Что называется температурой потухания

Тепловая теория потухания пламени

Общеизвестно, что в ос­нове горения лежит химическая реакция окисления, сопровождающаяся вы­делением тепла и света. Следовательно, чтобы потушить пожар, основным процессом которого является горение, необходимо каким-либо образом воздействовать на реакцию горения, уменьшить её скорость или прекратить реакцию вообще. Ранее были рассмотрены некоторые предельные параметры, при которых наступает прекращение горения. Механизм прекращения горения объясняется тепловой теорией потухания пламени.

Тепловая теория потухания пламени разработана Я. Б. Зельдовичем, Д. А. Франк-Каменским, Л. А. Вулисом, В. И. Блиновым и другими отечественными исследователями. Сущностьтепловой теории потухания пламени: если температуру в зоне протекания химических реакций горения (пламени) снизить до 1000 0 С любым способом, то процесс самопроизвольного горения станет невозможным, т. е. температура потухания пламени составляет t пот. _пл. = 1000 0 С.

Необходимо отличать понятие потухание пламени от понятия прекращение горения. Потухание пламени не всегда означает прекращение горения, которое, как известно, может продолжаться в беспламенном режиме (ге­терогенное горение или тление).

Задача достижения потухания пламени сводится к снижению температуры пламени до температуры потухания путем нарушения теплового ба­ланса процесса горения, что должно привести к тому, что энергии (тепла), выделяющейся в результате горения, не хватит для поддержания дальнейшего самопроизвольного горения (для подготовки горючего вещества к горению – разложению, испарению, а также для активации молекул). В общем случае для нарушения теплового баланса необходимо снизить скорость теп­ловыделения и/или увеличить скорость теплоотвода.

Другими словами, существуют два путинарушения теплового баланса процесса горения (снижения температуры пламени):

1) снижение скорости тепловыделения (например, путем торможения химической реакции окисления с помощью изменения концентрации реаген­тов, введения химически активных ингибиторов и т. д.);

2) увеличение скорости теплоотвода из зоны горения (например, путем введения тонко распыленной воды в зону горения).

Снизить скорость тепловыделения можно физическим или химическим торможением реакции горения. Физическое торможение реакции горения достигают следующими способами: разбавлением воздуха, горящего веще­ства или его паров в зоне горения водой, порошками или негорючими газами; изоляцией зоны горения от горючих паров или кислорода воздуха; охлажде­нием горящего вещества огнетушащими веществами или перемешиванием (см. рис. 6.1).

Способ тушения перемешиванием применяют для жидкостей, хранящихся в ем­костях большим слоем и имеющих температуру вспышки несколько выше темпера­туры окружающей среды. Так, при температуре воздуха 20 0 С таким способом можно тушить жидкости, имеющие температуру вспышки 25 0 С и выше. К ним от­носятся осветительный и тракторный керосины, мазуты, дизельные топлива, нефти, скипидары, минеральные и растительные масла.

Рис. 6.1. Принципиаль­ная схема тушения пере­мешиванием с помощью: а) струй той же жидкости; б) воздуха

При перемешивании струей той же жидко­сти (рис. 6.1.а) насос А забирает холодную (не нагретую пламенем) жидкость и по­дает ее в тот же резервуар через трубу Б. Конец трубы направлен вверх, поэтому струя, вытекающая из нее, вызывает движение жидкости во всем резервуаре. Это движение приводит к тому, что холодные слои, перемешиваясь с нагретым верхним слоем, резко охлаждают его. Скорость испарения паров снижается и через 10-15 минут паров не хватает для продолжения горения, а следовательно, пожар ликвидирован. Для пода­чи воздуха (рис. 6.1.б) используется компрессор или баллонная установка, от кото­рой воздух по воздуховоду поступает к насадке, расположенной на дне резервуа­ра. Большое количество образовавшихся пузырьков поднимаются вверх, перемеши­вают холодные и нагретые слои, что приводит к резкому охлаждению последнего и прекращению горения.

К увеличению скорости теплоотвода приводит повышение коэффициента теплопередачи, увеличение поверхности теплоотвода и снижение температуры окружающей среды. Повышения коэффициента теплопередачи добиваются, например, введением теплоемких и теплопроводных компонентов повышением черноты пламени и т. д. Снижения температуры окружающей среды можно достичь охлаждением зоны горения, изъятием источников зажигания (срывом пламени), перемешиванием и т. д. (см. рис. 6.2).

