Что необходимо для поддержания процесса горения

Условия возникновения горения и пожара

Возгорания никогда не происходят просто так. Этому всеразрушающему физическому явлению предшествует реакция нескольких компонентов, которая и создает условия возникновения горения. Именно на них обращено внимание в нашей статье. Данный вопрос является актуальным, так как от соблюдения мер безопасности зависит жизнь и здоровье людей.

Причины появления

Появляются пожары в тех случаях, когда людьми нарушаются правила пожарной безопасности. Именно человеческий фактор является основной причиной появления подобных ситуаций.

Вам будет интересно: Что такое фитопланктон: понятие, виды, распространение и среда обитания

Перечислим условия, необходимые для возникновения горения: наличие кислорода, горючего вещества, источника воспламенения. Некоторые материалы могут воспламеняться даже без кислорода, к примеру, в атмосфере брома или хлора.

Важные моменты

Вам будет интересно: Мультиагентные системы: структура, принципы построения, применение. Искусственный интеллект

Горючие вещества могут находиться в виде пыли, газов, жидкостей, твердых соединений. Сера, водород, углерод, фосфор, которые входят в состав горючих материалов, окисляются при горении, образуя продукты распада. Они могут представлять серьезную опасность для здоровья и жизни человека. К примеру, смертельной дозой для людей будет вдыхание на протяжении нескольких минут горячего воздуха 0,4 % угарного газа (при 70 °С).

Тепловая энергия, выделяющаяся во время пожара, оказывает разрушительное действие на технологическое оборудование и строительные конструкции. Результатом подобных явлений становятся взрывы и аварии.

Так как условия возникновения горения и пожара связаны с доступом кислорода, важно исключить его поступление для предотвращения огненной стихии. Сделать это весьма проблематично. Поэтому при продумывании противопожарных мероприятий специалисты стараются использовать менее горючие материалы, ограничивать вероятность появления источника воспламенения.

Классификация веществ по горючести

Вам будет интересно: Выдающийся кораблестроитель и академик Крылов Алексей Николаевич

В зависимости от горючести выделяют несколько групп:

Несгораемые (негорючие), которые не обугливаются и даже не тлеют.

Сгораемые (горючие). Воспламеняются под воздействием огня. После удаления провоцирующего фактора они продолжают гореть самостоятельно.

К группе горючих веществ относят легковоспламеняющиеся материалы и соединения. Им для воспламенения достаточно 30 о С воздействия от источника зажигания с минимальной энергией (искры, спички, тлеющей сигареты, пламени). Легковоспламеняющимися считают жидкости, у которых температура вспышки не превышает 61 °С в закрытом тигле.

Вспышка — это быстрое сгорание смеси, при котором не допускается переход в стационарное пламя. Предел распространения огня связан со способностями строительных конструкций гореть самостоятельно. Многие бытовые материалы являются сгораемыми, это важно учитывать при разработке проектов.

Огонь — враг человека

Рассуждая о том, какие условия необходимы для возникновения горения, нельзя оставить без внимания вопрос, касающийся последствий пожаров.

Если безответственно относиться к процессу жизнедеятельности, не соблюдать нормы пожарной безопасности, пытаться применять огонь для разрушения (вооруженных конфликтов, поджогов), терять контроль над процессом горения, пламя превратится с серьезного врага.

Факторы горения

Если основные условия возникновения горения связаны с наличием кислорода, источником зажигания и воспламеняемого вещества, то опасные факторы могут быть следующими:

ожоги дыхательных путей при высокой температуре воздушной нагретой массы;

воспламенение открытым огнем одежды, горючих материалов;

потеря сознания и гибель человека из-за вдыхания угарного газа;

отравление организма ядовитыми веществами, получаемыми при горении синтетических веществ;

из-за дыма снижается видимость, появляются сложности при эвакуации людей;

при обрушении зданий возможна гибель человека.

Стоит упомянуть и о том, что из-за поражающих факторов пожара сгорают предметы и объекты, они разрушаются, обугливаются, выходят из эксплуатации.

Вам будет интересно: Виды, сущность и понятие национальной безопасности РФ

Условия для возникновения процесса горения: температура и доступ кислорода воздуха. При их нарушении возможна гибель людей, уничтожение технологического оборудования.

Среди вторичных последствий пожаров необходимо отметить взрывы, утечку ядовитых либо загрязняющих веществ в окружающую среду. Существенный ущерб помещениям, которые не подвергались возгоранию, может принести вода, используемая для тушения источника возгорания. Среди серьезных экономических и социальных последствий можно выделить прекращение функционирования объекта промышленного значения.

Виды горения

Под этим процессом подразумевают химическую быстропротекающую реакцию окисления либо соединения кислорода воздуха и горючего материала. Сопровождается она выделением света, тепла, газа.

Однако существуют и другие виды взаимодействий. При некоторых из них свет и тепло могут образовываться даже без присутствия кислорода. Процесс горения может быть не только реакцией соединения, но и разложения.

Рассматривая условия возникновения горения, отметим, что использование чистого кислорода существенно ускоряет процесс. При его снижении пожар замедляется. Именно поэтому, продумывая условия возникновения и прекращения горения, важно учитывать процентное содержание кислорода в применяемой смеси (окислитель), а также правильно пользоваться источниками воспламенения, горючими материалами. Что можно предпринять, когда возгорание произошло? Здесь все строится на одном принципе: если устранить один из трех основных факторов или нарушить между ними связь, то пожар прекратится.

Анализируя условия для возникновения процесса горения, заметим, что максимальную опасность для здоровья представляет неполное горение. Оно сопровождается выделением взрывоопасных и ядовитых смесей.

Требования к ППБ

Для того чтобы сохранить здоровье, уберечь имущество от уничтожения, граждане должны знать и соблюдать основные правила пожарной безопасности. Они обязаны:

следить за исправностью электрической проводки;

не захламлять балконы, подвалы, лоджии легковоспламеняющимися материалами;

знать правила обращения с огнетушителем, иными средствами устранения пожаров.

«Перечислите условия возникновения горения» — данный вопрос учитель химии адресует своим ученикам в рамках школьного курса. Обучающиеся не только перечисляют их, но и останавливаются на тех правилах безопасности, соблюдение которых гарантирует сохранение здоровья. Тем более их должны знать взрослые.

Полезные советы

Важно не только знать причины возникновения — и каковы условия прекращения горения, необходимо также усвоить, хотя бы для того, чтобы предпринять первые спасательные шаги.

Если в доме загорается ацетон, бензин, иные легковоспламеняющиеся жидкости, необходимо воспользоваться воздушно-пенным огнетушителем. В случае его отсутствия для ликвидации пожара применяется плотная ткань либо вещи, предварительно смоченные водой.

Также для устранения очага возгорания можно использовать метод захлестывания. Ветками, одеждой, палками ударяют по кромке образующегося огня.

В случае обнаружения пламени нужно незамедлительно обратиться в пожарную часть.

Варианты пожаров

В лесу источники могут появляться при неосторожной деятельности человека, а также в результате природных явлений (молнии). Подобные пожары в жаркую сухую погоду могут принимать масштабы настоящего стихийного бедствия. Выделяют два варианта пожаров: лесной (верховой либо низовой) и торфяной.

Первый вариант, как правило, появляется в лиственных лесах. Скорость распространения огня в таких случаях незначительна, высота пламени достигает 2 метров. Для хвойных лесов характерны верховые пожары. В случае ветряной погоды скорость распространения пламени доходит до 25-30 км/ч.

Появляется второй вид пожара на естественных либо осушенных торфяниках. Для них характерно продолжительное тление торфа, появление задымленного воздуха. Данное вещество является легковоспламеняющимся полезным ископаемым, поэтому высока опасность подобных пожаров.

Результаты статистических исследований свидетельствуют о том, что причиной большего количества лесных возгораний является человеческий фактор.

Для предотвращения подобной опасности необходимо строго соблюдать противопожарный режим, особенно в сухой период, когда высока угроза быстрого распространения пожара.

Порядок действий при появлении пожара

Граждане должны в строениях и помещениях, которые являются их собственностью, иметь первичные средства для тушения пожаров. В случае обнаружения очага пламени незамедлительно сообщать о случившемся в пожарную охрану.

После прибытия бригады спасателей обеспечивать свободный доступ для ликвидации очага возгорания. Кроме того, предполагается обязательное исполнение всех постановлений, предписаний, иных законных требований от должностных лиц пожарного и государственного надзора.

Противопожарные мероприятия

При проектировании строительных конструкций важно учитывать тот факт, что огонь может распространяться между зданиями, а также непосредственно по ним. Необходимо предусматривать разделение помещений на пожарные отсеки специальными перекрытиями, обустраивать преграды для последующего распространения огня. Также организуются противопожарные ворота и двери.

Существуют определенные требования, которые предъявляются к противопожарным преградам по высоте, толщине стен. К примеру, стены могут не возвышаться над крышей, если для ее сооружения применяются горючие материалы.

