Характеристика горючих веществ

Вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, называются горючими в отличие от веществ, которые на воздухе не горят и называются негорючими. Промежуточное положение занимают трудно горючие вещества, которые возгораются при действии источника зажигания, но прекращают горение после удаления последнего.

Все горючие вещества делятся на следующие основные группы.

1. Горючие газы (ГГ) - вещества, способные образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах не выше 50° С. К горючим газам относятся индивидуальные вещества: аммиак, ацетилен, бутадиен, бутан, бутилацетат, водород, винилхлорид, изобутан, изобутилен, метан, окись углерода, пропан, пропилен, сероводород, формальдегид, а также пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

2. Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки не выше 61° С ( в закрытом тигле ) или 66° ( в открытом ). К таким жидкостям относятся индивидуальные вещества: ацетон, бензол, гексан, гептан, диметилфорамид, дифтордихлорметан, изопентан, изопропилбензол, ксилол, метиловый спирт, сероуглерод, стирол, уксусная кислота, хлорбензол, циклогексан, этилацетат, этилбензол, этиловый спирт, а также смеси и технические продукты бензин, дизельное топливо, керосин, уайтспирт, растворители.

3. Горючие жидкости (ГЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61° ( в закрытом тигле ) или 66° С ( в открытом ). К горючим жидкостям относятся следующие индивидуальные вещества: анилин, гексадекан, гексиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, а также смеси и технические продукты, например, масла: трансформаторное, вазелиновое, касторовое.

4. Горючие пыли (ГП) - твердые вещества, находящиеся в мелкодисперсном состоянии. Горючая пыль, находящаяся в воздухе ( аэрозоль), способна образовывать с ним взрывчатые смеси. Осевшая на стенах, потолке, поверхностях оборудования пыль ( аэрогель ) пожароопасна.

Горючие пыли по степени взрыво- и пожароопасности делятся на четыре класса.

1-й класс - наиболее взрывоопасные - аэрозоли, имеющие нижний концентрационный предел воспламенения ( взрываемости ) ( НКПВ) до 15 г/м³ ( сера, нафталин, канифоль, пыль мельничная, торфяная, эбонитовая ).

2-й класс - взрывоопасные - аэрозоли имеющие величину НКПВ от 15 до 65 г/м³ (алюминиевый порошок, лигнин, пыль мучная, сенная, сланцевая).

3-й класс - наиболее пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ, большую 65 г/м³ и температуру самовоспламенения до 250° С ( табачная, элеваторная пыль ).

4-й класс - пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ большую 65 г/м³ и температуру самовоспламенения, большую 250° С (древесные опилки, цинковая пыль).

Ниже приводятся некоторые характеристики горючих веществ, необходимые для прогнозирования аварийных ситуаций.

Показатели взрыво-пожароопасности горючих газов и паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей

Таблица 1.

вещество	условные обозначения	температура вспышки	концентрационные пределы взрываемости (воспламенения)
		tвсп, ° С	нижний (НКПВ)		верхний (ВКПВ)
			% по объему	г/м3 при 20° С	по объему	г/м3 при 20 °С
ЭФИРЫ СЛОЖНЫЕ И ПРОСТЫЕ
Амилацетат	ЛВЖ	25	1.08	90.0	10.0	540.0
Бутилацетат	ЛВЖ	29	1.43	83.0	15.0	721.0
Диэтиловый спирт Окись этилена	ЛВЖ ВВ	-4 3 -	1.9 3.66	38.6 54.8	51.0 80.0	1576.0 1462.0
этилацетат	ЛВЖ	-3	2.98	80.4	11.4	407.0
СПИРТЫ
Амиловый	ЛВЖ	49	1.48	43.5	-	-
Метиловый	ЛВЖ	8	6.7	46.5	38.5	512.0
Этиловый	ЛВЖ	13	3.61	50.0	19.0	363.0
УГЛЕВОДОРОДЫ ПРЕДЕЛЬНЫЕ
Бутан	ГГ	-	1.8	37.4	8.5	204.8
Гексан	ЛВЖ	-23	1.24	39.1	6.0	250.0
Метан	ГГ	-	5.28	16.66	15.4	102.6
Пентан	ЛВЖ	-44	1.47	32.8	8.0	238.5
Пропан	ГГ	-	2.31	36.6	9.5	173.8
Этан	ГГ	-	3.07	31.2	14.95	186.8
УГЛЕВОДОРОДЫ НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ
Ацетилен	ВВ	-	2.5	16.5	82.0	885.6
Бутилен	ГГ	-	1.7	39.5	9.0	209.0
Пропилен	ГГ	-	2.3	34.8	11.1	169.0
Этилен	ВВ	-	3.11	35.0	35.0	406.0
УГЛЕВОДОРОДЫ АРОМАТИЧЕСКИЕ
Бензол	ЛВЖ	-12	1.43	42.0	9.5	308.0
Ксилол	ЛВЖ	25	1.0	44.0	7.6	334.0
Нафталин	ГП4	-	0.44	23.5	-	-
Толуол	ЛВЖ	4	1.25	38.2	7.0	268.0
СОЕДИНЕНИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ  АЗОТ И СЕРУ
Аммиак	ГГ	-	17.0	112.0	27.0	189.0
Анилин	ГЖ	73	1.32	61.0	-	-
Сероводород	ГГ	-	4.0	61.0	44.5	628.0
Сероуглерод	ЛВЖ	-43	1.33	31.5	50.0	157.0
НЕФТЕПРОДУКТЫ И ДРУГИЕ ВЕЩЕСТВА
Бензин (температура кипения 105° С) Бензин (то же 64...94 °С) Водород	ЛВЖ ЛВЖ ГГ	-36 -36 -	2.4 1.9 4.09	137.0 - 3.4	4.9 5.1 880.0	281.0 - 66.4
Керосин	ЛВЖ	>40	0.64	-	7.0	-
Нефтяной газ	ГГ	-	3.2	-	13.6	-
Окись углерода	ГГ	-	12.5	145.0	80.0	928.0
Скипидар	ЛВЖ	34	0.73	41.3	-	-
Коксовый газ	ГГ	-	5.6	-	30.4	-
Доменный газ	ГГ	-	46.0	-	68.0	-