Нарушения теплового баланса и снижения температуры пламени до тем­пературы потухания на практике достигают чаще всего с помощью огнетушащих веществ (средств). Причем, практически все огнетушащие вещества реализуют сразу несколько способов снижения температуры пламени. Так, при тушении пожара распыленной водойпроисходит:

· отъем тепла из зоны горения на испарение воды (т. е. увеличивается скорость теплоотвода);

· разбавление горючих паров и кислорода воздуха (реагентов) водяным паром, что приводит к уменьшению скорости реакции (т. е. уменьша­ется скорость тепловыделения);

· охлаждается горючее вещество, что приводит к уменьшению скорости разложения (испарения) горючего вещества и уменьшению поступле­ния горючих паров в зону горения и уменьшению скорости реакции (т. е. уменьшается скорость тепловыделения вследствие физическо­го торможения реакции горения);

· изоляция водяной пленкой горючего вещества от зоны горения, что за­трудняет подвод горючих газов в зону горения и доступ кислорода в зону тления (т. е. уменьшается скорость тепловыделения вследст­вие физического торможения реакции горения).

Таким образом, главную роль в снижении температуры пламени играют не химические способы прекращения горения (химическая кинетика высокотемпературного окисления), а физические способы прекращения горения (внешние термодинамические условия, которые влияют на химическую кинетику).

Как отмечалось выше, необходимо различать понятия потухания пламени и прекращение горения. На пожаре недостаточно просто потушить пламя, необходимо прекратить горение во всех видах(в том числе и беспламенном) и создать условия, не допускающие возобновления горения.Различают условия прекращения горения,в зависимости от которых выбираются эффективные способы прекращения горения и огнетушащие средства.

Для прекращения горения газовтаким условием будет снижение температуры ГВ ниже температуры потухания пламени t_пл£t пот. _пл. (т. е. в данном случае потухание пламени обеспечит и прекращение горения).

Для прекращения горения жидкостейтаким условием будет снижение температуры поверхности жидкости ниже температуры вспышки t_{пов гж} £ t_всп (для жидкостей с температурой вспышки более 28 0 С). Снижения температуры до температуры потухания пламени недостаточно, так как при такой температуре (1000 0 С)пары немедленно самовоспламенятся.

Рис. 6.2. Пути и некоторые способы снижения температуры пламени до температуры потухания

Для прекращения горения твердых горючих веществнужно учитывать необходимость прекращения не только пламенного, но и беспламенного горения, что значительно труднее. Считается, что условием прекращения горения ТГВ является снижение температуры образца ниже температуры начала пиролиза (термического разложения – 200-250 0 С для разных веществ): t_{пов тгв} £ t_{нач. пир}.

Выражение для критерия процесса тушенияможно записать в следующем виде:

где q_отв кр – интенсивность теплоотвода, требуемая для прекращения го­рения;

q_выд – интенсивность тепловыделения при горении.

Расчеты показывают, что для случаев тушения пожаров, связанных с диффузи­онным горением газов и паров фонтанирующих жидкостей, методом охлаждения зоны горения = 0,1. Для тушения пожаров, связанных с диффузионным горением ЛВЖ, ГЖ и ТГМ, методом охлаждения горючего материала или вещества = 0,2-0,4 и = 0,3 соответственно.

Зная численное значение для всех видов горючих веществ и материалов можно рассчитать нормативные параметры пожаротушения – требуемый расход ог­нетушащих веществ, интенсивность их подачи, удельные расходы на единицу пло­щади тушения пожара и необходимые запасы огнетушащих веществ и т. д.

6.7. Классификация пожаров

Пожары в соответствии с международным стандартом ИСО 3941-77 и отечественным ГОСТ 27331-81 классифицируют в зависимости от природы горючего вещества. В России различают 5 классов пожаров: класс А – твердые горючие вещества, класс В – горючие жидкости, класс С – газы, класс D – металлы (табл. 6.2).

