Физико-химические основы процесса горения

Горение — сложное химическое превращение веществ, сопровождаемое интенсивным выделением большого количества тепла.

Чаще всего горение представляет собой экзотермическое окислительное взаимодействие горючего вещества с окислителем (обычно — кислородом). К горению также относят процессы разложения взрывчатых веществ, соединение некоторых веществ с хлором или фтором и др.

Химическая реакция горения достаточно сложная, так как состоит из многих процессов химических превращений. Кроме химических превращений при горении сопровождается физическими процессами: перемещение тепла, массы вещества, изменение давления и др.

Характеристикой горения является время. Время горения складывается из времени, необходимого для возникновения контакта между горючим веществом и кислородом (Тк) и времени самого процесса химического окисления (Тхо). Таким образом, время горения определяется:

Тг = Тк + Тхо. (11).

При тушении пожара необходимо учитывать особенности процесса горения:

диффузное горение, при условии, что время (Тк) больше, чем время (Тхо);

кинетическое горение определяется условием, что горит однородная горючая смесь, и время горения определяется, в основном, временем химического окисления (Тхо).

Обычно большинство пожаров представляют собой диффузионное горение с большим расходом воздуха:

для горения 1 кг древесины требуется примерно 4 м³ воздуха;

для горения 1 кг торфа требуется примерно 6 м³ воздуха;

для горения 1 кг пропана требуется примерно 24 м³ воздуха.

Источником зажигания обычно являются:

искры от неисправного электрооборудования;

тепло от трения деталей;

перегрев электроконтактов; статическое электричество;

химические реакции и др.

Температура воспламенения — наименьшая температура, при которой вещество загорается (или начинает тлеть) и продолжает гореть (тлеть) после удаления источника воспламенения.

Температура самовоспламенения — наименьшая температура, до которой необходимо нагреть вещество, чтобы оно воспламенилось.

Различают следующие виды горения:

• 1. Взрыв — быстрое химическое превращение, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных совершить работу (например, двигатель внутреннего сгорания).
• 2. Вспышка — быстрое сгорание горючей смеси без образования сжатых газов.
• 3. Возгорание — возникновение горения под действием источника зажигания.
• 4. Самовозгорание — возникновение горения в отсутствии источника зажигания (часто вследствие увеличения скорости экзотермической реакции):

тепловое самовозгорание — возникновение горения при внешнем нагреве вещества до температуры, превышающей его самовозгорание.

микробиологическое самовозгорание — возникновение горения вследствие самонагревания вещества под действием жизнедеятельности микроорганизмов (например, «горение» сена, опилок и др.).

химическое самовозгорание — возникновение горения вследствие химического взаимодействия веществ (например, природное горение угля).

Фронт пламени пожара — узкая зона, где прогревается вещество и протекает химическая реакция.

В соответствии с «Правила пожарной безопасности в Российской Федерации» пожары подразделяются на классы:

класс, А — пожары твёрдых веществ;

класс В — пожары горючих жидкостей или плавящихся твёрдых веществ;

класс С — пожары газов;

класс Dпожары металлов и их сплавов;

класс Е — пожары, связанные с горением электроустановок.