Процес горіння та його види, найбільший портал з навчання
Горіння – одне з найцікавіших і життєво необхідних людей явищ природи. Горіння є корисним для людини доти, доки воно не виходить із підпорядкування його розумній волі. В іншому випадку воно може призвести до пожежі.Пожежа- це неконтрольоване горіння, що завдає матеріальних збитків, шкоди життю та здоров'ю громадян, інтересам суспільства та держави. Для запобігання пожежі та її ліквідації необхідні знання про процес горіння.
Горіння - це хімічна реакція окислення, що супроводжується виділенням тепла. Для виникнення горіння необхідна наявність палива, окислювача та джерела запалювання.
Гарюча речовина – це будь-яка тверда, рідка або газоподібна речовина, здатна окислюватися з виділенням тепла.
Окислювачами можуть бути хлор, фтор, бром, йод, оксиди азоту та інші речовини. Найчастіше при пожежі окислення горючих речовин відбувається киснем повітря.
Джерело запалювання забезпечує енергетичну дію на горючу речовину та окислювач, що призводить до виникнення горіння. Джерела запалювання прийнято ділити на відкриті (світяться) - блискавка, полум'я, іскри, розжарені предмети, світлове випромінювання; та приховані (несвітлі) – тепло хімічних реакцій, мікробіологічні процеси, адіабатичний стиск, тертя, удари тощо. Вони мають різну температуру полум'я та нагріву. Будь-яке джерело запалювання повинно мати достатній запас теплоти або енергії, що передається реагує речовин. Тому процес виникнення горіння впливає і тривалість впливу джерела запалювання. Після початку процесу горіння воно підтримується тепловим випромінюванням із його зони.
Пальне та окислювач утворюють горючу систему, яка може бутихімічно неоднорідної чи однорідної. У хімічно неоднорідній системі горюча речовина та окислювач не перемішані і мають поверхню розділу (тверді та рідкі горючі речовини, струмені горючих газів та пари, що надходять у повітря). При горінні таких систем кисень повітря безперервно дифундує крізь продукти горіння до палива і потім вступає в хімічну реакцію. Таке горіння називається дифузійним. Швидкість дифузійного горіння невелика, оскільки уповільнюється процесом дифузії. Якщо горюча речовина в газоподібному, пароподібному або пилоподібному стані вже перемішана з повітрям (до підпалювання його), то така горюча система є однорідною і її горіння залежить тільки від швидкості хімічної реакції. У цьому випадку горіння протікає швидко і називається кінетичним.
Горіння може бути повним та неповним. Повне горіння відбувається у тому випадку, коли кисень надходить у зону горіння у достатній кількості. Якщо кисню недостатньо для окислення всіх продуктів, що у реакції, відбувається неповне горіння. До продуктів повного горіння відносяться вуглекислий та сірчистий гази, пари води, азот, які не здатні до подальшого окислення та горіння. Продукти неповного горіння – окис вуглецю, сажа та продукти розкладання речовини під дією тепла. Найчастіше горіння супроводжується виникненням інтенсивного світлового випромінювання – полум'ям.
Розрізняють ряд видів виникнення горіння: спалах, спалах, спалах, самозаймання, самозаймання, вибух.
Спалах – це швидке згоряння горючої суміші без утворення підвищеного тиску газів. Кількість тепла, що утворюється при спалаху, недостатня для продовження горіння.
Загоряння - це виникнення горіння підвпливом джерела запалювання.
Запалення - загоряння, що супроводжується появою полум'я. При цьому вся решта маси пального речовини залишається відносно холодною.
Самозаймання - явище різкого збільшення швидкості екзотермічних реакцій окислення в речовині, що призводить до виникнення його горіння за відсутності зовнішнього джерела запалювання. Залежно від внутрішніх причин процеси самозаймання поділяються на хімічні, мікробіологічні та теплові. Хімічне самозаймання походить від на речовини кисню повітря, води чи від взаємодії речовин. Самозаймаються промаслені ганчірки, спецодяг, вата і навіть металева стружка. Причиною самозаймання промаслених волокнистих матеріалів є розподіл жирових речовин тонким шаром на їх поверхні та поглинання кисню з повітря. Окислення олії супроводжується виділенням тепла. Якщо утворюється тепла більше, ніж тепловтрати у навколишнє середовище, можливо виникнення горіння без будь-якого підведення тепла. Деякі речовини самозаймаються при взаємодії із водою. До них відносяться калій, натрій, карбід кальцію та карбіди лужних металів. Кальцій спалахує при взаємодії з гарячою водою. Окис кальцію (негашене вапно) при взаємодії з невеликою кількістю води сильно розігрівається і може спалахнути горючі матеріали, що стикаються з нею (наприклад, дерево). Деякі речовини самозаймаються при змішуванні з іншими. До них відносяться насамперед сильні окислювачі (хлор, бром, фтор, йод), які, контактуючи з деякими органічними речовинами, викликають їхнє самозаймання. Ацетилен, водень, метан, етилен, скипидар під дією хлору самозаймаються на світлі. Азотна кислота, також будучи сильним окислювачем, можевикликати самозаймання деревної стружки, соломи, бавовни. Мікробіологічне самозаймання у тому, що з відповідної вологості і температурі у рослинних продуктах, торфі інтенсифікується життєдіяльність мікроорганізмів. При цьому підвищується температура і може виникнути горіння. Теплове самозаймання відбувається внаслідок тривалої дії незначного джерела тепла. При цьому речовини розкладаються і внаслідок посилення окисних процесів самонагріваються. Напіввисихаючі рослинні олії (соняшникова, бавовняна та ін.), рицинова оліфа, скипидарні лаки, фарби та грунтовки, деревина та ДВП, покрівельний картон, нітролінолеум та деякі інші матеріали та речовини можуть самозайматися при температурі навколишнього середовища 80 - 100 ?
Самоспаление - це самозаймання, що супроводжується появою полум'я. Самозаймисті можуть тверді та рідкі речовини, пари, гази та пилу в суміші з повітрям.
Вибух (вибухове горіння) - це надзвичайно швидке горіння, яке супроводжується виділенням великої кількості енергії та утворенням стиснутих газів, здатних виробляти механічні руйнування.
Види горіння характеризуються температурними параметрами, основними є такі.Температура спалаху - це найменша температура палива, при якій над його поверхнею утворюються пари або гази, здатні короткочасно спалахнути в повітрі від джерела запалювання. Однак швидкість утворення пари або газів ще недостатня для продовження горіння.Температура займання – це найменша температура горючої речовини, при якій вона виділяє горючі пари або гази з такою швидкістю, що після займання їх від джерела запалення виникає стійкегоріння.Температура самозаймання - це найнижча температура речовини, при якій відбувається різке збільшення швидкості екзотермічних реакцій, що закінчується займанням. Температура самозаймання у досліджених твердих горючих матеріалів та речовин 30 – 670 °С. Найнижчу температуру самозаймання має білий фосфор, найвищу – магній. У більшості порід деревини ця температура дорівнює 330 - 470?