Классы А, В, D пожаров в свою очередь делятся на подклассы. Так, при горении твердых веществ выделяют два подкласса пожаров: А₁ – если горят вещества, способные к тлению(древесина, текстиль, бумага) и А₂ – если горят вещества, не способные тлеть (например, пластмассы). При горении жидкостей также выделяют два подкласса: В₁ – не растворимыев воде жидкости(нефтепродукты) и В₂ – растворимыев воде жидкости (спирты, ацетон, полярные растворители). При горении металлов выделяют три подкласса: D₁ – легкие металлы (алюминий, магний); D₂ – щелочные металлы (натрий, калий) и D₃ – металлорганические соединения.

Классификация пожаров в зависимости от вида горючего вещества связана с тем, что для тушения пожаров разных классов эффективными будут разные огнетушащие средства.

Источник

Что называется температурой потухания

Горение происходит при балансе тепловыделения химической реакции в горючей системе и теплоотдачи в окружающую среду. В соответствии с этим согласно тепловой теорией потухания задача прекращение горения сводится к снижению температуры в зоне химической реакции ниже критического значения. Понижение температуры приводит к нарушению теплового равновесия в зоне горения.

Температура, ниже которой горение становится невозможным принято называть температурой потухания.

Изменить тепловое равновесие в зоне горения можно или снижением интенсивности тепловыделения в зоне реакции ниже предельного значения, или повышением интенсивности теплоотдачи, или одновременным снижением интенсивности тепловыделение и повышением интенсивности теплоотдачи пока температура в зоне реакции не снизится до критического значения – температуры потухания.

Нарушение термодинамического равновесия системы происходит при снижении температуры в зоне горения Т_пг на некоторую критическую величину D Т.

В работах Я.Б. Зельдовича определено максимально возможное снижение температуры диффузионного пламени, при превышении которого происходит потухание:

Учитывая среднее значение теоретической температуры горения, около 2000-2500 К и среднее значение энергии активации органических веществ 125000 Дж/моль можно рассчитать, что для достижения температуры потухания нужно снизить температуру в зоне горения примерно на 20 %.

Для прекращения горения на пожаре необходимо применять средства, снижающие интенсивность тепловыделения в зоне реакции горения или увеличивающие теплоотдачу из этой зоны.

2.1 СНИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Одним из наиболее доступных способов прекращения горения является снижение температуры в зоне реакции и в окружающем пространстве.

2.2 ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РЕАГИРУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ

При кинетическом горении газовоздушных систем концентрация горючего и окислителя в зоне реакции определяется условиями смесеобразования. Концентрация компонентов изменяется при изменении скорости поступления горючего, окислителя или инертных добавок в зону, в которой непосредственно происходит образование смеси.

При диффузионном горении концентрация компонентов горючей смеси в зоне реакции горения зависит от ряда условий таких как, содержание кислорода в воздухе, который поступает в зону реакции горения, и скорости поступления горючих паров или газов в эту зону. В связи с этим для снижения концентрации компонентов горючей смеси в зоне реакции можно применить два способа.

Такой метод прекращения горение получил название флегматизации или разбавления.

Такой метод прекращения горения называется изоляцией.

Прекращение горения может быть достигнуто при увеличении интенсивности теплоотдачи из зоны реакции горения.

Увеличить теплоотдачу пламени можно путем введения в зону горения веществ, изменяющих цвет пламени делая его более ярким. (При условии одинаковой температуры в зоне горения, лучистый поток больше от пламени которое имеет цвет (в частности содержит продукты неполного сгорания). При этом возрастают теплозатраты на излучение. Соответствующая плотность теплового потока имеет величину

Увеличение лучистого потока приведет к нагреванию горючего и соответствующему увеличению испарения или выхода газообразных продуктов разложения. Последнее обстоятельство обычно приводит к росту тепловыделения, поэтому такой путь нарушения теплового баланса можно считать сугубо теоретическим. Существуют другие приемы увеличения теплоотдачи.

Увеличить теплоотдачу из зоны горения можно чисто механическим путем, например, внеся во фронт пламени огнетушащее вещество с большой теплоемкостью и (или) с развитой поверхностью теплопоглощения (это могут быть металлическая стружка, сетка и т.д.). Данный принцип прекращения горения используется в специальных устройствах – огнепреградителях, которые предотвращают распространение горения, например, в дыхательных устройствах резервуаров и газовых магистралях.

Теплоотдачу можно увеличить путем введения в пламя теплоемкого продукта с высокой степенью дисперсности, например огнетушащего порошка или обычного песка. Отметим, что при гашении пожаров порошками, механизм увеличения теплоотдачи работает, но не является доминирующим.

