Уравнения реакции горения веществ в воздухе.

Уравнения реакции горения веществ в воздухе.

Ответ (О2 + 3, 76 N2).Уравнение реакции горения вещества в воздухе…..Горением называется сложный физико-химический процесс, представляющий собой окислительно-восстановительную реакцию между горючим веществом и окислителем, сопровождающийся выделением тепла и излучением света. Горючее вещество в процессе реакции окисляется, образуя продукты окисления. Окислителем называ-ется вещество, атомы (молекулы) которого способны присоединять валентные электроны в процессе реакции. Окислитель в ходе реакции восстанавливается. В условиях пожара горение чаще всего протекает в среде воздуха. При составлении уравнения материального баланса процессов горения принято учитывать не только кислород, принимающий участие в реакции окисления, но и азот, входящий в состав воздуха. Воздух состоит из азота, кислорода, водорода, углекислого газа и инертных газов. Поэтому можно принять, что воздух состоит из 21 % кислорода и 79 % азота. Таким образом, объёмное (и мольное) соотношение азота и кислорода в воздухе составит где, - содержание азота и кислорода в объёмных процентах в окислительной среде. Следовательно, на 1 м3 (1 кмоль) кислорода, в воздухе приходится 3, 76 м3 (3, 76 кмоль) азота. При составлении уравнений реакций горения веществ на воздухе состав воздуха передают формулой (O2 +3, 76N2).Запись уравнений горения веществ на воздухеОбобщённая запись брутто-уравнения материального баланса реакции горения имеет вид: При составлении уравнения материального баланса процессов горения принято учитывать не только кислород, принимающий участие в реакции окисления, но и азот, входящий в состав воздуха. В реакции горения принимает участие только кислород. Азот в реакцию не вступает и выделяется из зоны горения вместе с продуктами горения. Таким образом, уравнение горения вещества на воздухе принимает вид: где. Азот, входивший в состав воздуха, учитывается отдельно от остальных продуктов реакции. Пример: C3H8///Брутто уровнение реакции окисления.C3H8+5O2+5*3, 76N2=3Co2+4H2O+5*3, 76N2 Объем воздуха: Vв=n(o2)+n(N2)/n(г), к.моль/к.моль n(o2)-количество молей кислорода, n(N2)-азота, n(г)-горючего вещества.

Испарение жидкостей. Насыщенный пар.

Ответ Испарение парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости. Неравномерное распределение кинетической энергии теплового движения молекул приводит к тому, что при любой температуре кинетическая энергия некоторых молекул жидкости или твердого тела может превышать потенциальную энергию их связи с другими молекулами. Большей кинетической энергией обладают молекулы, имеющие большую скорость, а температура тела зависит от скорости

движения его молекул, следовательно, испарение сопровождается охлаждением жидкости. Скорость испарения зависит: от площади открытой поверхности, температуры, концентрации молекул вблизи жидкости. Конденсация процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое.

Испарение жидкости в закрытом сосуде при неизменной температуре приводит к постепенному увеличению концентрации молекул испаряющегося вещества в газообразном состоянии. Через некоторое время после начала испарения концентрация вещества в газообразном состоянии достигнет такого значения, при котором число молекул, возвращающихся в жидкость, становится равным числу молекул, покидающих жидкость за то же время. Устанавливается динамическое равновесие между процессами испарения и конденсации вещества. Вещество в газообразном состоянии, находящееся в динамическом равновесии с жидкостью, называют насыщенным паром. (Паром называют совокупность молекул, покинувших жидкость в процессе испарения.) Пар, находящийся при давлении ниже насыщенного, называют ненасыщенным.

Вследствие постоянного испарения воды с поверхностей водоемов, почвы и растительного покрова, а также дыхания человека и животных в атмосфере всегда содержится водяной пар. Поэтому атмосферное давление представляет собой сумму давления сухого воздуха и находящегося в нем водяного пара. Давление водяного пара будет максимальным при насыщении воздуха паром. Насыщенный пар в отличие от ненасыщенного не подчиняется законам идеального газа. Так, давление насыщенного пара не зависит от объема, но зависит от температуры. Эта зависимость не может быть выражена простой формулой, поэтому на основе экспериментального изучения зависимости давления насыщенного пара от температуры составлены таблицы, по которым можно определить его давление при различных температурах.

