172735 Тверская обл., г.Осташков, пер.Советский, д.З

Версия для слабовидящих

Администрация МО

Город Осташков

Тверская область

Телефон:
+7 (48235) 5-68-17

[email protected]

Тема 17. Горение и пожароопасные свойства веществ. Пожароопасные свойства муки

Тема 17. Горение и пожароопасные свойства веществ

Социальное и экономическое значение вопросов пожарной безопасности

Пожары и взрывы причиняют значительный ущерб и в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель людей.

Большинство современных промышленных предприятий характеризуется повышенной пожарной опасностью, так как на них используется значительное количество легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, сжиженных горючих газов, твердых горючих материалов, большое количество емкостей и аппаратов в которых находятся пожароопасные продукты под давлением, разветвленная сеть трубопроводов, большая оснащенность производства электроустановками и др.

Учащению пожаров в общественных зданиях и сооружениях, а также в жилых помещениях способствует широкое использование в быту электроэнергии, радиоэлектроники и телевидения.

Процесс горения, виды горения

Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выделением тепла и излучения света.

Окислителем в процессахгорения обычно является газообразный кислород, находящийся в воздухе, но горение может быть и в среде хлора, брома, озона и других окислителей.

Для возникновения процесса горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника воспламенения. Горючее вещество и окислитель составляют горючую систему, а источник воспламенения вызывает в ней реакцию окисления (горения). При этом источник воспламенения должен обладать определенным запасом тепла и иметь температуру, достаточную для начала реакции.

Горючие системы могут быть однородными и неоднородными. К химическиоднороднымотносятся системы, в которых горючее вещество и воздух перемешаны друг с другом. К химическинеоднороднымотносятся системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхность раздела.

Во всех случаях для горения характерны три типичные стадии: возникновение, распространение и погасание пламени.

В зависимости от агрегатного состояния горючего и окислителя различают три вида горения:

— гомогенное горение газов и парообразных горючих веществ в среде газообразного окислителя; скорость его определяется скоростью химической реакции; такое горение может представлять собой взрыв иди детонацию;

— гетерогенное горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя;

— горение взрывчатых веществ и порохов.

Горючие вещества м. б. твердые (бумага, уголь, дерево)

жидкие (бензин, нефть. керосин)

газообразные (метан, пропан. водород)

Источники воспламенения : пламя, электрические искры

Понятие о вспышке. Самовоспламенение и самовозгорание

Вспышка— быстрое окисление горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание— возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение— возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовозгорание— процесс загорания горючего вещества в результате воздействия тепловых процессов окисления или жизнедеятельности микроорганизмов. Этот процесс возможен лишь при тепловыделении, превышающем теплоотдачу в окружающую среду. Самовозгоранию при атмосферном давлении и температуре подвержены большей частью вещества органического происхождения (торф, опилки, промасленная ветошь и др.). Эти материалы обладают большой пористостью и, следовательно, имеют большую поверхность окисления. При неправильной организации хранения таких материалов (в плохо вентилируемых помещениях, штабелях или просто навалом) создаются условия, при которых происходит саморазогрев и самовозгорание этих веществ; самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени называется самовоспламенением.

Взрыв — чрезвычайно быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Таким образом, возникновение горения веществ и материалов при тепловых воздействиях с температурой выше температуры воспламенения характеризуется как возгорание, а возникновение горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относится к процессу самовозгорания.

Неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее обществу материальный и социальный ущерб, принято называть пожаром.

Пожар характеризуется рядом опасных факторов, основными из которых являются: повышенная температура воздуха и предметов; открытый огонь и искры; токсичные продукты горения, дым; пониженная концентрация кислорода вблизи очага горения; взрывы; повреждение и разрушение зданий и сооружений.

Горючие и легковоспламеняющиеся жидкости. Концентрационные пределы воспламенения

Взрыво- и пожароопасность веществ зависит от их агрегатного состояния (газообразные, жидкие, твердые), физико-химических свойств, условий хранения и применения.

Основными показателями, характеризующими пожарную опасность горючих газовявляются концентрационные пределы воспламенения, энергия зажигания, температура горения, нормальная скорость распространения пламени и др.

Горение смеси газа с воздухом возможно в определенных пределах, называемых концентрационными пределами воспламенения. Минимальные и максимальные концентрации горючих газов в воздухе, способные воспламеняться, называются соответственно нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения.

Энергия зажигания определяется минимальной энергией искры электрического разряда, воспламеняющей данную газовоздушную смесь. Величина энергии зажигания зависит от природы газа и концентрации. Энергия зажигания является одной из основных характеристик взрывоопасных сред при решении вопросов обеспечения взрывобезопасности электрооборудования и разработке мероприятий по предупреждению образования статического электричества.

Температура горения— это температура продукта химической реакции при горении смеси без тепловых потерь. Она зависит от природы горючего газа и концентрации его смеси. Наибольшая температура горения для большинства горючих газов составляет 1600-2000 °С.