Увеличение энергии активации системы, до величин, при которых процесс горения прекращается, возможно при введении в систему веществ, связывающих инициирующие реакцию горения активные центры. В результате связывания активных центров увеличивается энергия активации и горение прекращается.

Вещества, которые способны связывать активные центры и тормозить реакцию горения называются ингибиторами горения, а прекращение горения путем введения ингибиторов называется химическим торможением реакции горение или ингибированием.

Таким образом, прекращение горения на пожаре может осуществляться следующими методами:

Методы прекращения горения на пожаре

Изменение концентрации реагентов в зоне реакции

Химическое торможение скорости реакции (повышение Е_акт)

Повышение коэффициента теплопередачи

Снижение температуры окружающей среды

Разведение системы одним из компонентов или прекращения доступа другого компонента

Введение в зону реакции химически активных ингибиторов

Повышение степени черноты пламени в зоне реакции (увеличение излучающей способности)

Введение веществ с высокой теплотой фазовых переходов (протекание эндотермических процессов)

— введение инертных веществ

— введение в зону реакции теплоемких компонентов Охлаждение зоны горения до температуры потухания и последующее охлаждение поверхности горючего вещества до безопасных температур

Источник

Что называется температурой потухания

МЧС РОССИИ
АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ
СЛУЖБЫ
УТВЕРЖДАЮ
Начальник кафедры
2005 г.
Фондовая лекция по дисциплине
«Физико-химические основы развития и тушения пожаров»
ТЕМА: ПРЕКРАЩЕНИЕ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ
Специальность 330400 «Пожарная безопасность»
Рассмотрена и одобрена
на заседании методической секции
протокол № от « »__________ 2005 г

План лекции

в этом случае скорость химических реакций в зоне горения зависит не только от температуры, но и от скорости диффузии горючих компонентов в зону реакции. В-третьих, при диффузионном горении на величину тепло­вых потерь от факела пламени существенно влияет конвективный тепло­обмен с окружающим пространством. В сумме эти потери для диффузион­ных пламен составляют около 40%, от всего тепла, выделяющегося в зоне горения.
Тем не менее, тепловая теория потухания даже в существенно упро­щенном виде дает удобный инструмент для физического обоснования спо­собов и средств прекращения горения на пожаре.
Согласно тепловой теории потухания задача прекращения пламенного горения сводится к снижению температуры в зоне химических реакций до температуры потухания. Это достигается путем нарушения теплового рав­новесия в зоне протекания химических реакций горения, т.е. нарушения баланса процессов тепловыделения и теплоотвода.
Аналитически зависимость интенсивности тепловыделения в единице объема (q+) от вида горючего, состава горючей смеси и температуры опи­сывается уравнением вида:

) излуче­нием и конвекцией в расчете на единицу объема описывается уравнением:

от температуры показаны на рис. 2.
Проекция точки пересечения графиков (т.1) на ось абсцисс соответст­вует температуре диффузионного пламени Тг. Очевидно, что в этой точке q+= qи процесс горения является устойчивым.

тт
Рис. 2. Зависимость интенсивности тепловыделения и теплоотво­да в зоне горения от температуры.
Рассмотрим причину устойчивости. Допустим, что в силу каких-либо причин температура понизилась до Т\, а законы тепловыделения и тепло­отвода не изменились (т.е. взаимное расположение графиков qи q

лось прежним). Из рис. 2 видно, что в этом случае интенсивность тепловы­деления станет больше интенсивности теплоотвода. Следовательно, систе­ма будет нагреваться более интенсивно, чем охлаждаться, и температура ее вернется к значению Гг. Если, например, по инерции, температура повы­сится до Т2, интенсивность охлаждения (q

) станет больше интенсивности тепловыделения (q+). Соответственно температура начнет понижаться, и система вновь самопроизвольно вернется в т.1.
Из всего сказанного следует, что для прекращения процесса горения недостаточно изменить только температуру, необходимо изменить пара­метры процессов тепловыделения и (или) теплоотвода.
Например, изменим интенсивность теплоотвода из зоны горения пу­тем увеличения коэффициента теплопередачи а или отношения S/V. Гра­фически это выразится в увеличении угла наклона прямой. Если степень изменения такова, что в итоге система перейдет в состояние, показанное на рис. 3, любое незначительное изменение температуры приведет к тому, что интенсивность теплоотвода станет больше интенсивности тепловыделения, т.е. процесс горения станет невозможным. Температура, соответствующая т.2, и является температурой потухания.