Давление водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, называют абсолютной влажностью, или упругостью водяного пара. Поскольку давление пара пропорционально концентрации молекул, можно определить абсолютную влажность как плотность водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, выраженную в килограммах на метр кубический (р).

Большинство явлений, наблюдаемых в природе, например быстрота испарения, высыхание различных веществ, увядание растений, зависит не от количества водяного пара в воздухе, а от того, насколько это количество близко к насыщению, т. е. от относительной влажности, которая характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

3. Рассчитать температуру вспышки изоамилового спирта С₅Н₁₁ОН, если его нижний температурный предел воспламенения равен 38^оС.

Решение:

< 61оС - это ЛВЖ.

Для ЛВЖ tвоспл = tвсп + (1 5) = 45, 7 + (1 5) єС = 46, 7 50, 7 оС.

Ответ: для изоамилового спирта tвсп = 45, 7 оС, tвоспл = 46, 7 50, 7 оС.

Метод расчета указанных показателей по формуле В. И. Блинова основывается на предположении, что концентрации паров жидкости и кислорода в потоке, направленном к поверхности горения, отвечают стехиометрическому составу, пар к пламени подводится благодаря молекулярной диффузии, а давление пара над жидкостью связано с температурой самой жидкости.

Формула Блинова имеет вид:, (71)

где А - постоянная пpибора, зависящая от условий опыта;

До - коэффициент диффузии, м2/с;

n - число молей кислорода, необходимое для полного сгорания одного моля пара жидкости;

Рнп - давление насыщенного пара жидкости при Твсп, Па.

При определении Твсп по формуле (71) имеем два неизвестных - Твсп и Рнп, т. к. последняя величина должна быть взята именно при Твсп. В таком случае поступают следующим образом.

Сначала находим произведение температуры вспышки и давления насыщенных паровВ дальнейшем задача сводится к тому, чтобы по известной зависимости давления насыщенных паров от температуры жидкости найти такую температуру, при которой произведение будет равняться найденной величине. Для этого можно воспользоваться приложением 12.Формула В. И. Блинова является универсальной, по ней можно рассчитывать температуру вспышки в открытом и закрытом тигле, а также температуру воспламенения. Для этого в формуле (71) меняется только параметр А.

При определении:

температуры вспышки в закрытом тигле А = 28 (КПа.м2)/с;

температуры вспышки в открытом тигле А = 45, 3 (КПа.м2)/с;

температуры воспламенения А = 53, 3 (КПа.м2)/с.

Расход воздуха на горение.

Расход воздуха на горение.Для оценки расхода воздуха при горении и вычисления состава продуктов горения используются понятия стехиометрическая смесь, стехиометрический коэффициент, коэффициент избытка окислителя.

Стехиометрической называется горючая смесь, которая не содержит в избытке ни горючий компонент, ни окислитель. При избытке горючего смесь называют богатой, а при избытке окислителя —
Теоретический расход воздуха Lмин. определяется на основании долей отдельных газов в горючей смеси: Lмин. = ∑ ri • Li, мин.На практике всегда воздуха требуется больше, чем показывает теоретический расчет.Действительный расход воздуха для горения.

Действительный расход воздуха определяется по формуле: L = λ • Lмин., где λ — коэффициент избытка воздуха.

14. Свойства, определяющие пожароопасность пылей.

Свойства, определяющие пожаровзрывоопасность пылей.Из свойств горючих пылей, наиболее важными являются: дисперсность, химическая активность, адсорбционная способность, склонность к электризации.Дисперсность – степень измельчённости частиц оценивается удельной поверхностью (суммарная площадь поверхности единицы массы пыли). С увеличением дисперсности повышается химическая активность пыли, ее адсорбционная способность, склонность к электризации, снижается tсв и НКПВ, то есть повышается ее пожаро- и взрывоопасность.Химическая активность – способность пыли вступать в реакции с различными веществами (в том числе реакции окисления и горения). Химическая активность пыли определяется природой вещества и в большей степени зависит от ее дисперсности (так как химические реакции протекают в основном на поверхности) скорость реакции с увеличением дисперсности возрастает. Металлы (Fe, Al, Zn), обычно не горящие при нормальных условиях, в состоянии пудры мгновенно самовозгораются при контакте с воздухом. Таким образом, пыли по пожаровзрывоопасности во много раз превосходят продукт, из которого они получены.
Адсорбционная способность – способность поверхности твердых частиц пыли поглощать пары и газы из окружающей среды. Различают физическую (за счет сил межмолекулярного взаимодействия – сил Ван-дер-Ваальса) и химическую (за счет валентных связей) адсорбцию.Физическая и химическая адсорбция сопровождаются выделением тепла. Поэтому пыли в состоянии геля могут самонагреваться и самовозгораться. Адсорбированные на поверхности пыли молекулы горючих газов и паров повышают устойчивость аэровзвесей, ускоряют подготовку пыли к горению. И наоборот, адсорбция негорючих газов (СО2, N2) понижают склонность пыли к самовозгоранию. Это явление находит практическое применение в различных отраслях промышленности.Склонность пыли к электризации – способность пыли приобретать заряды статического электричества. Электризация пыли происходит в результате адсорбции ионов газов из воздуха, где пыль находится во взвешенном состоянии.Потенциал заряда пыли зависит от скорости движения пыли и ее дисперсности. Чем они выше – тем больше заряд статического электричества. Основная опасность, создаваемая электризацией пылей, состоит в возможности искрового разряда. Разряд С.Э. возникает тогда, когда напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика или проводника достигает критической (пробивной) величины. Для воздуха эта величина равна 30 кВ/м. Воспламенение горючих пылей искровыми разрядами С.Э. произойдет, если выделяющаяся энергия будет больше Wmin энергии зажигания для данной смеси. Эффективным способом борьбы с накапливанием зарядов С.Э. является повышение влажности воздуха. Например, при относительной влажности воздуха 70% электризация пыли опасности уже не представляет (но иногдаподдерживать такую влажность трудно). Поэтому основным и достаточно эффективным мероприятием безопасности в этих случаях является надежное заземление подвижных и неподвижных частей оборудования.

15. Рассчитать время образования минимальной взрывоопасной концентрации паров этилового спирта С₂Н₅ОН в помещении объемом 100м³ при температуре 293 К, если испарение протекает с поверхности 2м² со скоростью 8, 13„Є10-5кг/м²„Єс.

Продукты сгорания. Дым.

Свойства, определяющие пожаровзрывоопасность пылей.Из свойств горючих пылей, наиболее важными являются: дисперсность, химическая активность, адсорбционная способность, склонность к электризации.Дисперсность – степень измельчённости частиц оценивается удельной поверхностью (суммарная площадь поверхности единицы массы пыли). С увеличением дисперсности повышается химическая активность пыли, ее адсорбционная способность, склонность к электризации, снижается tсв и НКПВ, то есть повышается ее пожаро- и взрывоопасность.
Химическая активность – способность пыли вступать в реакции с различными веществами (в том числе реакции окисления и горения). Химическая активность пыли определяется природой вещества и в большейстепени зависит от ее дисперсности (так как химические реакции протекают в основном на поверхности) скорость реакции с увеличением дисперсности возрастает. Металлы (Fe, Al, Zn), обычно не горящие при нормальных условиях, в состоянии пудры мгновенно самовозгораются при контакте с воздухом. Таким образом, пыли по пожаровзрывоопасности во много раз превосходят продукт, из которого они получены.Адсорбционная способность – способность поверхности твердых частиц пыли поглощать пары и газы из окружающей среды. Различают физическую (за счет сил межмолекулярного взаимодействия – сил Ван-дер-Ваальса) и химическую (за счет валентных связей) адсорбцию.Физическая и химическая адсорбция сопровождаются выделением тепла. Поэтому пыли в состоянии геля могут самонагреваться и самовозгораться. Адсорбированные на поверхности пыли молекулы горючих газов и паров повышают устойчивость аэровзвесей, ускоряют подготовку пыли к горению. И наоборот, адсорбция негорючих газов (СО2, N2) понижают склонность пыли к самовозгоранию. Это явление находит практическое применение в различных отраслях промышленности.Склонность пыли к электризации – способность пыли приобретать заряды статического электричества. Электризация пыли происходит в результате адсорбции ионов газов из воздуха, где пыль находится во взвешенном состоянии.
Потенциал заряда пыли зависит от скорости движения пыли и ее дисперсности. Чем они выше – тем больше заряд статического электричества. Основная опасность, создаваемая электризацией пылей, состоит в возможности искрового разряда. Разряд С.Э. возникает тогда, когда напряженность электростатического поля над поверхностью диэлектрика или проводника достигает критической (пробивной) величины. Для воздуха эта величина равна 30 кВ/м. Воспламенение горючих пылей искровыми разрядами С.Э. произойдет, если выделяющаяся энергия будет больше Wmin энергии зажигания для данной смеси. Эффективным способом борьбы с накапливанием зарядов С.Э. является повышение влажности воздуха. Например, при относительной влажности воздуха 70% электризация пыли опасности уже не представляет (но иногдаподдерживать такую влажность трудно). Поэтому основным и достаточно эффективным мероприятием безопасности в этих случаях является надежное заземление подвижных и неподвижных частей оборудования.

