Возгорание и самовозгорание горючего вещества.

Возгоранием называется возникновение горения под воздействием источника зажигания. Под источником зажигания понимается горящее или накаленное тело, а также электрический разряд с запасом энергии и температурой, достаточными для возникновения горения других веществ.

Если возгорание сопровождается появлением пламени, то такой процесс возникновения горения называется воспламенением. Воспламенение хотя и является частным случаем возгорания, однако в практике имеет наибольшее распространение.

Физическая сущность процесса воспламенения та же, что и самовоспламенения, так как условия самоускорения реакции окисления у них одни и те же. Основное различие между ними заключается в том, что процесс воспламенения пространственно ограничен частью объема горючего вещества, в то время как процесс самовоспламенения происходит во всем объеме. Поэтому при воспламенении удельная поверхность теплоотвода горючего вещества обычно выше, чем при самовоспламенении, и ускорение реакции окисления начинается при более высокой температуре.

Самовозгорание — возникновение горения в результате превышения скорости тепловыделения за счет протекания внутренних экзотермических процессов над скоростью теплоотдачи в окружающую среду.

В зависимости от причины, вызывающей процесс первоначального саморазогрева вещества, различают четыре вида самовозгорания: микробиологическое, химическое, физическое, тепловое.

Не следует рассматривать перечисленные виды самовозгорания изолированно друг от друга, в чистом виде. В большинстве случаев процесс самовозгорания — это комбинация различных процессов, имеющих определенную первопричину.

Химическое самовозгорание возникает в месте контакта взаимодействующих веществ, реагирующих с выделением тепла. В зависимости от характера окислителя, вступающего в реакцию с горючим материалом, этот вид самовозгорания можно подразделить на самовозгорание при контакте с кислородом воздуха, при контакте с водой и при контакте с химическим окислителем.

Физическое самовозгорание является следствием тепловыделения физических процессов. К таким относятся: адсорбция — поглощение газов на поверхности твердых веществ, абсорбция — растворение паров и газов в жидкостях, тепловыделение при трении.

Микробиологическое самовозгорание характерно для материалов, в которых возможна жизнедеятельность микроорганизмов. В основном — это растительные материалы. Самовозгорание происходит, как правило, в глубине материала при длительном хранении и определенной влажности хранимого материала. В процессе протекания данного вида самовозгорания на разных его этапах могут проходить и другие процессы, характерные для ранее перечисленных видов самовозгорания.

Тепловое самовозгорание возникает при нагревании вещества до температуры, обеспечивающей его термическое разложение и дальнейшее самоускоряющееся самонагревание за счет теплоты экзотермической реакции окисления продуктов термического разложения в объеме горючего материала. Сам процесс протекает в глубине материала в форме тления, которое затем может переходить в пламенное горение на поверхности

Основными параметрами, характеризующими степень пожарной опасности вещества при самовозгорании являются:

· температура самонагревания вещества τ_сн — минимальная температура среды, выше которой при благоприятных условиях возможно развитие экзотермического процесса самонагревания, связанного с термическим разложением и окислением определенного объема (массы) горючего вещества.

· период индукции τ_инд — время от момента достижения температуры самонагревания в очаге самовозгорания до момента возникновения горения.

Обычно процесс самовозгорания протекает при температуре окружающей среды не менее 10°С (при более низких температурах увеличивается интенсивность теплоотдачи так, что тепловыделение может быть недостаточным для возникновения горения). Однако, чем меньше рассеивается тепло (в случае большого скопления горючего материала), тем при более низкой температуре окружающей среды возможно самонагревание вещества.

Как правило, самовозгорание возникает в том случае, когда отношение внешней поверхности материала (площади теплоотдачи) к объему небольшое, а площадь поверхности реагирования много больше внешней поверхности материала. В противном случае за счет большого теплоотвода саморазогрев и самовозгорание будут невозможны.

Способность склонных к самовозгоранию материалов распространять тление внутри своей массы и поглощать продукты горения создает особую опасность возникновения пожара от самовозгорания. Опасность заключается в том, что не всегда можно своевременно обнаружить пожар.

5. Использование теории горения и взрыва для обеспечения безопасности производственных процессов и прогнозирования ЧС.

В настоящее время проблемы национальной безопасности и промышлеиной безопасности, защиты населения от чрезвычайных ситуаций становятся все более актуалными. Реальную угрозу представляют крупные промышленные предприятия, нефтепроводы, газовые магистрали, на которых наблюдается устойчивая тенденция ростачисла аварийных ситуаций, связанных с пожарами и взрывами.

В последние годы участились аварии на шахтах, приводящие к человеческим жертвам и значительным материальным потерям. Из-за неисправностей оборудования, транспортных средств, а также из-за

действий человека растет число аварий на авиационном, железнодорожном, автомобильном транспорте. Наибольшую опасность представляют аварии с выбросом химически опасных и радиоактивных веществ, розливом нефтепродуктов, разрушением оборудования сопасными веществами и работающих под высоким давлением.

В Российской Федерации разработано множество нормативных документов для обеспечения безаварийной эксплуатации технологического оборудования, соблюдения правил пожарной безопасности.

Однако для предотвращения чрезвычайных ситуаций, для борьбы с пожарами и взрывами требуется совершенствование профилактической работы, организация которой требует теоретических знаний основных физико-химических аспектов горения и взрыва.

Для прогнозной оценки параметров и последствий взрыва используют различные методики, которые применяют в зависимости от места расположения взрывоопасного оборудования.

Возникновению и развитию процессов при взрыве могут способствовать различные параметры: избыточное давление, стехиометрическое равновесие горючей смеси, количество и интенсивность паров, поступающих в зону горения.

Для оценки последствий взрыва необходимо производить расчеты этих параметров взрыва. Рассчитывают следующие парараметры при горении и взрыве горючих веществ:

1) массу горючих веществ, поступивших в окружающее пространство;

2) горизонтальные размеры зон, ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих газов и паров не нагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство;

3) избыточное давление и импульс волны давления nри сгорании смесей горючих газов и nаров с воздухом в открытом пространстве;

5) критерии пожарной опасности для горючей пыли.

Методики расчета параметров взрыва в помещении и в открытом nространстве позволяют оценивать возможность разрушения зданий, сооружений и технологического оборудования при взрыве.