Рис. 3. Схема достижения температуры потухания увеличением ин­тенсивности теплоотвода в зоне горения.
Перевести систему в состояние, характеризуемое т.2, можно также путем воздействия на химическую реакцию горения, т.е. снижением ин­тенсивности тепловыделения (рис. 4).
Строго говоря, невозможно изменить интенсивность только одного из двух рассмотренных процессов, не затрагивая другой. При любом внеш­нем воздействии, в частности, при тушении пламени огнетушащими веще­ствами, интенсивности обоих процессов меняются одновременно. Однако степень изменения зависит от преобладающего механизма действия кон­кретного огнетушащего вещества. Это позволяет при иллюстрации тепло­вой теории считать данные процессы независимыми друг от друга (разуме­ется, весьма условно).

Рис. 4. Схема достижения температуры потухания уменьшением ин­тенсивности тепловыделения в зоне горения.

Необходимо отметить, что все эти рассуждения дают чисто качест­венное представление о механизме тушения пламени. Однако этого доста­точно для анализа различных способов прекращения горения на пожаре и механизмов действия различных огнетушащих веществ.
2. Физико-химические способы прекращения горения на пожаре
Физико-химические способы воздействия на qид’ вытекают из ана­лиза уравнений, которые описывают процессы тепловыделения и теплоот-вода. Действительно, среди тех параметров, которые определяют интен­сивность тепловыделения (см. уравнение 2) мы можем эффективно влиять на концентрации реагирующих веществ фг и

туры в этой зоне до температуры потухания, можно представить в виде схемы, показанной на рис. 5.

реаюищ резкая интенсификация теплоотвода повышением коэффициента черноты излучающих сред в зоне реакции; изъятие, внезапное физическое отделение, всех источников поджигания горючей смеси в зоне реакции. Но в некоторых частных случаях каждый из них может быть применен. Разбе­рем их более подробно.
Скорость химической реакции, определяющая в реакциях горения ин­тенсивность тепловыделения в зоне реакций, зависит от числа эффектив­ных соударений молекул горючего с молекулами окислителя. А количест­во соударений прямопропорционально количеству самих молекул в еди­нице объема зоны реакции.
В физике горения известны не только концентрационные пределы го­рения, но и пределы горения по давлению. Для большинства углеводород­ных горючих веществ нижний предел близок к ЮкПа. В специальных ус­ловиях удается поддерживать горение и при значительно более низких давлениях, почти до 0,1кПа. Для прекращения диффузионного горения, какое бывает при пожарах, вполне достаточным было бы понижение дав­ления даже на 0,04-Ю,05 кПа. При таком разрежении интенсивность тепло­выделения резко снизится, температура в зоне реакции понизится до Тпот и горение прекратится. Таким способом можно прекратить горение в неко­торых технологических установках и аппаратах, а также при пожарах в пи­лотских кабинах самолетов, в кабинах космических кораблей и на орби­тальных станциях.
При горении некоторых веществ (например, водорода, магния) темпе­ратура пламени очень высока и, в соответствии с законом Стефана-Больцмана, количество отводимого из зоны горения тепла должно быть очень велико. Однако пламена этих веществ, как правило, бесцветны и их коэффициент черноты очень низок. Поэтому теплопотери излучением из зоны реакции не так велики, как могли бы быть. Введение специальных