17. Теория горения аэровзвесей.

еория горения аэровзвесей Аэровзвесь топлива — комплекс взвешенных в воздухе мелких частиц топлива — по своим свойствам приближается к гомогенной горючей смеси.
Динамика горения аэровзвеси определяется закономерностями горения отдельных частиц и так же, как и при горении газовых систем, закономерностями тепло- и массообмена. Механизм распространения пламени в пылевоздушных смесях точно еще не выяснен.
Опыт показывает, что горение аэровзвеси распространяется на весь объем подобно горению газовых смесей, т. е. от источника зажигания образуется фронт пламени, который распространяется в сторону несгоревшей смеси. Однако при горении газов сгорание заканчивается во фронте пламени, а при горении пылевоздушных смесей горение частиц продолжается еще некоторое время после прохождения фронта пламени. Длительность первой и второй стадий составляет общее время горения и зависит от конкретных свойств пыли и механизма горения отдельных частиц. Вследствие значительно меньшей прозрачности запыленной среды в процессе воспламенения аэровзвесей значительную роль играет лучистый теплообмен. Этим обусловлена значительно большая скорость распространения пламени в аэровзвеси, чем в гомогенной газовой смеси.

18. Определить стехиометрическую концентрацию ацетилена С₂Н₂ в объемных

процентах и в кг/м3 при условии, что температура равна 20⁰С, а давление – 99990 Па.

19. Теплота сгорания.

Горение газов, понятие теплоты сгоранияОсновным условием для горения газа является наличие кислорода (а следовательно, воздуха). Без присутствия воздуха горение газа невозможно. В процессе горения газа происходит химическая реакция соединения кислорода воздуха с углеродом и водородом топлива. Реакция происходит с выделением тепла, света, а также углекислого газа и водяных паров.В зависимости от количества воздуха, участвующего в процессе горения газа, происходит полное или неполное его сгорание.При достаточном поступлении воздуха происходит полное сгорание газа, в результате которого продукты его горения содержат негорючие газы: углекислый газ С02, азот N2, водяные пары Н20. Больше всего (по объему) в продуктах горения азота — 69, 3—74%.Для полного сгорания газа также необходимо, чтобы он смешивался с воздухом в определенных (для каждого газа) количествах. Чем выше калорийность газа, тем требуется большее количество воздуха. Так, для сжигания 1 м3 природного газа требуется около 10 м3 воздуха, искусственного — около 5 м3, смешанного — около 8, 5 м3.
При недостаточном поступлении воздуха происходит неполное сгорание газа или химический недожог горючих составных частей; в продуктах сгорания появляются горючие газы—окись углерода СО, метан СН4 и водород Н2При неполном сгорании газа наблюдается длинный, коптящий, светящийся, непрозрачный, желтого цвета факел.Таким образом, недостаток воздуха приводит к неполному сгоранию газа, а избыток — к чрезмерному охлаждению температуры пламени. Температура воспламенения природного газа 530 °С, коксового — 640 °С, смешанного — 600 °С. Кроме того, при значительном избытке воздуха также происходит неполное сгорание газа. При этом наблюдается конец факела желтоватого цвета, не вполне прозрачный, с расплывчатым голубовато-зеленым ядром; пламя неустойчиво и отрывается от горелкиТеплота сгорания - количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании определенного объема или массы газа. Минимальное количество кислорода или воздуха, необходимого для полного сгорания, а также теоретический состав продуктов сгорания (СО, Н О, N ). Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания (дж или кал на 1 кг, м³ или моль)Различают высшую ( ) и низшую ( ) теплоту сгорания.Под высшей теплотой сгорания понимают то количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании вещества, включая теплоту конденсации водяных паров при охлаждении продуктов сгорания.Низшая теплота сгорания соответствует тому количеству теплоты, которое выделяется при полном сгорании, без учёта теплоты конденсации водяного пара. Теплоту конденсации водяных паров также называют скрытой теплотой сгорания.Низшая и высшая теплота сгорания связаны соотношением: , где k — коэффициент, равный 25 кДж/кг (6 ккал/кг); W — количество воды в горючем веществе, % (по массе); Н — количество водорода в горючем веществе, % (по массе).

20. Пределы воспламенения аэровзвесей.

Пределы воспламенения аэровзвесейНижним пределом воспламенения -аэровзвеси называется наименьшая концентрация вещества в воздухе, при которой смесь способна воспламеняться с последующим распространением пламени на весь объем смеси. Этот параметр характеризует степень пожаро- и взрывоопасности горючих пылей. Нижний предел воспламенения аэровзвеси учитывают при классификации производств по пожарной опасности в соответствии со СНиП и ПУЭ. Аэровзвесь твердого вещества считается взрывоопасной, если нижний предел воспламенения ее не превышает 65 г/м3. Особо взрывоопасными считаются аэровзвеси, нижний предел воспламенения которых не выше 15 г/м3.Нижний предел воспламенения аэровзвеси твердых веществ применяют также при расчете безопасных режимов работы установок пневмотранспорта, пылеосаждения и др.Верхний концентрационный - предел воспламенения аэровзвеси не нормируется, так как для большинства пылей он чрезвычайно велик (несколько килограммов вещества в 1 м3 воздуха) и практически недостижим.Концентрационные пределы воспламенения аэрозолей.Под концентрационными пределами воспламенения аэрозолей понимают область концентраций диспергированного в газовой среде вещества, в которой смесь способна воспламеняться от источника зажигания с последующим распространением горения на весь объем смеси. Граничные концентрации этой области называются нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения аэрозолей.Верхний концентрационный предел воспламенения аэрозолей особенно нестабилен вследствие высоких концентраций пылей. Он изменяется в широких пределах при повторении опыта в одних и тех же условиях. Практическое значение верхнего предела весьма незначительно, так как постоянное существование концентраций аэрозолей выше верхнего предела, когда исключается воспламенение, невозможно и всегда может образоваться пыль взрывоопасной концентрации.Процесс горения пыли при концентрации, соответствующей нижнему пределу воспламенения, характеризуется наиболее низкими температурой, давлением и скоростью распространения пламени. При определении нижнего концентрационного предела воспламенения аэрозолей следует всегда учитывать, что на этот и другие показатели пожарной опасности оказывают существенное влияние дисперсность порошков, содержание в них влаги, золы и других примесей, длительность и условия хранения до испытаний.

21. Рассчитать область воспламенения паров ацетона СН₃СОСН₃ при температуре

60⁰С

22. Температура горения.

