Горением называется быстро протекающее химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением больших количеств теплоты и обычно ярким свечением (пламенем)

В обычных условиях горение представляет собой процесс окисления, или соединения горючего вещества с кислородом, находящимся в свободном состоянии в воздухе или в химически связанном состоянии в различных химических соединениях. Однако известно, что некоторые вещее та, например сжатый ацетилен, хлористый азот, озон и некоторые другие, могут взрываться и без кислорода с образованием теплоты и пламени. Следовательно, горение может явиться результатом не только реакции соединения, но и разложения. Известно также, что водород и некоторые металлы могут гореть в атмосфере хлора, медь — в парах серы, магний — в диоксиде углерода и т. д.

С практической точки зрения наибольшее значение имеет горение, возникающее при окислении горючего вещества кислородом воздуха. Для возникновения такого горения кроме горючего и окислителя необходимо наличие импульса (источника зажигания), способного сообщить горючей системе необходимое начальное количество энергии.

Горение бывает полное и неполное. Полное горение протекает при достаточном количестве кислорода и продуктами реакции в этом случае являются вода, диоксиды серы и углерода, азот, которые неспособны к дальнейшему окислению. Если кислорода недостаточно для окисления, происходит неполное горение, сопровождающееся образованием горючих и токсичных продуктов реакции (оксида углерода, спиртов, кетонов, альдегидов и др.).

Процесс горения можно себе представить следующим образом. При введении в холодную горючую смесь источника поджигания происходит быстрый разогрев смеси в ограниченном объеме до определенной температуры и ее поджигание. В этом объеме протекает экзотермическая реакция окисления горючего вещества кислородом, диффундирующим в очаг горения из воздуха. Благодаря теплопроводности горючей смеси теплота, выделяющаяся в процессе окисления, разогревает соседний слой, вызывая его сгорание, и т. д. При таком послойном сгорании горючей смеси происходит перемещение зоны горения; скорость этого перемещения определяет интенсивность процесса горения и является его важнейшей характеристикой.

В зависимости от скорости распространения пламени горение может происходить в форме дефлаграционного горения, взрыва и детонации. Следует подчеркнуть условность такого подразделения процессов горения.

Нормальной скоростью горения называется скорость перемещения пламени по неподвижной смеси вдоль нормали к ее поверхности. При дефлаграционном горении эта скорость, как правило, составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров в секунду. Например, нормальная скорость горения смеси метана (10,5 %) с воздухом равна 37 см/с.

Медленное равномерное распространение горения устойчиво лишь в том случае, если оно не сопровождается повышением давления. Когда горение происходит в замкнутом пространстве или выход газа затруднен, продукты реакции не только нагревают прилегающий к фронту пламени слой несгоревшего газа путем теплопроводности, но и, расширяясь за счет высокой температуры, приводят несгоревший газ в движение. Неупорядоченное движение объемов газа в горящей смеси вызывает значительное увеличение поверхности фронта пламени, что приводит к взрыву. Взрыв (ГОСТ 12.1.010) — это быстрое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу. Скорость распространения пламени при взрыве достигает сотен метров в секунду.

При дальнейшем ускорении распространения пламени усиливается сжатие несгоревшего газа перед фронтом пламени. Это сжатие распространяется по несгоревшему газу в виде последовательных слабых ударных волн. Каждая последующая ударная волна идет со скоростью, большей, чем предыдущая, и соответственно догоняет ее. На некотором расстоянии перед фронтом пламени совокупность ударных волн соединяется в одну мощную ударную волну. Возникновение такой волны приводит к сильному сжатию и разогреву газа. Когда температура в ударной волне станет достаточно высокой, возникает новый устойчивый режим распространения реакции - детонация, при которой передача теплоты от слоя к слою осуществляется не путем медленного процесса теплопроводности, а путем распространения ударной волны. Детонация — это горение, распространяющееся со скоростью, превышающей скорость звука (тысячи метров в секунду). Детонация характеризуется резким скачком давления в месте взрывчатого превращения (до 20 — 30 кПа). Детонация газовых смесей может происходить только при определенном минимально необходимом начальном давлении и определенной концентрации горючего вещества в смеси. Например, детонация ацетилено-воздушной смеси может иметь место только при объемном содержании ацетилена от 6,5 до 15%.

Горение бывает гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении все реагирующие вещества имеют одинаковое агрегатное состояние, например газообразное. Если при этом горючее вещество и окислитель не перемешаны, то происходит диффузионное горение, процесс горения в таком случае лимитируется диффузией окислителя в зону пламени. Если исходные вещества находятся в различных агрегатных состояниях, и имеется граница раздела фаз в горючей системе, то горение является гетерогенным Гетерогенное горение, связанное с образованием потока горючих газообразных веществ, является одновременно и диффузионным.

Пожары обычно характеризуются гетерогенным диффузионным горением, которое лимитируется диффузией кислорода воздуха в очаг горения.