Нормальной скоростью распространения пламени называется скорость, с которой движется граничная поверхность между сгоревшей и несгоревшей частями смеси относительно несгоревшей. Численно нормальная скорость пламени равна количеству (объему) горючей смеси, выгорающей на единице площади пламени в единицу времени. Нормальная скорость пламени зависит от природы газа и концентрации его смеси. Для большинства горючих газов нормальная скорость пламени находится в пределах 0,3-0,8 м/с.

Нормальная скорость пламени является одной из основных физико-химических характеристик, определяющих свойства смеси, и определяющих скорость сгорания и соответственно время взрыва. Чем больше нормальная скорость пламени, тем меньше время взрыва и тем более жесткие его параметры.

Горение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей происходит только в паровой фазе. Горение паров в воздухе, также как и газов, возможно и в определенном диапазоне концентраций. Так как Максимально возможное содержание пара в воздухе не может быть больше, чем в состоянии насыщения, то концентрационные пределы воспламенения могут быть выражены через температуру. Значения температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрационным пределам воспламенения, называется температурными пределами воспламенения (нижним и верхним соответственно).

Таким образом, для воспламенения и горения жидкости необходимо, чтобы жидкость была нагрета до температуры, не меньшей, чем нижний температурный предел воспламенения. После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жидкостей характеризуются температурами вспышки и воспламенения.

Температурой вспышкиназывается наименьшее значение температуры жидкости, при которой над ее поверхностью образуется паровоздушная смесь, способная вспыхивать от постороннего источника зажигания. При этом устойчивого горения жидкости не возникает.

По температуре вспышки жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ),. температура вспышки которых не превышает 45 °С (спирты, ацетон, бензин и др.) и горючие (ГЖ), температура вспышки которых более 45 °С (масла, мазуты, глицерин и др.).

Температурой воспламененияназывается наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение. Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5 °С выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разница может достигать 30-35 °С.

Паровоздушные смеси, также как и газовоздушные, являются взрывоопасными. Их взрывоопасность характеризуется параметрами, определяющими взрывоопасность газовоздушных смесей, — энергией зажигания, температурой горения, нормальной скоростью распространения пламени и др.

Пожарная опасность твердых горючихвеществ и материалов характеризуется теплотворной способностью 1 кг вещества, температурами горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и распространения горения по поверхности материалов.

Пожаро- и взрывоопасные свойства пылей определяются концентрациями пылевоздушной смеси, наличия источника зажигания с достаточной тепловой энергией, размера пылинок и др.

Мелкие частицы твердых горючих веществ размеров 10~5-10~7 см могут долгое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, образуя дисперсную систему — аэровзвесь. Для воспламенения аэровзвеси необходимо, чтобы концентрация пыли в воздухе была не менее нижнего концентрационного предела воспламенения. Верхний концентрационный предел воспламенения пылевоздушной смеси в большинстве случаев является очень высоким и трудно достижимым (для торфяной пыли — 2200 г/м3, сахарной пудры — 1350 г/м3).

Тепловая энергия источника зажигания для воспламенения пылевоздушной смеси должна быть порядка нескольких МДж и более.

В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламенения пыли подразделяются на взрывоопасные и пожароопасные. К взрывоопасным относятся пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыль серы, сахара, муки), а пожароопасным — пыли с нижним пределом воспламенения выше 65 г/м3 (табачная и древесная пыль).

Пожарную опасность веществ и материалов характеризуют; и такие свойства как склонность некоторых веществ и материалов к электризации и самовозгоранию при соприкосновении с воздухом (фосфор, сернистые металлы и др.). водой (натрий, калий, карбид кальция и др.) и друг с другом (метан + хлор, азотная кислота + древесные опилки и т.д.).

Пожарная опасность негорючих веществ и материалов определяется температурой, при которой они обрабатываются, возможностью выделения искр, пламени, лучистого тепла, а также потерей несущей способности и разрушением.

ЛЕКЦИЯ 18

studfiles.net

1.2.1 Пожарная характеристика муки и зерна. Теоретическое обоснование комплекса мер по обеспечению пожарной безопасности

Взрывопожароопасные свойства веществ

Основными показателями, характеризующими пожарную опасность горючих газов являются концентрационные пределы воспламенения, энергия зажигания, температура горения, нормальная скорость распространения пламени и др.

Энергия зажигания определяется минимальной энергией искры электрического разряда, воспламеняющей данную газовоздушную смесь. Величина энергии зажигания зависит от природы газа и концентрации. Наименьшее значение энергии зажигания газовоздушных смесей составляет десятые доли МДж. Энергия зажигания является одной из основных характеристик взрывоопасных сред при решении вопросов обеспечения взрывобезопасности электрооборудования и разработке мероприятий по предупреждению образования статического электричества.

Температура горения — это температура продукта химической реакции при горении смеси без тепловых потерь. Она зависит от природы горючего газа и концентрации его смеси. Наибольшая температура горения для большинства горючих газов составляет 1600-2000 °С.

Горение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей происходит только в паровой фазе. Для воспламенения и горения жидкости необходимо, чтобы жидкость была нагрета до температуры, не меньшей, чем нижний температурный предел воспламенения. После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жидкостей характеризуются температурами вспышки и воспламенения.

Температурой вспышки называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой над ее поверхностью образуется паровоздушная смесь, способная вспыхивать от постороннего источника зажигания. При этом устойчивого горения жидкости не возникает.

По температуре вспышки жидкости делятся на:

легковоспламеняющиеся (ЛВЖ), температура вспышки которых не превышает 45 °С (спирты, ацетон, бензин и др.)
горючие (ГЖ), температура вспышки которых более 45 °С (масла, мазуты, глицерин и др.).

Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение. Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5 °С выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разница может достигать 30-35 °С.

Пожарная опасность твердых горючих веществ и материалов характеризуется теплотворной способностью 1 кг вещества, температурами горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и распространения горения по поверхности материалов.

В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламенения пыли подразделяются на:

взрывоопасные – относятся пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыль серы, сахара, муки),
пожароопасные – пыли с нижним пределом воспламенения выше 65 г/м3 (табачная и древесная пыль).

Пожарную опасность веществ и материалов характеризуют и такие свойства как склонность некоторых веществ и материалов к электризации и самовозгоранию при соприкосновении с воздухом (фосфор, сернистые металлы и др.), водой (натрий, калий, карбид кальция и др.) и друг с другом (метан + хлор, азотная кислота + древесные опилки и т.д.).

studfiles.net

Особенности горения различных веществ и их пожароопасные свойства

Особенности горения различных веществ и их пожароопасные свойства. Самовозгорание веществ