добавок в пламя, которые повысили бы ее излучающую способность, при­вело бы к резкому увеличению интенсивности теплоотвода из зоны реак­ции, что в свою очередь привело бы к быстрому прекращению процесса горения. Однако эти методы прекращения горения представляют собой редкие частные случаи, на которых мы для краткости останавливаться не будем, равно как и на механизме внезапного отделения источников вос­пламенения от зоны горения.
Наиболее естественным и «прямым» способом прекращения горения является снижение интенсивности тепловыделения. Как мы уже видели, это можно сделать только двумя путями: изменением концентраций реаги­рующих компонентов фг и фок или изменением к0 и Е.
Способы изменения состава смеси в зоне протекания реакций горения, как правило, сводятся к прекращению доступа в эту зону горючего. Про­стейшие из них заключаются в перекрывании вентилей на трубопроводах горючего газа или закрывании емкостей небольших размеров металличе­ским листом и т.п. Однако реализовать его на практике удается лишь в сравнительно редких случаях. Одним из частных способов прекращения доступа горючего в зону горения, который осуществляется одними техни­ческими средствами, без применения огнетушащих веществ является ту­шение пожаров на резервуарах с горючей жидкостью, методом ее переме­шивания. Он сводится к следующему.
Как известно, при горении жидкостей со свободной поверхности, го­рючее в зону горения поступает за счет испарения его из верхних, горячих слоев. В нижних слоях температура ниже, чем в поверхностном слое. Ин­тенсивным механическим перемешиванием можно добиться того, что во­преки законам естественной конвекции, на поверхность поступят холод­ные нижние слои. По мере понижения температуры жидкости в поверхно­стном слое, концентрация горючего в зоне горения уменьшается, интен-

сивность тепловыделения q падает, снижается и температура пламени. В свою очередь это приводит к снижению интенсивности теплового потока •. от факела пламени к зеркалу жидкости. Это еще больше уменьшает интен­сивность парообразования и приводит к дальнейшему разбавлению, обед­нению горючим зоны реакции. Когда в результате всех этих взаимосвязан­ных процессов температура в зоне реакции понизится до температуры по­тухания, пламенное горение прекратится.
Такой способ прекращения горения может быть достаточно эффекти­вен при тушении резервуаров с нефтепродуктами, если начальная (до по­жара) температура жидкости ниже температуры воспламенения. Он был предложен еще в 1903 г. русским инженером А.Г. Лораном. Большие тео­ретические и экспериментальные исследования были проведены в 50-х го­дах XX века. Их результаты обобщены в монографии В.И. Блинова и Г.Н. Худякова. Основные параметры для расчета установок тушения резервуа­ров с нефтепродуктами методом перемешивания приведены в работе [1].
В принципе, возможно тушение пламени и переобогащением горючей смеси в зоне реакции, т.е. более интенсивной подачей горючего в зону ре­акции горения. Но так как на пожарах, как правило, доступ окислителя в зону реакции горения очень велик и трудно регулируем, то увеличение ин­тенсивности подачи горючего не приведет к переобогащению смеси и ту­шению пожара, а наоборот, интенсифицирует процесс горения за счет уве­личения размеров факела пламени. Переобогащением возможно тушение пламени лишь в замкнутых объемах с сильно ограниченным доступом воз­духа. В тех случаях, когда снижать интенсивность подачи воздуха в зону горения удается, этим пользуются, раньше при тушении пожаров в подва­лах, туннелях, шахтах, трюмах и т.п. Это приводит к обеднению зоны го­рения окислителем (или относительному переобогащению ее горючим), интенсивность горения снижается и пламя гаснет. Все это объясняется тем,

что скорость реакции (а стало быть, и интенсивность тепловыделения, и температура пламени, и скорость распространения пламени) имеет макси­мальное значение лишь в области стехиометрических концентраций. Они уменьшаются как при обедненц%, так и при обогащении смеси.
При достижении предельных значений на верхнем или нижнем преде­ле температура в зоне протекания реакции горения понижается до темпе­ратуры потухания пламени и горение прекращается.
Необходимо отметить, что на практике тушение переобогащением чревато объемной вспышкой (взрывом) т.к. при последующем обязатель­ном вентилировании помещения смесь снова проваливается в область вос­пламенения.
Все другие способы тушения пламени, по какому бы механизму пре­кращения процесса горения они не осуществлялись, так или иначе связаны с применением специальных огнетушащих веществ.
3. Классификация огнетушащих веществ. Условия необходимые и достаточные для прекращения горения.
Каждое вещество, примебняемое для прекращения горения, обладает набором механизмов огнетушащего действия. При этом какой-то один ме­ханизм является доминирующим. Традиционно, огнетушащие вещества делят на охлаждающие, изолирующие, разбавляющие, ингибирующие. Эта классификация сложилась в те времена, когда для тушения пожаров при­менялись в основном вода, пены, диоксид углерода и несколько хладонов (фреонов). В нее не вписываются современные огнетушащие вещества, та­кие как порошковые и аэрозолеобразующие составы, перегретая вода.
Действие любого огнетушащего вещества сводится, прямо или кос­венно, к понижению температуры пламени до температуры потухания, т.е. к охлаждению зоны горения. При этом одни из них воздействуют главным образом на процессы, протекающие непосредственно в объеме зоны горе-

