1.6. Температура горения

Та температура, до которой в процессе горения нагреваются продукты сгорания, называется температурой горения. Различают калориметрическую, теоретическую и действительную температуры горения. Действительная температура горения для условий пожара называется температурой пожара.

Под калориметрической температурой горения понимают ту температуру, до которой нагреваются продукты полного сгорания при следующих условиях:

I) все выделяющееся при горении тепло расходуется на нагрева- ние продуктов сгорания (потери тепла равны нулю);

2) начальные температуры воздуха и горючего вещества равны 0°С;

3) количество воздуха равно теоретически необходимому ( =1);

4) происходит полное сгорание.

Калориметрическая температура горения зависит только от состава горючего вещества и не зависит от его количества.

Для оценки условий пожара используют только калориметрическую тем- пературу горения и температуру пожара. Различают температуру внутреннего и наружного пожара.

Температура внутреннего пожара — это средняя температура дыма в помещении, где происходит пожар.

Температура наружного пожара — температура пламени.

При расчете калориметрической температуры горения и температуры внутреннего пожара исходят из того, что низшая теплота сгорания Q_н горючего вещества равна энергии q_г необходимой для нагревания продуктов сгорания от 0°С до калориметрической температуры горения

Q_н = q_г

Величину q_г назовем условно теплосодержанием продуктов сгорания

q_г = С´_pm·t_г

где V_п.с. - объем продуктов сгорания, м³/кг; С´_pm - средняя объем- ная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(м³К); t_г - температура горения, °С.

Поскольку продукты сгорания состоят из нескольких газообразных веществ, теплоемкость которых различна, суммарное теплосодержание их может быть выражено следующим образом:

q_г =q_RO2 + q_Н2О + q_N2 = V _RO2 С´_СО2 t_г + V _Н2О С´_Н2О t_г + V _N2 С´ _N2 t_г

где V_RO2, V_Н2О, V_N2 - объемы компонентов продуктов сгорания (RО₂=СО₂+S0₂); С´_СО2, С´_Н2О, С´_N2 — теплоемкость компонентов продуктов сгорания (теплоемкость СО₂ принимается для смеси СО₂ и S0₂).

Для определения t_г рассчитывают теплосодержание продуктов сгорания при нескольких температурах и выбирают два значения, между которыми находится значение низшей теплоты сгорания вещества. Искомую температуру определяют затем интерполяцией.

Чтобы судить о характере изменения температуры при пожаре в зависимости от различных условий горения, введено понятие сред необъемной температуры пожара, под которой понимают среднее значение из величины температур, измеренных термопарами в различных точках внутреннего пожара.

1.7. Оценка пожарной опасности веществ и материалов

Пожаром называется неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.

Возможность создания условий возникновения пожара или его быстрого развития представляет собой пожарную опасность.

Пожарной опасностью называется возможность возникновения или развития пожара, заключенная в каком-либо веществе, состоянии или процессе.

Пожароопасные вещества, по способности к горению, подразделяются на горючие, трудногорючие и негорючие.

Горючими называются вещества (материалы, смеси, изделия), способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. Среди пожароопасных веществ большинство являются горючими. Горючие вещества в свою очередь разделяются на легковоспламеняющиеся и трудновоспламеняющиеся.

Легковоспламеняющимся веществом (материалом, смесью) называется горючее вещество (материал, смесь), способное воспламеняться от кратковременного воздействия пламени спички, искры, накаленного элект- ропровода и тому подобных источников зажигания с низкой энергией.

К легковоспламеняющимся веществам относятся все горючие газы (водород, метан, этан, пропан и др.), горючие жидкости (ацетон, бензин, бензол, диэтиловый эфир и др.) и горючие твердые вещества (целлуло- ид, полистирол, древесная стружка, лист бумаги и др.).

Трудновоспламеняющимся веществом (материалом, смесью) называется горючее вещество (материал, смесь), способное воспламеняться только под воздействием мощного источника зажигания. К таким веществам относятся гетинакс, полихлорвиниловая плитка, фенольноформальдегидный стеклопластик, древесина, подвергнутая поверхностной огнезащитной обработке, и другие.

Трудногорючими называют вещества (материалы, смеси, изделия), способные гореть под воздействием источника зажигания, но не способные к самостоятельному горению после удаления его.

По пожарной опасности их можно подразделить на три группы:

1. вещества, горение которых происходит только при нагреве до температур, близких к температуре их самовоспламенения (трихлорацетат натрия, дихлоралъмочевина и др.);

2. вещества, имеющие определенную область зажигания при температурах, до которых возможен их нагрев в производстве, а также имеющие температуру вспышки в закрытом тигле (дихлорметан);

3. вещества, выделяющие пары или газы, обладающие определенной областью воспламенения в воздухе (слабые водные растворы спиртов, кетонов, альдегидов, органических кислот, аммиачная вода).

Негорючими называют вещества (материалы, смеси, изделия), не способные к горению в атмосфере воздуха.

Среди негорючих веществ находился много весьма пожароопасных:

1) вещества, выделяющие горючие продукты или тепло при взаимодействии с водой или друг с другом, например карбид кальция СаС₂, металлический натрий и негашеная известь с водой, разбавленные кислоты (серная, соляная и др.) с металлами;

2) окислители: КМnО₄, Nа₂0₂, Сr0₃, Рb0₂, НN0₃, Н₂О₂, сжатый и жидкий кислород и др.;

3) вещества, самовозгорающиеся на воздухе: желтый фосфор, триизобутилалюминий, жидкий фосфористый водород и др.

Для оценки пожарной опасности каждого горючего вещества определяется комплекс показателей, вид и число которых зависят от его агрегатного состояния. Для оценки пожарной опасности газов определяют следующие показатели: