13 Пожежна безпека

13.1 Основи процесу горіння

Горіння – це інтенсивні хімічні окислювальні реакції, які супроводжуються виділенням тепла та світла. Горіння можливе при наявності горючої речовини, окислювача та джерела запалення. В умовах реальної пожежі окислювачем є кисень повітря. При горінні конденсованих систем, що не містять газоподібних частин, а складаються виключно з твердої або рідкої фази полум’я може не виникати, тобто має місце горіння без полум’я. В процесі горіння утворюються проміжні продукти, а при достатньому вмістові окислювача – продукти повного згорання. Залежно від агрегатного стану вихідної речовини розрізняють гомогенне горіння, горіння вибухових речовин та гетерогенне горіння.

При гомогенному горінні вихідні речовини та продукти горіння знаходяться в однаковому агрегатному стані (наприклад, горіння газових сумішей). Горіння вибухових речовин пов’язане з переходом речовини з конденсованого стану в газ.

При гетерогенному горінні вихідні речовини знаходяться в різних агрегатних станах (наприклад, тверде паливо та газоподібний окислювач).

Рух полум’я по газовій суміші називають поширенням полум’я.

Нормальна швидкість поширення полум’я – це швидкість переміщення полум’я відносно незгорівшого газу, в напрямку перпендикулярному його поверхні. Цей параметр є одним з показників пожежо- вибухонебезпечних речовин. Це фізико-хімічна константа, що залежить від складу суміші, тиску та температури і визначається швидкістю хімічної реакції та молекулярною теплопровідністю.

Джерела або імпульси запалення поділяють на фізичні, хімічні, мікробіологічні. Основними показниками пожежної безпеки, що визначають критичні умови виникнення та розвитку процесу горіння є температура самозапалення та концентраційна границя запалення. Розрізняють нижню та верхню концентраційну границю запалення. Нижня – це мінімальна концентрація горючих газів та парів, за якої вони можуть загорітися. Верхня – це максимальна концентрація, за якої ще можливе поширення полум’я.

Концентраційні границі спалаху складної газоповітряної суміші можна визначити за формулою Ле-Шательє

П = 100/(С₁/n₁+ С₂/n₂+…. С_n/n_n), (13.1)

де П – нижня, або верхня границя спалаху, об.%.

С₁,C₂,...C_n – концентрація горючих компонентів; (С₁+C₂+……..C_n =100 об.%);

n₁,n₂,...n_n – границі спалаху чистих компонентів суміші, об.%.

Температура спалаху – це сама низька температура горючої речовини, для якої в умовах спеціальних випробовувань над його поверхнею утворюються пари або гази здатні спалахувати від джерела запалювання, але швидкість їх утворення ще не достатня для стійкого горіння.

Температура запалення – мінімальна температура речовини для якої в умовах спеціальних випробовувань речовина виділяє горючі пари та гази з такою швидкістю, що після їх запалення виникає стійке горіння.

Температура самозапалення – мінімальна температура речовини, для якої в умовах спеціальних випробовувань має місце різке збільшення швидкості екзотермічних реакцій, що закінчуються горінням.