ния и практически не затрагивают поверхность конденсированного горю­чего. Это вещества, применяемые в газо- и парообразном состоянии (него­рючие газы, химически активные ингибиторы), аэрозоли и т.д. Другие ока­зывают косвенное воздействие на процессы, протекающие в газовой фазе. С их помощью уменьшают выход горючих газов путем охлаждения по­верхности горючего или ее изолирования от зоны горения. Кроме того, не­которые огнетушащие вещества способны работать одновременно в газо­вой фазе и на поверхности горючего. Например, распыленная вода в зави­симости от размера капель может: полностью испаряться в пламени, ока­зывая чисто объемное действие; частично испаряется в пламени, оказывая и объемное и поверхностное действие; практически не взаимодействовать с пламенем, оказывая чисто поверхностное действие.
Выбор огнетушащих веществ и способов их подачи зависит от того, какие условия необходимы и достаточны для прекращения горения данно­го вида горючего вещества, в данных условиях пожара.
Как правило, на пожаре приходится иметь дело с газообразными, жидкими и твердыми горючими веществами. Их обозначают как очаги класса С, В и А соответственно.
Так, для прекращения горения газов необходимо и достаточно ото­брать тепло непосредственно от зоны горения так, чтобы температура фа­кела понизилась до температуры потухания. Охлаждать исходное горючее или окислитель, в данном случае, бесполезно т.к. газы воспламеняются и горят при любой реально достижимой температуре. При этом механизмы отбора тепла в объеме пламени зависят от применяемого огнетушащего вещества. Подавать огнетушащие вещества в зону горения можно различ­ными техническими средствами как извне, так и вместе с потоком горюче­го или окислителя. Например, на тушение газового фонтана воду можно подавать извне лафетными стволами, автомобилями газоводяного туше-

ния, а также закачкой внутрь фонтанирующей скважины. Существуют технические средства подачи в горящий газовый фонтан химически актив­ных ингибитров, негорючих газов. Наиболее эффективным способом ту­шения пламени газового фонтана является импульсная (залповая) подача огнетушащего порошка в объем зоны горения.
Необходимым условием для тушения жидкости также является прекращение горения в газовой фазе. Если удается создать условия, тре­буемые для потухания пламени во всем объеме зоны горения одновремен­но, то, при отсутствии внешних источников зажигания и температуре ок­ружающей среды ниже температуры самовоспламенения, этого будет так­же и достаточно для тушения пожара. Это достигается подачей огнетуша­щих веществ объемного или объемно-поверхностного действия (газовых или порошковых составов) различными техническими средствами либо непосредственно в зону горения, либо в объем помещения (газовых или аэрозолеобразующих составов).
Вместе с тем, прекратить горение жидкости можно уменьшая ско­рость испарения путем отвода тепла не от пламени, а от поверхностного слоя. По мере уменьшения концентрации горючего в зоне горения темпе­ратура пламени понижается. Если температуру поверхности понизить до температуры вспышки, концентрация горючего над поверхностью упадет до нижнего концентрационного предела, температура пламени достигнет температуры потухания и горение прекратится. Это условие является дос­таточным для тушения жидкостей.
Сравнение интенсивностей теплоотвода, требуемых для понижения температуры пламени жидкости до температуры потухания при разных способах подачи огнетушащего вещества, показывает, что жидкость энер­гетически более выгодно тушить охлаждением поверхностного слоя. На­пример, интенсивность теплоотвода, требуемая для охлаждения поверхно-

Наличие минимума на зависимости vya =J<J) обусловлено характером «кривой тушения». Из рис. 6а следует, что на левом участке кривой, до резкого перегиба, незначительное увеличение интенсивности подачи отно­сительно JKp приводит к резкому уменьшению времени тушения. Удельный расход также снижается. После перегиба время тушения с ростом интен­сивности подачи изменяется мало. При этом, чем больше интенсивность подачи, тем меньше зависит от нее время тушения. Соответственно, уве­личение интенсивности подачи на этом участке кривой приводит к росту удельного расхода (рис. 66). Поскольку удельный расход характеризует затраты огнетушащего вещества, интенсивность подачи, при которой он минимален, считает

Источник