Если здание делится на пожарные отсеки, в таком случае противопожарной должна быть такая стена, которая имеет более широкий и высокий отсек.

В помещениях с подвесными потолками противопожарные перегородки должны делить пространство над ними.

Для проведения расчетов необходимо учитывать, чтобы площадь пола способствовала обеспечению тушения пожара различными средствами защиты за то время, которое бы не превышало времени утраты основными конструкционными элементами несущей способности.

Для исключения либо снижения опасности распространения пожара на ближайшие объекты между сооружениями и зданиями должны быть безопасные расстояния, называемые противопожарными разрывами.

Размеры их определяются с учетом категорий пожарной безопасности помещений и степени огнестойкости сооружений. На любом предприятии обязательным является проведение инструктажей для всех сотрудников с записью в журнал по ППБ.

О каких условиях возникновения и прекращения горения объясняется в правилах по технике безопасности, мы выяснили. Надеемся, что наша статья поможет вам защитить себя и своих близких от такого коварного врага, как пожар.

Источник

Пожар и его развитие. Прекращение горения

Общие понятия о процессе горения

Горение – экзотермическая реакция окисления горящего вещества, сопровождающаяся хотя бы одним из 3-х факторов:

Треугольник горения

Необходимы 3 условия для горения:

В зависимости от среды горения различают 2 вида горения:

Самовозгорание присуще многим горючим веществам и материалам. Эта отличительная особенность данной группы материалов.

Самовозгорание может быть:

Тепловое самовозгорание выражается в аккумуляции материалом тепла, в процессе которого происходит самонагревание материалов. Температура самонагревания вещества или материала является показателем его пожароопасности. Для большинства ГВ этот показатель лежит в пределах 80 0 – 1500 С.

Общие понятия о пожаре

Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий, помимо горения, явления массо- и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве.

Распределение пожаров на группы и виды по сходствам или различиям называется классификацией.

Классификация – искусственная, если она объединяет пожары по внешним (случайным) признакам, и естественная, если она группирует пожары на основе их объективной внутренней связи и общих признаков развития. Естественная классификация пожаров считается научной, она позволяет предопределить закономерность тактики тушения различных видов пожара.

Пожары классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие классы:

1) пожары твердых горючих веществ и материалов (А);

2) пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов (В);

4) пожары металлов (D);

5) пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (Е);

6) пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (F).

Под распространяющимися пожарами понимают такие пожары, у которых происходит увеличение геометрических размеров (длины, высоты, ширины, радиуса) во времени.

Под нераспространяющимися пожарами понимают такие пожары, у которых геометрические размеры остаются неизменными во времени.

Подземными пожарами называются пожары, расположенные ниже уровня земли, на любой глубине.

Под средневысотными пожарами понимают пожары, расположенные выше уровня поверхности земли, то есть до высоты, которая достигается при использовании пожарных автолестниц и подъемников.

Высотными пожарами называются пожары, расположенные выше 30 метров от уровня поверхности земли.

На водных пространствах ( акваториях ) : пожары морских, речных судов, а также нефтегазодобывающих платформ и др.

Пространство, в котором развивается пожар, можно условно разделить на три зоны:

Зона горения характеризуется геометрическими и физическими параметрами: площадью, объемом, высотой, горючей загрузкой, скоростью выгорания веществ (линейная, массовая, объемная) и др.

Зона теплового воздействия – часть, примыкающая к зоне горения. В этой части происходит процесс теплообмена между поверхностью пламени и окружающими строительными конструкциями, материалами. Передача тепла осуществляется конвекцией, излучением, теплопроводностью. Границы зоны проходят там, где тепловое воздействие приводит к заметному изменению состояния материалов, конструкций и создает невозможные условия для пребывания людей без средств тепловой защиты.

Зона задымления – пространство, которое заполняется продуктами сгорания (дымовыми газами) в концентрациях, создающих угрозу для жизни и здоровья людей, затрудняющих действия пожарных подразделений при работе на пожарах.

Опасные факторы пожара

ОПАСНЫЙ ФАКТОР ПОЖАРА – фактор пожара, воздействие которого на людей и (или) материальные ценности может привести к ущербу.

Опасными факторами, воздействующими на людей и материальные ценности, являются:

К вторичным проявлениям опасных факторов пожара, воздействующим на людей и материальные ценности, относятся:

Читайте в отдельной статье больше информации:

Условия и механизм прекращения горения

Для прекращения горения необходимо либо снизить тепловыделение в зоне горения фронта пламени, либо увеличить теплоотвод из зоны горения.