Температура горенияТемпература горения - это температура газов, образующихся при горении. Она может достигать 1500-2400 С и определяется соотношением между кислородом и топливом в зоне горения…..Температура горения вещества определяется как теоретическая, так и действительная. Температура горения (Тгор.) – температура, до которой нагреваются при горении продукты сгорания без учета потерь тепла (теоретическая температура горения) или с учетом потерь тепла (действительная температура горения).Максимальную температуру горения можно вычислить по формуле Тгор=(Q-∆ Q )/(∑ ▒ Cр), к Где Q – количество тепла, выделяющееся при горении, Дж; Δ Q – потери тепла, Дж; Σ Ср – сумма теплоемкости продуктов сгорания, Дж/к.
Температуры горения некоторых газов в смесях с воздухом и кислородом достаточно высоки (до 3000 º С), что вызывает тепловое само-ускорение реакции (т. е. происходит само-разогрев системы «горюче- окислитель»).Действительная температура горения на 30-50% ниже теоретической, так как значительная часть тепла, выделяющегося при горении, рассеивается в окружающую среду.
Высокая температура горения способствует распространению пожара, при ней большое количество тепла излучается в окружающую среду, и идет интенсивная подготовка горючих веществ к горению. Тушение пожара при высокой температуре горения затрудняется.
Скорость горения. Нормальная скорость горения – скорость перемещения фронта реакции относительно несгоревшего газа в направлении нормали к поверхности фронта пламени (см/с; м/с).Массовая скорость горения смеси – количество вещества, воспламеняющееся на единице поверхности

23. Факторы, влияющие на взрывчатость аэровзвесей

Факторы, влияющие на взрывчатость аэровзвесей.Взрывоопасная аэровзвесь – облако взвешенной в воздухе пыли, по которой возможно распространение пламени. Основными параметрами, определяющими взрывоопасную аэровзвесь являются: горючесть, влажность материала, распределение частиц взвеси по размерам (дисперсность) и среднеобъемная концентрация частиц в пылевоздушном облаке, скорость распространения пламени по аэровзвеси.
1.мощность ИЗ; 2.влажность пыли; 3.зольность материала; 4.содержание летучих компонентов; 5.содержание негорючих газов; 6.дисперсность пыли. Факторами, способствующими развитию и распространению первоначального взрыва к серии взрывов пылевоздушной смеси, являются: повышенная запыленность помещений; наличие связи между отдельными технологическими аппаратами, помещениями и зданиями; присутствие мелкодисперсного продукта в магистралях

24. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени бутана С₄Н₁₀ при нормальных условиях в объемных процентах и в кг/м³.

25. Классификация пожароопасных веществ.

.Классификация пожароопасных веществ.По способности к горению (горючести) пожароопасные вещества подразделяют на горючие, трудно горючие и негорючие. 1. Горючие – способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. По воспламеняемости горючие вещества подразделяются на легковоспламеняющиеся и трудновоспламеняющиеся.
Легковоспламеняющиеся – это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламеняться от кратковременного воздействия пламени спички, искры. Наколенного электропровода и тому подобных источников зажигания с низкой энергией. К ним относятся практически все горючие газы (например, водороды, метан, окись углерода и т.п.), горючие жидкости (ГЖ) с температурой вспышки не более 61°С в закрытом тигле или 66°С в открытом тигле (например, ацетон, бензин, бензол, толуол, этиловый спирт, керосин, скипидар и др.), а также все твердые вещества (материалы), которые возгораются от пламени спички или горелки, прем горение распространяется по поверхности горизонтально расположенного испытуемого образца (например, сухая древесная стружка, полистирол и д).Трудновоспламеняющиеся - это горючие вещества (материалы, смеси), способные воспламенятся только под воздействия мощного источника зажигания (например, поливинилхлоридная конвейерная лента, карбамидный пенопласт для герметизации поверхности горного массива в подземных выработках, гибкие электрические кабели с изоляцией из поливинилхлорида, вентиляционные трубы из виниле кожи и др.).
2. Трудногорючие – способные гореть под воздействием источника зажигания, но не способные к самостоятельному горению после его удаления. К ним относятся: древесина, подвергнутая эффективной огнезащитной обработке путем нанесения покрытия или пропитки (бешефит); войлок, пропитанных глинистым раствором, некоторые полимеры и другие материалы.
3. Негорючие – неспособные к горению в атмосфере воздуха нормального состава. Достаточным критерием для отнесения к этой группе является неспособность материала гореть при температуре среды 900°С, к этой группе относятся естественные и искусственные органические материалы и применяемые в строительстве металлы.

26. Состав и свойства твердых горючих веществ.

Состав и свойства твёрдых горючих веществ.Твердые горючие вещества, в зависимости от состава и строения, ведут себя при нагревании различно. Некоторые из них, например, каучук, сера, стеарин плавятся и испаряются. Другие же, например, древесина, бумага, каменный уголь, торф при нагревании разлагаются с образованием газообразных продуктов и твердого остатка – угля. Третьи вещества при нагревании не плавятся и не разлагаются. К ним относится антрацит, древесный уголь и кокс.Пожароопасные свойства твердых материалов и веществ характеризуются склонностью к горению (возгоранию), особенностями горения, свойством поддаваться тушению теми или другими способами.Разные по химическим составам твердые материалы и вещества горят неодинаково. Горение твердых веществ имеет многостадийный характер. Простые твердые вещества (антрацит, кокс, сажа и т.п.), которые представляют собой химически чистый углерод, разогреваются или тлеют без образования искр, пламени и дыма, поскольку нет необходимости разлагаться перед тем, как вступить в реакцию с кислородом воздуха.Горение сложных по химическому составу твердых горючих веществ (дерево, каучук, пластмассы и т.п.) происходит в две стадии: разложение, которое не сопровождается пламенем и излучением света; горение, которое характеризуется наличием пламени или тления.Температура вспышки твердых веществ составляет 50-580 °С, а для большинства пород древесины температура вспышки составляет 270-300 °С.Взрывчатые вещества и порох имеют наибольшую скорость горения среди твердых горючих веществ, поскольку они содержат достаточное количество кислорода для полного их сгорания. Они горят под водою, под землею и в герметично закрытых емкостях.
При пожарах практически всегда содержатся продукты неполного сгорания, среди которых встречаются отравляющие и взрывоопасные вещества. При горении наиболее распространенных твердых материалов температура пожара, как правило, не превышает 1300 °С.

27. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2, 4. Во

сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на

20⁰С?

28. Пожар. Пожарная опасность. Показатели пожарной опасности веществ.

Пожар. Пожарная опасность. Показатели пожарной опасности веществ.Пожар – не контролированное горение вне специального очага, которое распространяется во времени и пространстве и наносящее материальный ущерб. В зависимости от размеров материального ущерба пожары делятся на особенно большие (когда ущерб составляет от 10000 и больше размеров минимальной заработной платы) и большие (убытки достигают от 1000 до 10000 размеров минимальной заработной платы) и другие. Вместе с тем пожары не ограничиваются только материальным ущербом, связанным с уничтожением или повреждением основных производственных и непроизводственных фондов, товарно-материальных ценностей, личного имущества населения, затратами на ликвидацию пожара и его последствий, на компенсацию пострадавшим и т.д.Пожарная опасность - состояние, при котором возможно возникновение и развитие пожара.Оценку пожарной опасности горючих материалов проводят на основании исследования их свойств.При этом определяют следующие основные показатели: -группу горючести; -температуру воспламенения; -температуру самовоспламенения; -температуру вспышки;
-область воспламенения; - температурные пределы воспламенения паров.

29. Горение древесины.

Горение древесины.Процесс горения древесины – это изотермический процесс, который сопровождается выделением тепла. Чтобы дерево загорелось, сначала его нужно нагреть до температуры воспламенения.Древесина является самым распространенным горючим материалом в условиях пожара. По структуре она представляет собой пористый материал с множеством ячеек, заполненных воздухом. Стенки ячеек состоят из целлюлозы и лигнина. Объем пустот в древесине превышает объем твердого вещества (пористость: дуба – 56, 6%, березы –62, 6%, сосны – 69, 3%, ели – 72, 0%).Характер строения древесины определяет ее низкую теплопроводность, быструю воспламеняемость и медленный прогрев внутренних слоев. При контакте древесины с пламенем быстро нагревается тонкий поверхностный слой – испаряется влага и начинается разложение: до температуры ~ 250 С в продукта разложения содержатся, в основном, водяной пар, диоксид углерода и очень мало горючих газов практически неспособных гореть (ниже НКПВ). При температурах 250…600 С – в летучих продуктах содержится в основном диоксид углерода и метан, они воспламеняются от источника зажигания и древесина начинает самостоятельно гореть. Температура воспламенения древесины зависит также от степени ее измельчения (соответственно, ее поверхности): ТНКПВсосны = 255 С; ТНКПВопилок = 230 С.

30. Газовая смесь состоит из водорода и кислорода. Реакция идет по уравнению:

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О. Как изменится скорость реакции. Если увеличить давление в 3 раза?

31. Процесс горения. Условия, необходимые для возникновения горения.

Процесс горения. Условия, необходимые для возникновения горения.Горение – сложный физико-химический процесс, основой которого является быстро протекающая химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением значительного количества тепла и обычно ярким свечением (пламенем).Химическая реакция горения в большинстве случаев является сложной и состоит из большого числа элементарных химических процессов окислительно-восстановительного типа, приводящих к перераспределению валентных электронов между атомами взаимодействующих веществ. Кроме того, химическое превращение при горении тесно связано с рядом физических явлений – переносом тепла и масс и, соответственно, с гидро- и газодинамическими закономерностями. Согласно современной физико-химической теории горения, процесс горения – это реакции, связанные с быстрым превращением и тепловым или диффузионным ускорением.Различают три основных вида самоускорения химических реакций при горении: тепловое, цепное и цепочечно-тепловое (комбинированное). Другими словами, горение – это экзотермическая реакция, протекающая в условиях ее прогрессивного самоускорения.Для возникновения и протекания процесса горения необходимы следующие условия: 1)наличие в определенный момент в данной точке пространства горючего вещества, окислителя и источника зажигания; 2)горючее и окислитель должны находиться в определенном количественном отношении; источник зажигания должен обладать достаточной энергией.Все вещества и материалы по способности к горению (горючести) делятся на три группы: горючие – способные самовозгораться, а также возгораться от источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления; трудно горючие – способные возгораться в воздухе от источников зажигания, но не способные гореть после его удаления; негорючие вещества – неспособные к горению в воздухе.

32. Методы определения концентрационных пределов распространения пламени.

Методы определения концентрационных пределов распространения пламени. Концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) – нижний (НКПР), верхний (ВКПР). НКПР, ВКПР – минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.Сущность метода экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени заключается в зажигания газо-воздушной смеси заданной концентрации в объеме реакционного сосуда и установления факта наличия или отсутствия распространения пламени. Изменяя конценрацию горючего в смеси, устанавливают её минимальное и максимальное значение, при которых происходит распространение пламени.
НКПРП – это минимальная конценрация горючего вещества в смеси, при котором возможно воспламенение и горение смеси.ВКПРП называется максимальная конценрация горючего вещества в смеси при которой смесь может воспламеняться и гореть.При концентрации вещества ниже нижнего предела и выше верхнего предела пламени смесь не горючая.
Например, для метана CH4 концентрационные пределы распространения пламени составляют НКПР – 5 об. %, а ВКПР – 15 об. % (см. табл. Х приложения), для аммиака NH3 НКПР – 15 об. %, а ВКПР – 28 об. %. Скорость распространения пламени и его температура минимальны в предельных смесях, т.е. при концентрациях горючего, равных НКПР и ВКПР.КПРП могут быть вычислены по эмпирической зависимости: Yг = 100/an+ba и b – экспериментальные коэффициенты n – количество молей кислорода в стехиометрическом уравнении реакцииa и b имеют след.значения: для НКПРП: a = 8, 684b = 4, 679для ВКПРП: если n ≤ 7, 5 то a = 1, 550 b = 0, 560
если n > 7, 5 то a = 0, 768 b = 6, 554

33. Рассчитать температуру вспышки изобутилового спирта С₄Н₉ОН, если его температура кипения равна 107, 5⁰С.

34. Скорость химической реакции.

1234Следующая ⇒

Поделиться: