Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Физико-химические основы горения

Физико-химические основы горения. Общие сведения о горении. Показатели пожаро- взрывоопасности веществ и материалов

План

1. Физико-химические основы горения. Общие сведения о горении

2. Показатели пожаро- взрывоопасности веществ и материалов

Физико-химические основы горения. Общие сведения о горении

Наука о горении в своем развитии преодолела долгий путь: флогистонной теорию горения заменила гипотеза М.В. Ломоносова о том, что горение - это взаимодействие горючего вещества с воздухом; наконец, Лавуазье изобрел, что горение - взаимодействие горючего вещества с кислородом воздуха, то есть реакция окисления.

А. Бах и К. Энглер в 1898 независимо друг от друга предложили перекисную теорию окисления, согласно которой при нагревании горючей системы происходит активизация кислорода путем разрыва одной связи между его атомами, причем активная молекула вступает в соединение с горючим веществом, а не распадаясь на атомы, а образуя перекисные соединения типа R1-О-О-R2, или R-О-О-ОН, которые являются неустойчивыми и разлагаются с образованием атомарного кислорода и (или) радикалов, имеющих избыток энергии для проведения окисления. < / p>

Однако перекисная теория не может объяснить некоторые характерные особенности процесса окисления, например, резкое действие иногда незначительных следов посторонних примесей и др. Объяснение этих фактов оказалось возможным в результате развития цепной теории окисления, разработанной академиком Н.Н. Семеновым.

По теории цепных реакций, процесс окисления начинается с активации горючего вещества, в результате чего вещества разлагаются на молекулы и радикалы, которые становятся центрами цепных реакций.

Таким образом, горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, который сопровождается выделением тепла и излучением света.

Условиями для возникновения и течения горения является наличие горючего вещества, окислителя и источника зажгуния.

Горючие вещества - это твердые, жидкие, газо- или пылевидные вещества, способные гореть, то есть окисляться с выделением тепла и света.

Окислителями в процессе горения могут быть кислород, хлор, бром и некоторые другие вещества, в том числе сложные: азотная кислота, бертолетовая соль, калийная и натриевая селитры и другие вещества, которые при нагревании или ударе могут разлагаться с выделением кислорода. Однако обычно окислителем в процессах горения является кислород, содержащийся в воздухе.

Источники зажигания бывают открытые - пламя, искры, раскаленные объекты, световое излучение и т.д. - и скрытые - тепло химических реакций, адсорбции, микробиологических процессов, адиабатического сжатия, удара, трения и др.

Горючее вещество и кислород является реагирующими веществами и вместе составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию горения. При постоянном горении источником зажигания является зона реакции.

Горючие системы могут быть гомогенными (однородными) и гетерогенными (неоднородными). К гомогенных (однородных) относятся системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (например, смеси горючих газов, паров или пыли с воздухом).

В гетерогенных (неоднородных) относятся системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхность раздела (например, твердые горючие материалы или жидкости, содержащиеся в воздухе, струи горючих газов и паров, поступающих в воздух тому подобное). Схему горения гетерогенных горючих систем показано на рис. 5.1.

Как правило, все вещества горят в паровой или газовой фазе. Местом выделения тепла в процессе горения является зона горения - тонкий светящийся слой газов, в который, с одной стороны, поступает горючее (горючее вещество), а с другой - из воздуха сквозь продукты горения диффундирует кислород. Стехиометрическая смесь (т.е. смесь в соответствующем количественном соотношении между реагирующими веществами), которая образуется в зоне горения, сгорает за долю секунды. Поэтому концентрация кислородатана волну, что приводит к ускорению распространения пламени и возникновения детонации.

Горение может быть открытым пламенным (температура пламени в зоне горения достигает 1200 ... 3000 ° С), а также происходить без пламени в виде тления.

тления - беспламенной горения твердого вещества (материала) при сравнительно низких температурах (400 ... 600 ° С), которое часто сопровождается выделением дыма.

В результате сочетания горючего вещества с кислородом образуются продукты сгорания, состав и агрегатное состояние которых зависит от состава вещества, горит, и условий ее горения. Дым, образующийся при горении - это дисперсная система, состоящая из самых мелких твердых частиц (диаметром 10 в -4 степени ... 10 в -6 степени см), взвешенных в смеси продуктов сгорания с воздухом. При горении органических веществ чаще всего дым - это углерод (сажа), который образуется в результате неполного сгорания. В дыма могут также быть продукты разложения веществ, горящих и их частичного окисления (продукты неполного сгорания). К ним, кроме сажи, принадлежат оксид углерода, сероводород, хлористый водород, окислы азота, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты (в том числе синильная) и другие вещества.

Продукты полного и неполного сгорания в определенных концентрациях опасны для жизни человека. Так, концентрация в воздухе С02 на уровне 3-4,5% становится опасным при вдыхании такого воздуха в течение получаса, а концентрация 8-10% вызывает быструю потерю сознания и смерть. Оксид углерода СО является ядовитым газом. Вдыхание воздуха, содержащего 0,4% СО - смертельное.

Кроме токсичных продуктов сгорания, опасными факторами пожара открытое пламя и искры, повышенная температура воздуха и окружающих предметов, снижена концентрация кислорода, обвалы конструкций, взрыв.

5.2. Показатели пожаро- взрывоопасности веществ и материалов

С целью получения исходных данных для разработки мероприятий по обеспечению пожарной и взрывной безопасности, при определении категории и класса помещений и бугореть в воздухе. Однако среди них могут быть пожароопасные, например, окислители и вещества, выделяющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом или с другими веществами. К негорючим веществам относятся все минеральные и большинство искусственных неорганических материалов.

Трудногорючие - вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления. Это могут быть композиции, состоящие из органического материала и минерального наполнителя.

Горючие - вещества и материалы, способные заниматься при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Температура вспышки - это наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования при этом недостаточна для устойчивого горения.

Температура вспышки характеризует условия, при которых вещество становится пожароопасной. Этот показатель применяется при классификации жидкостей по степени пожарной опасности, при определении категории и классификации помещений и зон по взрывопожарной опасностью, а также при разработке мероприятий пожаро- взрывобезопасности.

Температура воспламенения - это наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенения (то есть возникает устойчивое пламенное горение).

Температура воспламенения характеризует способность веществ к самостоятельному горению и всегда бывает выше температуры вспышки. Чем меньше разница между температурами вспышки и воспламенения вещества, тем больше пожароопасной это вещество.

Температура воспламенения применяется при установлении группы горючести веществ, при оценке пожарной опасности оборудования и технологических процессов, при разработке мероприятий по обеспечению пожаро- взрывобезопасности.

Температура самовоспламенение это наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества. Температура самовоспламенения используется для оценки пожаро- взрывоопасности веществ; определение группы взрывоопасной смеси для выбора типа взрывобезопасного оборудования; при разработке мероприятий по обеспечению пожаро- взрывобезопасности технологических процессов.

Концентрационные пределы распространения пламени. Нижняя (верхняя) концентрационный предел распространения пламени - это минимальный (максимальный) содержание горючего вещества в однородной смеси в окислительной среде, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

Концентрационные пределы распространения пламени применяют при определении категории и класса помещений по пожаро- взрывоопасностью; при расчетах взрывобезопасных концентраций газов, паров и пыли внутри технологического оборудования, а также в воздухе рабочей зоны с потенциальными источниками зажигания; при проектировании вентиляционных систем; при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

Температурные пределы распространения пламени. Известно, что концентрация насыщенных паров жидкости находится в определенной взаимосвязи с ее температурой. Используя это свойство, можно концентрационные пределы насыщенных паров выражать через температуру жидкости, при которой образуются эти пары. Такие температуры называются температурных пределов распространения пламени.

Температурные пределы распространения пламени - это такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижний (нижняя температурная граница) и верхний (верхняя температурная граница) концентрационным пределам распространения пламени .

Температурные пределы воспламенения применяются при расчете пожаро- взрывоопасных температурных режимов работы технологического оборудования; оценке аварийных ситуаций, связанных с разливом горючих жидкостей; расчета концентрационных пределов

Загрузка...