Это может быть достигнуто различными путями:

Охлаждением поверхности горючего вещества или материала;

Изоляцией зоны горения от источника горючих газов, паров и окислителя (например, герметизацией либо горящего вещества, либо объема, в котором протекает процесс горения);

Разбавлением горючих газов, паров и окислителя, поступающих в зону горения инертными газами;

Ингибированием процессов горения (т.е. введением в исходную горючую смесь или в зону горения ингибиторов цепных реакций окисления).

Огнетушащее вещество (ОТВ) – это вещество, обладающее физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.

Применяемые огнетушащие вещества и способы тушения

Основные характеристики огнетушащих веществ

Огнетушащая эффективность – это минимальное количество ОТВ, израсходованное на тушение модельного очага пожара данного класса. Для объемного способа тушения огнетушащая эффективность различных ОТВ зависит от многих факторов: природы горючего вещества, условий горения, свойств ОТВ, способов его применения и т.д.

Интенсивность подачи огнетушащего вещества (I) – это расход ОТВ во времени на единицу защищаемой поверхности или объема. Размерность при поверхностном способе тушения – [Is, кг/(с · м2) или л/(с · м2)], для объемного способа – [I v, кг/(с · м3) или л/(с · м3)], для линейного способа [I л, л/(с · м)]. I = Qотв / (П · τт · 60);

Удельный расход ОТВ (qуд) – это количество огнетушащего вещества (кг, л), которое требуется на единицу расчетного параметра пожара (м3, м2, м) для его успешного тушения:

Краткая характеристика, область применения огнетушащих веществ.

Вода – основное огнетушащие вещества охлаждения, наиболее доступные и универсальное.

Вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар.

(из 1л воды образуется 1700 л пара). Благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.

Углекислота – тяжелея воздуха в 1,5 раза, без запаха.

ВМП – воздушно механическая пена.. – образуется из раствора воды с пенообразователем ПО-1.

Обладает: стойкостью, дисперстностью, кратностью, вязкостью, охлаждающими и изолирующими свойствами.

Тонко распыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) – для получения ее применяют насосы, создающие давление свыше 2-3 МПа (20-30 атм) и специальные стволы распылители.

Диоксид углерода применяется для тушения пожаров электрооборудования и электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т.п. Однако им, как и твердый углекислотой, категорически запрещено тушение щелочных и щелочно-земельных материалов.

Азот главным образом применяется в стационарных установках пожаротушения для тушения натрия, калия, бериллия и кальция. Для тушения магния. Лития, алюминия, циркония применяют аргон, а не азот. Диоксид углерода и азот хорошо тушат вещества, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо тушат вещества и материалы, способные тлеть (древесина, бумага). К недостаткам диоксида углерода и азота как огнетушащих веществ следует отнести их высокие огнетушащие концентрации и отсутствие охлаждающего эффекта при тушении.

Источник

Пожар и его развитие. Способы прекращения горения на пожаре.

Пожар и его развитие

Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления массо- и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве.

Эти явления взаимосвязаны и характеризуются параметрами пожара: ско­ростью выгорания, температурой и т. д. и определяются рядом условий, многие из которых носят случайный характер.

Явления массо- и теплообмена на­зывают общими явлениями, характер­ными для любого пожара независимо от его размеров и места возникнове­ния. Только ликвидация горения мо­жет привести к их прекращению. При пожаре процесс горения в течение достаточно большого промежутка вре­мени не управляется человеком. След­ствием этого процесса являются боль­шие материальные потери.

Общие явления могут привести к возникновению частных явлений, т. е. таких, которые могут или не могут про­исходить на пожарах. К ним относят: взрывы, деформацию и обрушение тех­нологических аппаратов и устано­вок, строительных конструкций, вски­пание или выброс нефтепродуктов из резервуаров и другие явления.

Возникновение и протекание част­ных явлений возможно лишь при соз­дании на пожарах определенных благоприятных для этого условий. Так, деформация или обрушение стро­ительных конструкций происходят лишь в зданиях или на открытых про­изводственных установках, чаще при большой продолжительности пожа­ров; вскипание или выброс нефтепро­дуктов лишь при горении темных и обводненных нефтепродуктов или при наличии подтоварной воды (водяной подушки) и т.д.

Пожар сопровождается еще и социальными явлениями, наносящими обществу не только материальный, но и моральный ущерб. Гибель людей, термические травмы и отравления токсичными продуктами горения, воз­никновение паники на объектах с массовым пребыванием людей и т. п.– тоже явления, происходящие на по­жарах. И они тоже частные, так как вторичны от общих явлений, сопро­вождающих пожар. Это особая группа явлений, вызывающая значительные психологические перегрузки и даже стрессовые состояния у людей.