В производственных условиях может иметь место образование смесей горючих пылей, газов или паров в любых количественных соотношениях (концентрация пылей, паров или газов в этих смесях может изменяться от О до 100%). Однако взрывоопасными эти смеси МОГУТ быть далеко не во всех случаях, а только тогда, когда концентрация горючей пыли, горючего газа или пара находится между границами взрывных концентраций.Минимальная концентрация горючих паров и газов в воздухе, при которой возможно ее воспламенение от определенного теплового источника, называется нижним концентрационным пределом воспламенения (взрываемости).Максимальная концентрация горючих паров или газов в воздухе, выше которой воспламенение ее невозможно от теплового источника любой мощности, называется верхним концентрационным пределом воспламенения (взрываемости).Взрывоопасность вещества тем больше, чем ниже нижний и выше верхний пределы воспламенения и чем ниже температура самовоспламенения.При оценке пожарной опасности горючих газов и ненасыщенных паров жидкостей используют концентрационные пределы воспламенения, что весьма удобно с точки зрения практического использования этих показателей. Наиболее удобной характеристикой пожарной опасности насыщенных паров жидкостей является температурный предел воспламенения (взрываемости). Это понятие основано на зависимости концентрации насыщенных паров от температуры жидкости. Следовательно, нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения будут соответствовать определенной температуре жидкости.Нижним температурным пределом воспламенения или взрываемости (1ГП1В) называется минимальная температура жидкости, при которой образуется смесь насыщенных паров, воспламеняющихся при поднесении к ней источника воспламенения. Так, для ацетона НТПВ составляет —20°С, а для бензина Л-66 он равен —39°С.Верхним температурным пределом воспламенения или взрываемости (ВТПВ) называется минимальная температура жидкости, выше которой образуется смесь насыщенных паров с воздухом, не воспламеняющаяся при поднесении к ней источника воспламенения. Для ацетона ВТПВ составляет +6 °С, а для бензина Л-66 он равен +8 °С. Выше этой температуры смесь насыщенных паров с воздухом не в состоянии воспламениться при поднесении к ней теплового источника любой мощности.Нижний температурный предел воспламенения жидкостей называют еще температурой вспышки, характеризующей ту минимальную температуру, при которой данное количество паров над поверхностью жидкости может воспламениться.При нагревании жидкости до температуры, превышающей температуру вспышки, воздействие теплового источника неизбежно вызывает воспламенение паров, которое при благоприятных условиях может привести к пожару.Температура вспышки как наиболее характерный показатель пожарной опасности положена в основу классификации жидкостей, которые в зависимости от этого показателя подразделяют на легковоспламеняющиеся с температурой вспышки до 45 °С (бензин, тракторный керосин, лигроин, уксусная кислота, метиловый и этиловый спирты, сероуглерод, ацетон и др.) и горючие с температурой вспышки выше 45 °С (осветительный керосин, минеральные и растительные масла, мазут, дизельное топливо, глицерин и др.).Горение паро- или газовоздушных смесей характеризуется также высокими скоростями распространения пламени. Так, при горении газо- или паровоздушных смесей в трубопроводах скорость распространения пламени составляет 0,3...2,7 м/с, а при горении этих смесей в сосудах и аппаратах небольших размеров — 6,5...10 м/с. Распространение пламени при взрыве паро- или газовоздушных смесей в трубопроводах происходит со скоростью, достигающей 1000... 14000 м/с (детонационное горение).Горение пылевоздушных смесей. Пыли горючих и даже некоторых негорючих веществ (например, алюминия, цинка) могут в смеси с воздухом образовывать горючие (пожаро- и взрывоопасные) концентрации.Наибольшую опасность по взрыву представляет взвешенная в воздухе пыль. Однако осевшая на конструкциях пыль представляет опасность не только с точки зрения возникновения пожара, но и вторичного взрыва, вызываемого в результате взвихривания пыли при первичном взрыве. Это характерно также и для деревообрабатывающих предприятий, особенно в цехах по приготовлению древесной муки, шлифовке деревянных изделий и распиловке сухой древесины.При нагревании пыли, так же как и газообразных горючих веществ, происходят окислительные процессы, которые при определенной скорости реакции могут перейти в самовоспламенение, заканчивающееся тлением или пламенным горением. Пыль одного и того же вещества в зависимости от состояния имеет две температуры самовоспламенения: для аэрозоля и аэрогеля. Так, температура самовоспламенения древесной муки во взвешенном состоянии (аэрозоль) равна 775 °С, а в осажденном (аэрогель) будет в 2,8 раза ниже (275 °С).Вполне очевидно, что осевшая пыль более опасна с точки зрения ее воспламенения, поскольку у нее значительно ниже температура самовоспламенения. Этим и объясняется то обстоятельство, что искры механического происхождения воспламеняют осевшую, а не взвешенную пыль. Однако возникшее горение осевшей пыли в 1 СНиП II-106-79 «Склады нефти и нефтепродуктов. Нормы проектирования». дальнейшем вызывает воспламенение взвешенной пыли, горение которой протекает в виде взрыва.Воспламенение аэровзвеси и распространение по ней пламени происходит только при определенных концентрациях взвешенной пыли в воздухе.Минимальная весовая концентрация, при которой возможно воспламенение пыли, называется нижним пределом воспламенения (взрываемости). Нижнему пределу воспламенения (взрываемости) придают особое значение, так как именно он характеризует пожаро- и взрывоопасность пыли. Так, наибольшую опасность представляет пыль, у которой нижний предел воспламенения (взрываемости) не превышает 15 г/м3.Горение жидкостей. Горение жидкостей в производственных условиях возникает чаще всего в результате воспламенения, вызванного воздействием различного рода тепловых источников (открытое пламя, накаленные тела, искры электрического или механического происхождения и т. п.). Если температура жидкости превышает температуру вспышки паров этой жидкости, то при поднесении источника воспламенения происходит их воспламенение в смеси с воздухом, причем пламя по горючей смеси быстро распространяется над поверхностью жидкости и наступает процесс устойчивого горения со свободной поверхности. Выделяющееся при горении тепло частично расходуется на нагревание жидкости, и частично рассеивается в окружающую среду.Опасность горения жидкостей определяется также и тем, что емкости для их хранения быстро разрушаются от действия высокой температуры, вследствие чего горящая жидкость растекается по помещению или площадке, создавая угрозу воспламенения вблизи расположенных предметов и горючих материалов.Горение твердых веществ. Горение твердых веществ может произойти в результате нагревания некоторой части их объема при помощи пламени, накаленного тела или искр. Пламя возникает в тот момент, когда наступает термодинамическое равновесие, т. е. газообразные продукты, которые выделяются при нагревании твердого вещества, нагреты до температуры самовоспламенения, а их количество и скорость выделения достаточны для поддержания горения. Некоторые твердые вещества (например, минеральная пробка, термиз марки 25, фрезерный торф) при нагревании не выделяют газообразных283 продуктов, поэтому воспламенение этих веществ проявляется в виде тления.Твердые вещества сгорают с различной массовой скоростью1, величина которой зависит от степени их измельчения, влажности, объемной массы, доступа воздуха и ряда других факторов.Самовозгорание веществ. Соприкосновение горючих веществ с воздухом при определенных условиях вызывает их окисление. Процессы окисления протекают с выделением тепла. В том случае, когда тепловыделение превышает теплоотвод, происходит самонагревание вещества.Процессы самонагревания горючих веществ могут протекать также в результате реакций разложения и вследствие некоторых физических и биологических процессов. Если процесс самонагревания протекает в благоприятных условиях, он может вызвать повышение температуры вещества до температуры, при которой возникает воспламенение и последующее горение.Процессы самонагревания различных веществ начинаются при различных температурах. Температура, при которой происходит окисление веществ, является температурой самовоспламенения данных веществ при их окислении.По своей природе процессы самовоспламенения и самовозгорания одинаковы, но если первый характеризуется предварительным нагреванием вещества до температуры самовоспламенения, то второй протекает без предварительного нагревания, поскольку температура вещества ниже обычной температуры. Оба процесса в конечном счете заканчиваются горением.Для удобства рассмотрения особенностей протекания процесса окисления все самовозгорающиеся вещества можно разбить на следующие группы: вещества растительного происхождения (древесина, опилки, сено и др.)1, ископаемые угли и торф, масла и жиры, химические вещества и смеси.Нередко причиной пожара, особенно на складах и в производственных помещениях, является самовозгорание жиров и масел минерального, растительного или животного происхождения, которыми оказываются пропитаны волокнистые материалы и ткани.1 Под массовой скоростью горения понимают массу сгорающего материала с единицы площади в единицу времени.

Минеральные масла (машинное, соляровое, трансформаторное) представляет собой смесь главным образом предельных углеводородов и в чистом виде самовозгораться не могут. Самовозгорание их возможно при наличии примесей растительных масел.Растительные масла (конопляное, льняное, подсолнечное, хлопковое) и масла животного происхождения (например, сливочное) представляют собой смесь глицеридов жирных кислот.Самовозгорание масел и жиров возникает при определенных условиях: наличии в их составе непредельных соединений, большой поверхности окисления и малой теплоотдаче, определенном соотношении количества масел и пропитанного ими материала и определенной его плотности. Склонны к самовозгоранию и олифы, приготовленные из льняного масла, а также отходы и остатки некоторых нитролаков.Наиболее благоприятные условия для развития окислительных процессов создаются в тех случаях, когда промасленные материалы сложены в кучу или кипы и близко примыкают друг к другу, а также к отопительным приборам.Многие химические вещества и их смеси при соприкосновении с воздухом или влагой способны самонагреваться. Эти процессы нередко заканчиваются самовозгоранием. По способности к самовозгоранию химические вещества подразделяют на четыре группы. В данном разделе рассмотрены вещества тех групп, которые встречаются в строительной практике.Вещества, самовозгорающиеся при соприкосновении с воздухом. К числу веществ этой группы относятся: активированный уголь, алюминиевый порошок, карбиды щелочных металлов, порошкообразные железо и цинк и др. Окисление веществ этой группы на воздухе сопровождается выделением большого количества тепла.Вещества, вызывающие горение при взаимодействии с водой. К этой группе веществ относятся: щелочные металлы и их карбиды, окись кальция (негашеная известь), перекись натрия и др.Взаимодействие щелочных металлов с водой или влагой воздуха сопровождается выделением водорода, который воспламеняется за счет теплоты реакции. Попадание на негашеную известь (окись кальция) небольшого количества воды вызывает самонагревание, заканчивающееся сильным разогревом (до свечения), поэтому находящиеся поблизости горючие материалы могут воспламеняться. Такие случаи нередко наблюдались на строительных площадках при хранении негашеной извести в деревянных складских помещениях.Вещества, самовозгорающиеся при смешивании одного с другим. Представителями этой группы являются газообразные, жидкие и твердые окислители: сжиженный кислород, хлор, азотная кислота, перекиси водорода и натрия, марганцевокислый калий, селитры, хромовый ангидрид, карбиды щелочных металлов и др. Так, воздействие азотной кислоты на древесину, бумагу, ткани, скипидар вызывает воспламенение последних. Ацетилен, водород, метан и этилен самовозгораются в атмосфере хлора на дневном свету.В соответствии со свойствами веществ, склонных к самовозгоранию, существуют определенные допуски, назначаемые специальными правилами на совместное с другими веществами транспортирование и хранение.

vip-tools.ru

2.1. Пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов

Взрыво- и пожароопасные свойства веществ зависят от их агрегатного со-стояния (газообразные, жидкие, твердые), физико-химических свойств, условий хра-нения и применения.

Газы.

Основными показателями, характеризующими пожарную опасность горючих газов, являются: концентрационные пределы воспламенения; энергия зажи-гания; температура горения; нормальная скорость распространения пламени и др.Горение смеси газа с воздухом возможно в определенных пределах, назы-ваемых концентрационными пределами воспламенения. Минимальные и макси-мальные концентрации горючих газов в воздухе, способные воспламеняться, назы-ваются соответственно нижним и верхним концентрационными пределами воспла-менения.Энергия зажигания определяется минимальной энергией искры электриче-ского разряда, воспламеняющей данную газовоздушную смесь. Величина энергии зажигания зависит от природы газа и концентрации. Наименьшее значение энергии зажигания газовоздушных смесей составляет десятые доли МДж. Энергия зажигания является одной из основных характеристик взрываопасных сред при решении во-просов обеспечения взрывобезопасности электрооборудования и разработке меро-приятий по предупреждению образования статического электричества.

Температура горения – это температура продуктов химической реакции при горении смеси без тепловых потерь. Она зависит от природы горючего газа и кон-центрации его в смеси. Наибольшая температура горения для большинства газов составляет 1600 – 2000 Нормальной скоростью распространения пламени называется скорость,

с которой движется граничная поверхность между сгоревшей и несгоревшей частями смеси относительно несгоревшей. Численно нормальная скорость распространения пламени равна количеству (объему) горючей смеси ( ), выгорающей на единице площади в единицу времени. Нормальная скорость распространения пламени зависит от природы газа и концентрации его в смеси. Для большинства горючих газов нормальная скорость пламени находится в пределах 0,3 – 0,8 м/с.Нормальная скорость распространения пламени является одной из важней-ших физико-химических характеристик,

определяющих свойства горючей смеси и определяющих скорость сгорания и соответственно время взрыва. Чем больше нор-мальная скорость пламени, тем меньше время взрыва и тем более жесткие его па-раметры.

Жидкости.

Горение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей проис-ходят только в паровой фазе. Скорость испарения и количество паров над жидко-стью зависит от природы жидкости и ее температуры. При определенной температу-ре и давлении над жидкостью может образоваться определенное количество пара. Этот пар называется насыщенным. В состоянии насыщения число испаряющихся молекул равно числу конденсирующихся и концентрация пара остается постоянной.Горение паров в воздухе, так же как и газов, возможно в определенном диа-пазоне концентраций. Так как максимально возможное содержание пара в воздухе не может быть больше, чем в состоянии насыщения, то концентрационные пределы воспламенения могут быть выражены через температуру. Значения температуры жидкости, при которых концентрация насыщенных паров в воздухе над жидкостью равна концентрационным пределам воспламенения, называются температурными пределами воспламенения (нижним и верхним соответственно).Таким образом, для воспламенения и горения жидкостей необходимо, чтобы жидкость была нагрета до температуры, не меньшей, чем нижний температурный предел воспламенения. После воспламенения скорость испарения должна быть достаточной для поддержания постоянного горения. Эти особенности горения жид-костей характеризуются температурой вспышками и температурой воспламенения.Температурой вспышки называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой над ее поверхностью образуется паровоздушная смесь, спо-собная вспыхивать от постороннего источника зажигания. При этом устойчивого го-рения жидкости не возникает.По температуре вспышки жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ), температура вспышки которых не превышает 45оС (спирты, ацетон, бензин и др.) и горючие (ГЖ), температура вспышки которых более 45 оС (масла, мазуты, гли-церин

и др.).Температурой воспламенения жидкости называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение. Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5 оС выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разница может достигать 30-35 оС.Паровоздушные смеси, так же как и газовоздушные, являются взрывоопас-ными. Их взрывоопасность характеризуется параметрами,

определяющими взрыво-опасность газовоздушных смесей, – энергией зажигания, температурой горения, нормальной скоростью распространения пламени и др.Твердые вещества. Пожарная опасность твердых горючих веществ и ма-териалов характеризуется: теплотворной способностью 1 кг вещества, темпе-ратурой горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и скоростью распространения горения по поверхности материалов.

Пыли.

Пожаро- и взрывоопасные свойства пылей определяются концентра-циями пылевоздушной смеси, наличия источника зажигания с достаточной тепловой энергией, размера пылинок и др.Мелкие частицы твердых горючих веществ размером см могут долгое время находиться в воздухе во взвешенном состоянии, образуя дисперсную систему – аэровзвесь. Для воспламенения аэровзвеси необходимо чтобы концен-трация пыли в воздухе была не менее нижнего концентрационного предела воспла-менения. Верхний концентрационный предел воспламенения пылевоздушной смеси в большинстве случаев является очень высоким и трудно достижимым (для торфя-ной пыли – 2200 г/м3, сахарной пудры – 13500 г/м3).Тепловая энергия источника зажигания для воспламенения пылевоздушной смеси должна быть порядка нескольких МДж и более.В зависимости от значения нижнего концентрационного предела воспламе-нения пыли подразделяются на взрывоопасные и пожароопасные. К взрывоопасным относятся пыли с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3 (пыль серы, сахара, муки), а пожароопасным – пыли с нижним пределом воспламе-нения выше 65 г/м3 (табачная и древесная пыль).

Пожарную опасность веществ и материалов характеризуют и такие свойства как склонность некоторых веществ и материалов к электризации и самовозгоранию при соприкосновении с воздухом (фосфор, сернистые металлы и др.), водой (натрий, калий, карбит кальция и др.) и друг с другом (метан + хлор, азотная кислота + дре-весные опилки и т.д.).Пожарная опасность негорючих веществ и материалов определяется темпе-ратурой,

при которой они обрабатываются, возможностью выделения искр, пламени, лучистого тепла, а также потерей несущей способности и разрушением.

studfiles.net

Характеристика пожароопасности веществ - Основы охраны труда Библиотека русских учебников

Особенности горения различных веществ и материалов и выбор показателей, характеризующих их пожарную и взрывную опасность, во многом предопределяются их агрегатным состоянием

Степень пожарной опасности горючих жидкостей зависит от группы горючести, температур вспышки, воспламенения, самовоспламенения, концентрационных и температурных пределов распространения пламени

Нижний температурный предел (HTM) распространения пламени (воспламенения) жидкости равна ее температуре вспышки, которая принята за основу классификации жидкостей по степени их пожарной опасности. Жидкости, имеющие температуру вспышки до 61ьС, относятся к легковоспламеняющихся (ЛВЖ), а с температурой вспышки выше 61 аються жидкости, имеющие температуру вспышки ниже 15 °. С и большую зону воспламенения. Например, температура вспышки сероуглерода составляет - 50 °. С, зона его воспламенения - от 1 до 50 50%.

Высокой пожароопасностью характеризуются также. ЛВЖ, у которых температура вспышки лишь на несколько градусов превышает температуру вспышки

Взрывоопасные газо-и паровоздушные смеси. Особое пожароопасность горючих газов и паров. ЛВЖ обусловлена ??их способностью образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Согласно правил устройства электроустановок (ПББ), правил изготовления взрывозащищенное и рудничного электрооборудования (ПВВРБ) взрывоопасными считаются смеси с воздухом горючих газов и паров. ЛВЖ, имеющих температуру сп. Аллаху 45 °. С и ниже, а также смеси горючих пыли и волокон с воздухом, имеют нижнюю границу вспышки не выше 65 г //м3.

В основу классификации взрывоопасных смесей положена их способность передавать при определенных условиях взрыв через фланцевые зазоры ("щелевой защита") в оболочке электрооборудования. По длине критического с зазора, при которой из оболочки объемом 2,5 л частота передачи взрыва составляет 50% от общего количества взрывов, установлены 4 категории взрывоопасных смесей (табл. 52). Опасность смеси обр оста от категории и в категории. ИИ ІІС.

зависимости от температуры самовоспламенения взрывоопасные смеси делятся на шесть групп (табл. 53)

Способность смеси передавать взрыв через щелевой защиту и температуру самовоспламенения используют для получения исходных данных при выборе взрывозащищенное электрооборудование

О способности к возгоранию газовоздушных смесей судят также по концентрационными пределами воспламенения. Взрывоопасные свойства смесей паров с воздухом не отличаются от свойств смесей го. Паша газов с воздухом. Для первых в случае насыщенных смесей можно концентрационные пределы воспламенения насыщенных паров выражать через температуру жидкости, при которой они образуются (температурные пределы спала ления).

Таблица 52 Классификация взрывоопасных смесей в зависимости от длины зазора между плоскими поверхностями фланцев оболочки (ГОСТ 121011-78 *)

Категория взрывоопасной смесьі	І	ИИА	ИИB	ИИС
Длина зазора, мм	Более 10	Более 0,91,0	0,50,9	Меньше 0,5

Таблица 53

Классификация газо-и паровоздушных смесей в зависимости от температуры самовоспламенения (ГОСТ 121011-78 *)

Группа взрывоопасной смесьі	Т1	Т2	Т3	Т4	Т5	Т6
Температура самовоспламенения, °С	Более 450	Более 300 ... 450	Более 200 ... 300	Более 135 ... 200	Более 100 ... 135	Более 85 ... 100

Для предупреждения взрывов газовоздушных смесей при транспортировке, хранении и применении некоторых газов необходимо учитывать их несовместимость вследствие бурного взаемореагування. Например, несу умиснимы с хлором является водород, окись азота, этилен, углеводороды, оксид углерода, с аммиаком - все галогены, галогеноводни, окислы хлора, с сероводородом - окись серыи.

Пожаро-и взрывоопасная пыль. Пыль может быть в двух состояниях: зависший в воздухе (аэрозоль) и такой, осевший на различных поверхностях (аэрогель). Пожаро-и взрывоопасные свойства пыли оценивают, голо овним образом, за температурой его самовоспламенения и и нижними концентрационными пределами воспламенения. НКМС. Верхние пределы воспламенения аэрозолей настолько велики, что практически недостижимы. Так, верхняя концен трацийна предел воспламенения сахарной пыли равен 13 500 г / г/м3.

Температура самовоспламенения аэрогеля значительно ниже, чем аэрозоля, поскольку высокая концентрация горючего вещества в аэрогели способствует аккумулированию тепла, а наличие расстояния между пылинками в аэрозоля ях увеличивает теплоотдачу, поэтому скорость тепловыделения в последних может превышать скорость их теплоотдачи только при очень высокой температур.

Взрывоопасность пыли во многом зависит от его дисперсности. Чем выше дисперсность пыли, тем больше его поверхность контакта с воздухом и тем выше опасность взрыва. Наличие большой поверхности пи илу обусловливает его высокие адсорбционные возможности. Например, 50 с см3 сажи могут содержать 950 см3 адсорбированного воздуха. Имея большую поверхность, пыль способен накапливать заряды статического электричества. Так, при транспортировке угольной пыли трубопроводами со скоростью 2,25 м / с значения электрического потенциала достигает 7500 в. При разряде такой мощности могут образовываться искры, способные вызвать возгорание пылевоздушной смесьіші.

По пожароопасностью пыль зависимости от свойств делят на две группы и четыре класса (табл. 54)

Таблица 64. Классификация пожаро-и взрывоопасной пыли

Группа, критериий	Класс, критериий	Примери
А Взрывоопасный НКМС8	И Наиболее взрывоопасный, НКМС3	Порох, сахарная пыль, нафталин, сераа
А Взрывоопасный НКМС8	II Взрывоопасный, НКМС 1565 г / м3	Порошок алюминия, пыль муки, пыль сланцаю
Б пожароопасных НКМС 65 г / м3	III Наиболее пожароопасный, tссС	Пыль табачный, пыль элеваторныхй
Б пожароопасных НКМС 65 г / м3	IV пожароопасных, tсс 250 'С	Пыль древесная, угольная, вискозныхй

Примечание: tсс - температура самовоспламенения

В группу. А принадлежит взрывоопасная пыль в состоянии аэрозоля с нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКМ) не более 65 г / м3. В том числе пыль, что имеет. НКМ до 15 г / м3, относится к классу I - наиболее взрывоопасный, остальные - к классу II - взрывоопасный

В группу. Б принадлежит пыль является пожароопасным в состоянии аэрогеля и имеющий. НКМ, выше 65 г / м3. В том числе пыль, температура самовоспламенения которого не превышает 250 °. С, относится к классу. Ш - наиболее пожароопасный, а пыль самоспалахуе при температуре выше 250 °. С, - к классу IV - пожа ежонебезпечный.

Для локализации взрывов пылевоздушных смесей рекомендуется применять: в вентиляционных системах - гравийные фильтры и перекривальни клапаны; в электрооборудовании - щелевой защиту; в помещение ях - регулярная влажная уборка.

Пожарную опасность твердых горючих веществ и материалов характеризуют их склонностью к возгоранию, а также особенностями или характером горения. Характеристиками пожарной опасности твердых горючи их веществ и материалов является группа горючести, температуры воспламенения и самовоспламенения. По горючести эти вещества делятся на горючие и трудногорючие. Температура воспламенения лежит в интервале 50580 ordm;. С (минимальная - в камфоры, максимальная - в ксилолита). Температура самовоспламенения составляет от 30670 у магнію).

Различные по химическому составу материалы и вещества горят неодинаково. Простые вещества (сажа, уголь, кокс, антрацит, что является химически чистым углеродом) накаляются или тлеют без искр, пламени и дыма

Горение сложных по химическому составу твердых горючих веществ может протекать по-разному. Вещества, способные при нагревании плавиться (пластмассы, каучук, жиры и др.), горят с образованием разреженных смо ол и иногда образуют токсичные продукты горения: оксид углерода, хлористый водород, аммиак, синильную кислоту, фосген и др.. Вещества, способные при нагревании разлагаться, превращаются в пары и газы (древесина, хлопок, целлулоид и др.), которые сгорают. Таким образом, сложные вещества сами не горят, а горят продукты их расписаниекладу.

Контрольные вопросы и задания

1. Горение: понятие и условия, необходимые для устойчивого горения

2. Особенности горения гетерогенных и гомогенных горючих систем

3. Рискованное факторы пожара

4. Вспышка, температура вспышки и ее применение в практике обеспечения пожарной безопасности

5. Концентрационные и температурные пределы распространения пламени и области их применения в практике обеспечения пожарной безопасности

6. Понятие и виды самовозгорания, самовоспламеняющиеся вещества. Приведите примеры

7. Показатели, характеризующие пожаро-и взрывоопасное-ность горючих жидкостей

8 показателей, характеризующих взрывоопасные газо-и паровоздушные смеси

9. Показатели, характеризующие пожарную и взрывную опасность горючей пыли

10 показателей, характеризующих пожарную опасность твердых горючих веществ и материалов

uchebnikirus.com

Тема 17. Горение и пожароопасные свойства веществ

Социальное и экономическое значение вопросов пожарной безопасности

Пожары и взрывы причиняют значительный ущерб и в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель людей.

Процесс горения, виды горения

Окислителем в процессах горения обычно является газообразный кислород, находящийся в воздухе, но горение может быть и в среде хлора, брома, озона и других окислителей.

Горючие системы могут быть однородными и неоднородными. К химически однородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух перемешаны друг с другом. К химически неоднородным относятся системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхность раздела.

В зависимости от агрегатного состояния горючего и окислителя различают три вида горения:

— гетерогенное горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя;

— горение взрывчатых веществ и порохов.

Горючие вещества м. б. твердые (бумага, уголь, дерево)

жидкие (бензин, нефть. керосин)

газообразные (метан, пропан. водород)

Источники воспламенения : пламя, электрические искры

Понятие о вспышке. Самовоспламенение и самовозгорание

Вспышка — быстрое окисление горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание — возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовозгорание — процесс загорания горючего вещества в результате воздействия тепловых процессов окисления или жизнедеятельности микроорганизмов. Этот процесс возможен лишь при тепловыделении, превышающем теплоотдачу в окружающую среду. Самовозгоранию при атмосферном давлении и температуре подвержены большей частью вещества органического происхождения (торф, опилки, промасленная ветошь и др.). Эти материалы обладают большой пористостью и, следовательно, имеют большую поверхность окисления. При неправильной организации хранения таких материалов (в плохо вентилируемых помещениях, штабелях или просто навалом) создаются условия, при которых происходит саморазогрев и самовозгорание этих веществ; самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени называется самовоспламенением.

Горючие и легковоспламеняющиеся жидкости. Концентрационные пределы воспламенения

Основными показателями, характеризующими пожарную опасность горючих газов являются концентрационные пределы воспламенения, энергия зажигания, температура горения, нормальная скорость распространения пламени и др.

Температура горения — это температура продукта химической реакции при горении смеси без тепловых потерь. Она зависит от природы горючего газа и концентрации его смеси. Наибольшая температура горения для большинства горючих газов составляет 1600-2000 °С.

Температурой вспышки называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой над ее поверхностью образуется паровоздушная смесь, способная вспыхивать от постороннего источника зажигания. При этом устойчивого горения жидкости не возникает.

Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при которой интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение. Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1-5 °С выше температуры вспышки, а для ГЖ эта разница может достигать 30-35 °С.

Пожарная опасность твердых горючих веществ и материалов характеризуется теплотворной способностью 1 кг вещества, температурами горения, самовоспламенения и воспламенения, скоростью выгорания и распространения горения по поверхности материалов.

ЛЕКЦИЯ 19

studfiles.net