Температура вспышки - наименьшая температура жидкости, при которой около ее поверхности образуется паро-воздушная смесь, способная вспыхивать от источника и сгорать, не вызывая при этом устойчивого горения жидкости.

Верхний и нижний концентрационные пределы взырваемости (воспламенения) - соответственно максимальная и минимальная концентрация горючих газов, паров легковоспламеняющихся или горючих жидкостей, пыли или волокон в воздухе, выше и ниже которых взрыва не произойдет даже при наличии источника инициирования взрыва.

Аэрозоль способна взрываться при размерах твердых частиц менее 76 мкм.

Верхние пределы взрываемости пыли весьма велики и внутри помещений практически трудно достижимы, поэтому они не представляют интереса. Например, ВКПВ пыли сахара составляет 13.5 кг/м³.

ВВ - взрывоопасное вещество - вещество, способное к взрыву или детонации без участия кислорода в воздухе.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура горючего вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

2.Общее понятие о пожаре. Краткая характеристика явлений, происходящих на пожаре. Опасные Факторы пожара и их вторичные проявления. Классификация пожаров. Газовый обмен на пожаре. Условия, способствующие развитию пожара, основные пути распространения огня.

Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. (№ 69-ФЗ «О пожарной безопасности» от 21.12.1994 г.).

Пожаром считается неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб (справочник РТП, П.П. Клюс, В.П.Иванников).

Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения общие явления, характерные для любого пожара независимо от его размеров и места возникновения (массо-и теплообмен, газообмен, дымообразование). Эти явления взаимосвязаны и развиваются во времени и пространстве. Только ликвидация горения может привести к их прекращению.

Общие явления могут привести к возникновению частных явлений, т.е. таких, которые могут или не могут происходить на пожарах. К ним относятся: взрывы, деформация и обрушение технологических аппаратов и установок, строительных конструкций, вскипание или выброс нефтепродуктов из резервуаров и др.

Также пожар сопровождается социальными явлениями, наносящими обществу не только материальный, но и моральный ущерб. К ним относятся гибель людей, термические травмы, отравления токсичными продуктами горения, возникновение паники. Это особая группа явлений, вызывающая значительные психологические перегрузки и стрессовые состояния у людей.

Признаки пожара:

– процесс горения;

– газообмена;

– теплообмена.

Они изменяются во времени, пространстве и характеризуются параметрами пожара.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горения на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени и др.

Под пожарной нагрузкой понимают массу всех горючих и трудногорючих материалов, находящихся в помещении или на открытом пространстве, отнесённую к площади пола помещения или площади, занимаемой этими материалами на открытом пространстве (кг/м²).

Скорость выгорания – потеря массы материала (вещества) в единицу времени или горения (кг/ м²с).

Линейная скорость распространения горения – физическая величина, характеризуемая поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени (м/с).

Под температурой пожара в ограждениях понимают среднеобъёмную температуру газовой среды в помещении.

Под температурой пожара на открытых пространствах – температуру пламени.

На пожаре выделяются газообразные, жидкие и твёрдые вещества. Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения. Они распространяются в газовой среде и создают задымление.

Дым – дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц. Объём выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.

Дымообразование на пожаре – количество дыма, м³/с, выделяемого со всей площади пожара.

Концентрация дыма – количество продуктов горения, содержащихся в единице объёма помещения (г/м³, г/л, или в объёмных долях).

Площадь пожара (S_П) – площадь проекции поверхностного горения твёрдых и жидких веществ и материалов на поверхность земли или пола помещения.

Площадь пожара имеет свои границы: периметр и фронт.

Периметр пожара (P_П) – это длина внешней границы площади пожара.

Фронт пожара (Ф_П) – часть периметра пожара, в направлении которой происходит распространение горения.