Статистический учет пожаров, ве­дущийся в нашей стране и других развитых странах, позволяет выявить примерное распределение ущерба и гибели людей по зданиям различного назначения от опасных факторов пожара, Под опасным фактором пожа­ра понимают фактор пожара, воз­действие которого приводит к трав­мам, отравлению или гибели челове­ка, а также к уничтожению (по­вреждению) материальных ценностей.

Опасными факторами пожара (ОФП), воздействующими на людей, являются:

Гибель людей в основном происхо­дит на ранних стадиях развития пожа­ра преимущественно от удушья. Чаще всего на пожаре погибают дети, пожилые люди и инвалиды.

Рост числа пожаров, величина материального ущерба и человеческих жертв определяются концентрацией производства, увели­чением производительности ранее из­вестных и созданием новых, опасных в пожарном отношении технологий, увеличением плотности населения, уровнем оснащенности пожарных ча­стей, несвоевременностью принятия мер и т. д.

Таким образом, на пожарах проис­ходят различные явления, взаимо­связанные друг с другом. Они проте­кают на основе общих физико-химических и социально-экономичес­ких законов, характеризуются соответ­ствующими параметрами, знание ко­торых позволяет определить количест­венные характеристики каждого явле­ния, необходимые для качественной оценки обстановки на пожаре (фор­мирования вывода на основе обобще­ния и анализа сведений о явлениях, сопровождающих пожар) и принятия оптимального решения на его тушение. С целью детального изучения пожа­ров и разработки тактики борьбы с ними все пожары классифицируются по группам, классам и видам. Класси­фикация их производится на основе распределения по признакам сходства и различия.

Классификация пожаров.

По условиям массо- и теплообмена с окружающей средой все пожары разделены на две большие группы – на открытом пространстве и в ограждениях.

В зависимости от вида горящих материалов и веществ пожары разделены на классы А, В, С, D, Е, F и подклассы А1, А2, В1, В2, Д1, Д2 и ДЗ.

К пожарам класса А относится горение твёрдых веществ. При этом, если горят тлеющие вещества, например древесина, бумага, текстильные изделия и т.п., то пожары относятся к подклассу А1; неспособные тлеть, например пластмассы, – к подклассу А2.

К классу В относятся пожары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Они будут относиться к подклассу В1, если жидкости нерастворимы в воде (бензин, дизтопливо, нефть и др.) и к подклассу В2 – растворимые в воде (например, спирты).

Если горению подвержены газы, например водород, пропан и др., то пожары относятся к классу С, при горении же металлов – к классу Д. Причём подкласс Д1 выделяет горение лёгких металлов, например алюминия, магния и их сплавов; Д2– щелочных и других подобных металлов, например натрия и калия; ДЗ – горение металлосодержащих соединений, например металлоорганических, или гидридов.

К классу Е относится горение материалов в электрических установках под напряжением.

К классу F относятся пожары ядерных материалов, радиоактивных веществ и радиоактивных отходов.

По признаку изменения площади горения пожары можно разделить на распространяющиеся и нераспространяющиеся.

Классифицируют пожары по размерам и материальному ущербу, по продолжительности и другим признакам сходства или различия.

Кроме того, в классификации следует отдельно выделить подгруппу пожаров на открытых пространствах – массовый пожар, под которым понимают совокупность отдельных и сплошных пожаров в населённых пунктах, крупных складах горючих материалов и на промышленных предприятиях. Под отдельным пожаром подразумевается пожар, возникающий в отдельном здании или сооружении. Одновременно интенсивное горение преобладающего числа зданий и сооружений на данном участке застройки принято называть сплошным пожаром. При слабом ветре или при его отсутствии массовый пожар может перейти в огневой шторм.

Огневой шторм – это особая форма пожара, характеризующаяся образованием единого гигантского турбулентного факела пламени с мощной конвективной колонкой восходящих потоков продуктов горения и нагретого воздуха и притоком свежего воздуха к границам огневого шторма со скоростью не менее 14 – 15 м/с.

Пожары в ограждениях можно разделить на два вида: пожары, регулируемые воздухообменом, и пожары, регулируемые пожарной нагрузкой.

Под пожарами, регулируемыми вентиляцией, понимают пожары, которые протекают при ограниченном содержании кислорода в газовой среде помещения и избытке горючих веществ и материалов. Содержание кислорода в помещении определяется условиями его вентиляции, т.е. площадью приточных отверстий или расходом воздуха, поступающего в помещение пожара с помощью механических систем вентиляции.

Под пожарами, регулируемыми пожарной нагрузкой, понимают пожары, которые протекают при избытке кислорода воздуха в помещении и развитие пожара зависит от пожарной нагрузки. Эти пожары по своим параметрам приближаются к пожарам на открытом пространстве.

По характеру воздействия на ограждения пожары подразделяются на локальные и объёмные.

Локальные пожары характеризуются слабым тепловым воздействием на ограждения и развиваются при избытке воздуха, необходимого для горения, и зависят от вида горючих веществ и материалов, их состояния и расположения в помещении.

Объёмные пожары характеризуются интенсивным тепловым воздействием на ограждения. Для объёмного пожара, регулируемого вентиляцией, характерно наличие между факелом пламени и поверхностью ограждения газовой прослойки из дымовых газов, процесс горения происходит при избытке кислорода воздуха и приближается к условиям горения на открытом пространстве. Для объёмного пожара, регулируемого пожарной нагрузкой, характерно отсутствие газовой (дымовой) прослойки между пламенем и ограждением.

Объёмные пожары в ограждениях принято называть открытыми пожарами, а локальные пожары, пожары, протекающие при закрытых дверных и оконных проёмах, – закрытыми.

Основные параметры пожара.

Каждый пожар представляет собой единственную в своем роде ситуацию, определяемую различными событиями и явлениями, носящими случайный харак-тер, например изменение направления и скорости ветра во время пожара и т.п. Поэтому точно предсказать развитие пожара во всех деталях не представляется возможным. Однако пожары обладают общими закономерностями, что позволяет построить аналитическое описание общих явлений пожаров и их параметров.

Основные явления, сопровождающие пожар – это процессы горения, газо- и теплообмена. Они изменяются во времени, пространстве и характеризуются параметрами пожара. Пожар рассматривается как открытая термодинамическая система, обменивающаяся с окружающей средой веществами и энергией.

Рассмотрим основные параметры, характеризующие процесс горения.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горения на пожаре, относятся:

Под пожарной нагрузкой понимают количество теплоты, отнесённое к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании на пожаре.

Под скоростью выгорания понимают потерю массы материала (вещества) в единицу времени при горении. Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчёте на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания, кг/(м 2 ×с).

Линейная скорость распространения горения (пожара) представляет собой физическую величину, характеризуемую поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени. Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от начальной температуры, способности горючего к воспламенению, интенсивности газообмена на пожаре, плотности теплового потока на поверхности веществ и материалов и других факторов.

Под температурой пожара в ограждениях понимают среднеобъёмную температуру газовой среды в помещении, под температурой пожара на открытых пространствах – температуру пламени. Температура пожаров в ограждениях, как правило, ниже, чем на открытых пространствах.

Одним из главных параметров, характеризующих процесс горения, является интенсивность выделения тепла при пожаре. Это величина, равная по значению теплу, выделяющемуся при пожаре за единицу времени. Она определяется массовой скоростью выгорания веществ и материалов и их теплового содержания. На интенсивность тепловыделения влияют содержание кислорода и температура среды, а содержание кислорода зависит от интенсивности поступления воздуха в помещение при пожарах в ограждениях и в зону пламенного горения при пожарах на открытых пространствах.

Если горение на пожаре не ограничивается притоком воздуха, интенсивность тепловыделения зависит от площади поверхности материала, охваченной горением. Площадь поверхности вещества или материала, охваченная горением, может оставаться в процессе пожара постоянной величиной или изменяется со временем.

При пожаре выделяются газообразные, жидкие и твёрдые вещества. Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения. Они распространяются в газовой среде и создают задымление.

Дым – это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскалённых твёрдых частиц. Объём выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.

Под дымообразованием на пожаре принимают количества дыма, м 3 /с, выделяемого со всей площади пожара.

Экспериментальным путём установлена зависимость видимости от плотности дыма, например, если предметы при освещении их групповым фонарём с лампочкой в 21 Вт видны на расстоянии до 3 метров (содержание твёрдых частичек углерода 1,5 г/м 3 ) – дым оптически плотный; до 6 метров (0,6-1,5 г/м 3 твёрдых частичек углерода) – дым средней оптической плотности; до 12 метров (0,1- 0,6 г/м твёрдых частичек углерода) – дым оптически слабый.

Условия прекращения горения. Принципы прекращения горения.

Процесс горения – быстро протекающие химические реакции окисления и физические явления, без которых горение невозможно, сопровождающиеся выделением тепла и свечением раскалённых продуктов горения с образованием пламени.

Пожар развивается на определённой площади или в объёме и может быть условно разделён на три зоны, не имеющих, однако, чётких границ: горения, теплового воздействия и задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в котором происходит подготовка горючих веществ к горению (подогрев, испарение, разложение) и их горение. Она включает в себя объём паров и газов, ограниченный собственно зоной горения и поверхностью горящих веществ, с которой пары и газы поступают в объём зоны горения. При беспламенном горении и тлении, например, хлопка, кокса, войлока, торфа и других твёрдых горючих веществ и материалов, зона горения совпадает с поверхностью горения. Иногда зона горения ограничивается конструктивными элементами – стенами здания, стенками резервуаров, аппаратов и т.д. Характерные случаи пожаров и зоны горения на них показаны на рис. 3.1. Зона горения является теплогенератором на пожаре, так как именно здесь выделяется всё тепло и развивается самая высокая температура. Однако процесс тепловыделения происходит не во всей зоне, а во фронте горения, и здесь же развиваются максимальные температуры. Внутри факела пламени температура значительно ниже, а у поверхности горючего материала ещё ниже. Она близка к температуре разложения для твёрдых горючих веществ и материалов и к температуре кипения жидкости для ЛВЖ и ГЖ. Схемы распределения температур в факеле пламени при горении газообразных, жидких и твёрдых веществ показаны на рис. 3.2.

Зоны горения на пожарах: а – при горении жидкости в резервуаре; б – при горении внутри зданий; в – при горении угля.

Распределение температур в пламени при горении:

а – газообразных веществ; б – жидкостей; в – твёрдых материалов.

Зона теплового воздействия.

Зоной теплового воздействия называется часть пространства, примыкающая к зоне горения, в котором тепловое воздействие приводит к заметному изменению материалов и конструкций и делает невозможным пребывание в нём людей без специальной тепловой защиты (теплозащитных костюмов, отражательных экранов, водяных завес и т.п.).

Если в зоне теплового воздействия находятся горючие вещества или материалы, то под действием тепловых потоков происходит их подготовка к горению, создаются условия для их воспламенения и дальнейшего распространения огня. С распространением зоны горения, границы зоны теплового воздействия расширяются, и этот процесс повторяется непрерывно.

Тепло из фронта горения распространяется в окружающее пространство, как конвекцией, так и излучением. Конвективные потоки горячих газов направлены преимущественно вверх, а количество тепла, переносимое ими в единицу времени, пропорционально градиенту температур между газом-теплоносителем и тепловоспринимающей средой, и коэффициенту теплообмена.

Зона теплового воздействия на внутренних пожарах будет меньше по размерам, чем на открытых, так как стены здания играют роль экранов, а площадь проёмов, через которые возмож­но излучение, невелика. Кроме того, дым, который выделяется на внутренних пожарах, резко снижает интенсивность излучения, поскольку является хорошей поглощающей средой. Направления передачи тепла в зоне теплового воздействия на открытых и внутренних пожарах также различны.

На открытых пожарах верхняя часть зоны теплового воздействия энергетически более мощная, поскольку конвективные токи и излучение совпадают по направлению. На внутренних пожарах направление передачи тепла излучением может не совпадать с передачей тепла конвекцией, поэтому зона теплового воздействия может состоять из участков, где действует только излучение или только конвекция или где оба вида тепловых потоков действуют совместно.

При ликвидации горения на пожарах необходимо знать границы зоны теплового воздействия. Ближней границей зоны теплового воздействия является зона горения, а дальняя определяется по двум показателям: или по термодинамической температуре в данной точке пространства или по интенсивности лучистого теплового потока. По температуре граница зоны теплового воздействия принимается в той части пространства, где температура среды превышает 60 ÷ 70°С. При данной температуре невозможно длительное пребывание людей и выполнение ими активных действий по тушению пожара.

Зоной задымления называется часть про­странства, примыкающая к зоне горения и заполненная дымовы­ми газами в концентрациях, создающих угрозу жизни и здо­ровью людей или затрудняющих действия пожарных подразделе­ний.

Зона задымления может частично включать в себя зону го­рения и всю или часть зоны теплового воздействия. Как пра­вило, зона задымления – самая большая часть пространства на пожаре. Это объясняется тем, что дым представляет собой аэрозоль (смесь воздуха с газообразными продуктами полного и непол­ного горения и мелкодисперсной твёрдой и жидкой фазой), по­этому он легко вовлекается в движение даже слабыми конвек­тивными потоками, а при наличии мощных конвективных потоков, которые наблюдаются на пожарах, дым разносится на значитель­ные расстояния.

