Охорона праці - Москальова В.М - Як пояснюється процес горіння рідких речовин?

Тверді горючі речовини і матеріали залежно від хімічного складу будуть горіти не однаково, бо ймовірність загоряння залежатиме від їх маси, стану, способу запалювання, умов розсіювання тепла у навколишнє середовище та ін. Горіння складних за хімічним складом твердих речовин (дерево, каучук, гума та ін.) відбувається у дві стадії. Перша стадія — це термічне їх розкладання з утворенням летких та твердих продуктів, друга стадія — це їх наступне окислення та горіння, що супроводжується вже полум’ям та випромінюванням світла. Самі складні речовини не горять, а горять продукти їх розкладу. Під дією вогню відбувається нагрівання твердої фази, що супроводжується виділенням газоподібних продуктів, які потім спалахують та горять за умов, що накопичене тепло буде перевищувати те, яке виділяється у навколишнє середовище. Вихід газоподібних продуктів забезпечує подальший розвиток процесу горіння, а за умов подальшого підвищення температури починається горіння твердої фази.

Швидкість процесу горіння твердих матеріалів залежить від їх вологості, об’ємної ваги, питомого навантаження, відношення площі поверхні матеріалу до його об’єму, від доступу повітря та інших чинників.

Особливості горіння твердих горючих речовин і матеріалів використовують для оцінки їх пожежної небезпеки при будівництві та організації технологічних процесів, а також для розробки засобів та способів вогнезахисту і пожежогасіння.

Як пояснюється процес горіння рідких речовин?

Горіння рідких речовин являє собою складний фізико-хімічний процес, що відбувається при взаємному впливі кінетичних, теплових і гідродинамічних явищ.

Горіння рідин відбувається у газовій фазі. Внаслідок випаровування рідини над її поверхнею утворюється паровий струмінь, який змішуючись з киснем повітря створює стехіометричну суміш, яка згоряє за частку секунди.

Концентрація насичених парів рідин над її поверхнею має пряму залежність від її складу і температури, з підвищенням якої зростає тиск її парів, а відтак і їх концентрація, що спалахує за наявності джерела вогню.

Основною характеристикою рідин стосовно пожежної небезпеки є температура спалаху

Спалах — це найменше значення температури рідини, за якої над її поверхнею утворюється стехіометрична суміш здатна до спалаху від зовнішнього джерела вогню.

За температурою спалаху, рідина стає вибухопожежонебезпечною, хоча стійкого горіння ще не відбувається.

За температурою спалаху рідинні речовини поділяються на два класи: легкозаймисті (ЛЗР) і горючі (ГР) рідини. ЛЗР мають температуру спалаху до 61 °С (бензин, ацетон, нафта, бензол, спирт та ін.), а горючі понад 61 °С (дизельне паливо, рослинні олії, мазут, мастила, гліцерин та ін.).

При температурі спалаху рідина, ще не горить, спалахують лише пари рідин у суміші з повітрям. Стабільне горіння почнеться лише тоді, коли рідини підігріти: ЛЗР на 1-5 °С, ГР на 30-35 °С вище температури спалаху. ЛЗР належать до вибухонебезпечних рідин, а ГР — до пожежонебезпечних.

Процес горіння рідин характеризується швидкістю їх вигоряння, яка не є фізико-хімічною константою, бо залежить від властивостей горючих рідин, діаметру посудин у яких вони зберігаються, а також умов тепло-масообміну в зоні пожежі.

Як пояснюється процес горіння пилоповітряної суміші?

Пил деяких твердих негорючих речовин (алюміній, цинк), а також порошкоподібні, волокнисті і сипучі матеріали здатні у суміші з повітрям утворювати вибухопожежонебезпечні концентрації. Чим дрібніші пилові частки, а відтак і більша площа їх поверхонь, тим небезпечнішими будуть концентрації стосовно спалахування і вибуху.

Залежно від стану (аерозолі й аерогелі) пил однієї і тієї ж речовини має різні температури спалахування. Залежно від концентрації горіння пилу в аерозольному стані відбувається у вигляді вибуху, бо такий пил має більшу питому поверхню і більшу хімічну активність. Один см3 монолітної речовини має поверхню 6 см2, а 1 см3 пилу дисперсністю в 1 мм — 60000 см3. Наявність такої великої поверхні обумовлює високу абсорбційну властивість адсорбувати кисень повітря. Кількість адсорбованого пилом кисню буває у десятки разів більшою за об’єм адсорбенту.

Вибухопожежонебезпечність пилу характеризується нижньою і верхньою межами спалахування (НМС і ВМС).

Нижня межа спалахування аерозолів твердих речовин — це найменша концентрація речовини у повітрі, за якої суміш здатна до спалахування з наступним поширенням полум’я на весь об’єм суміші. Для пилу переважно визначають тільки НМС, бо вже за такої концентрації, предмети стають невидимими на відстані 2-4 м. В умовах виробництва ВМС практично недосяжна.

Залежно від НМС, пил твердих речовин, що знаходяться у аерозольному стані, поділяються на такі групи:

особливо вибухонебезпечний - з НМС до 15 г/м3;

вибухонебезпечний з НМС - від 15 г/м3 до 65 г/м3;

пожежонебезпечний з НМС — понад 65 г/м3.

Значення НМС для різних видів пилу залежить від вологості, дисперсності, вмісту летких фракцій, зольності, температури, теплової потужності джерела запалювання та інших чинників.