение при профилактике пожаров имеет явление самовозгорания (химические, микробиологические, тепловые):

1.Химическое самовозгорание – от действия на вещества кислорода, воды или от взаимодействия веществ (промасленные тряпки, спецодежда, вата и даже металлические стружки)

2.Микробиологическое самовозгорание происходит при соответствующей влажности и температуре в растительных продуктах (нужен контроль температуры, влажности и ограничение размеров штабелей).

3.Тепловое самовозгорание возможно в результате продолжительного действия незначительного источника тепла. При этом вещества разлагаются, адсорбируются, окисляются и самовозгораются (при примерно 100 градусах – древесные опилки, ДВП, паркет).

Пыль считается взрывоопасной, если НПВ > 65 гр/куб.м. Если НПВ < = 15 гр/куб.м, то пыль относится к наиболее взрыво опасной.

Принято различать два понятия, связанные с процессом горения: пожар и загорание.

Пожар – неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.

Загорание – горение, не причинившее материального ущерба.

Нормативная вероятность возникновения пожара по ГОСТ 12.1.004-85 принимается равной 1/1000000 в год на отдельный пожароопасный элемент рассматриваемого объекта – отсюда разрабатывается система пожарной защиты.

Температура пожара (в зоне горения газов) может достигать 1300 гр.

Классификация помещений по взрыво-пожароопасности по ПУЭ

В соответствии с ПУЭ выбор и установку электрооборудования производят с учетом классификации взрывоопасных и пожарных зон.

Зона класса В-1. К ней относятся помещения, в которых могут образоваться взрывоопасные смеси паров и газов с воздухом при нормальных условиях работы (помещения, где производят слив ЛВЖ в открытые сосуды)

Зона класса В-1а. Входят помещения, в которых взрывоопасные смеси не образуются при нормальных условиях эксплуатации оборудования, но могут образоваться при авариях и неисправностях

Зона класса В-1б. К этому классу относятся:

а) помещения, в которых могут содержаться горючие газы и пары с высоким НПВ (15%), обладающие резким запахом (помещения аммиачных компрессоров)

б) помещения, в которых возможно образование лишь локальных взрывоопасных смесей в объеме < 5% от объема помещения

Зона класса В-1г. Входят наружные установки, в которых находятся взрывоопасные газы, пары и ЛВЖ (газгольдеры, сливоразливные эстакады).

Зона класса В-2. Относятся помещения, в которых производится обработка горючих пылей и волокон, способных образовать взрывоопасные смеси с воздухом при нормальных режимах работы (открытая загрузка-разгрузка мелкодисперсных горючих материалов)

Зона класса В-2а. Входят помещения, в которых взрывоопасные пылевоздушные смеси могут образовываться только в результате аварий и неисправностей (пневмотранспортировка оборудования с применением азота)

Классификационные зоны помещений и установок, в которых содержаться ГЖ и горючие пыли, НПВ которых больше 65г/куб.м (пожароопасные категории):

Зона П-1. Помещения, где есть ГЖ (минеральные масла)

Зона П-2. Помещения, в которых содержаться горючие пыли с НПВ> 65г/куб.м

Зона П-2а. Помещения, в которых содержаться твердые горючие вещ-ва, неспособные переходить в взвешенное состояние

Установки класса П-3. Наружные установки, в которых содержится ГЖ (с температурой вспышки > 61 градуса) или твердые горючие вещ-ва

Молниезащита зданий и сооружений

Поражающие факторы:

1. Высокий потенциал – разность потенциалов при грозе, вызывающая линейную молнию, может достичь тысяч мегавольт (в лабораторных условиях таких потенциалов достичь невозможно), а заряд достигает порядка 40Кл, температура молнии около 30млн градусов.

2. Появление вихревых токов, затекающих внутрь здания через подземные или надземные металлические коммуникации (кабели, трубопроводы) или через воздушные линии электропередач, связь и сигнализацию, вызывая пожары и взрывы.

3. Прямой удар молнии в об'ект.

Для выбора рационального способа защиты от молнии все здания и сооружения в зависимости от степени взрывоопасности подразделяются на 3 категории:

Устройства молниезащиты

Здания и сооружения I и II категории молниезащиты должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала через наземные, подземные и надземные металлические конструкции.

Здания и сооружения III категории молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные и надземные металлические конструкции.

Защита зданий и сооружений от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводами различной конструкции в зависимости от категории молниезащиты об'екта и его конфигурации.

В современной практике используются стержневые, тросовые и сетчатые молниеотводы. Каждый из них состоит из следующих основных элементов:

1. молниеприемника, непосредственно воспринимающего удар молнии;

2. несущей конструкции, предназначенной для установки молниеприемника;

3. токоотвода, обеспечивающего отвод тока молнии к заземлителю;

4. заземлителя, отводящего ток в землю. Молниеотвод образует

вокруг себя зону защиты с малой вероятностью (1%) попадания в об'ект молнии.

Пример: построение зоны защиты для одиночного молниеотвода высотой h> 60м /пример иллюстрируется рисунком/

1. От т. «0» отложить в обе стороны по 0, 75h и т.А и В соединить с вершиной молниеотвода,

2. На высоте 0, 8h отложить т.F,

3. От т. «0» отложить в обе стороны по 1, 5h и т.А' и В' соединить с т.F,

4. Огибающая ломанная для обоих конусов является границей зоны защиты. Для расчета молниеотводов существуют специальные методики и формулы.

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