Дым определяется как совокупность газообразных продуктов горения органических материалов, в которых рассеяны небольшие твёрдые и жидкие частицы. Это определение шире, чем большинство распространённых определений дыма.

Сочетание сильной задымлённости и токсичности представляет наибольшую угрозу тем, кто находится в здании, охваченном пожаром. Статистические данные позволяют сделать вывод о том, что более 50% всех смертельных исходов при пожарах можно отнести за счёт того, что люди находились в среде, заполненной дымом и токсичными газами.

За небольшими исключениями, дым образуется на всех пожарах. Дым уменьшает видимость, тем самым он может задержать эвакуацию людей, находящихся в помещении, что может привести к воздействию на них продуктов сгорания, причем в течение недопустимо длительного периода времени. При этих обстоятельствах люди могут быть поражены вредными составляющими дыма, даже находясь в мес­тах, удалённых от очага пожара. Влияние пониженного содержания кислорода и вдыхаемых, горячих газов становится весьма значительными лишь поблизости от пожара.

Особое значение зона задымления и изменение её параметров во времени имеет на внутренних пожарах, при пожарах в зданиях и помещениях.

На открытых пожарах дым, как правило, поднимается выше зоны действия людей и редко оказывает большое влияние на выполнение тактико-технических действий. Положение зоны задымления, зависит в основном от размеров площади пожара и метеорологических условий.

При горении в зоне реакции (тонкий светящийся слой пламени) выделяется теплота Q. Часть этого тепла передается внутрь зоны горения Q_Г, а другая – в окружающую среду Q_СР. Внутри зоны горения теплота расходуется на нагрев горючей системы, способствует продолжению процесса горения, а в окружающей среде тепловые потоки воздействуют на горючие материалы, конструкции и при определённых условиях могут вызвать воспламенение их или деформацию.

При установившемся горении в зоне реакции существует тепловое равновесие, которое выражается формулой:

Q – общее количество теплоты, выделенной в зоне реакции горения, кДж.

Каждому тепловому равновесию соответствует определённая температура горения Т_Г, которая иначе называется температурой теплового равновесия. При этом состоянии скорость тепловыделения равна скорости теплоотдачи. Данная температура не является постоянной, она изменяется с изменением скоростей тепловыделения и теплоотдачи.

Задача подразделений пожарной охраны заключается в том, чтобы конкретными действиями добиться такого понижения температуры в зоне реакции, при которой горение прекратится.

Ликвидация горения – это воздействие на тепловыделение и теплоотдачу. С уменьшением тепловыделения или с уменьшением теплоотдачи снижается температура и скорость реакции. При введении в зону горения огнетушащих веществ температура может достигнуть значения, при котором горение прекращается. Минимальная температура горения, ниже которой скорость теплоотвода превышает скорость тепловыделения и горение прекращается, называется температурой потухания.

В процессе тушения пожара условия потухания создаются: охлаждением зоны горения или горящего вещества, изоляцией реагирующих веществ от зоны горения, разбавлением реагирующих веществ, химическим торможением реакции горения.

В практике тушения пожаров чаще всего используют сочетание приведённых принципов, среди которых один является в ликвидации горения доминирующим, а остальные – способствующими.

Вид и характер выполнения действий по тушению пожара в определенной последовательности, направленных на создание условия прекращение горения, называют способом тушения пожара.

Способы тушения пожаров (прекращения горения) по принципу, на котором основано условие прекращения горения, подразделяются на четыре группы:

1) способы, основанные на принципе охлаждения зоны горения или горящего вещества;

2) способы, основанные на принципе изоляции реагирующих веществ от зоны горения;

3) способы, основанные на принципе разбавления реагирующих веществ;

4) способы, основанные на принципе химического торможения реакции горения.

Способы тушения пожара (прекращения горения) представлены на рис. 3.4.

Каждый из способов прекращения горения можно выполнить различными приёмами или их сочетанием. Например, создание изолирующего слоя на горящей поверхности легковоспламеняющейся жидкости может быть достигнуто подачей пены через слой горючего, с помощью пеноподъёмников, навесными струями и т.п.

Классификация огнетушащих веществ.

Огнетушащие средства по доминирующему принципу прекраще­ния горения подразделяются на четыре группы:

Наиболее распространённые огнетушащие вещества, относящие­ся к конкретным принципам прекращения горения, приведены ниже.

Огнетушащие вещества, применяемые для тушения пожаров

Источник