Горение газо-, паро- и пылевоздушных смесей

 

Смеси газов или паров с воздухом могут гореть лишь при определенных соотношениях. Минимальную и максимальную концентрации горючих газов или паров в воздухе, при которыхонимогут воспламеняться, называют нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения. Концентрации смесей, находящиеся в этих пределах и способные гореть, называются взрывоопасными.

Смеси, концентрации которых находятся ниже нижнего и выше верхнего пределов воспламенения, в замкнутых сосудах не горят и поэтому являются безопасными.

Концентрационные пределы воспламенения паров и газов некоторых веществ следующие, %: для паров ацетилена нижний предел — 2,5, верхний—80,8; для бутана нижний — 1,36, верхний — 8,41, для бензина нижний — 0,76, верхний — 5,4.

Смеси паров с воздухом по взрывоопасности аналогичны смесям газов с воздухом. Учитывая, что концентрация насыщенных паров жидкости зависит от температуры, эти температуры принято называть нижним и верхним температурными пределами воспламенения

Смеси пыли с воздухом, как и газовые смеси, горят с большой скоростью и взрываются в замкнутых сосудах.

В воздухе пыль находится в состоянии аэрозоля или аэрогеля. Температура самовоспламенения угольной пыли в состоянии аэрогеля —260°С, в состоянии аэрозоля —969°С.

Опасность пылей характеризуется нижним концентрационным пределомих воспламенения. Пыли, у которых этот предел составляет 65 г/м3 и менее, относят к взрывоопасным, а у которых он выше 65 г/м3 — к пожароопасным.

 

Температурой воспламенения называется минимальная температура, при которой пары испытуемого продукта при внесении внешнего источника воспламенения образуют устойчивое незатухающее пламя. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки, часто довольно значительно на несколько десятков градусов.

Температурой самовоспламенения называется минимальная температура, при которой пары нефтепродуктов в смеси с воздухом воспламеняются без внешнего источника воспламенения. На этом свойстве нефтепродуктов основана работа дизельных двигателей внутреннего сгорания. Температура самовоспламенения выше температуры вспышки на несколько сотен градусов.

Импульсы воспламенения возникают при переходе одного из видов энергии (механической, электрической, химической) в тепловую.

В зависимости от характера процессов, воздействующих на вещества или проходящих в них и способствующих образованию тепла, импульсы соответственно подразделяются на физические, химические и микробиологические.

Действие физического импульса на вещество выражается непосредственно в виде тепла, поэтому он рассматривается так же, как тепловой.

Основными источниками теплового импульса воспламенения являются: открытое пламя, искры в виде несгоревших частиц топлива, электрическая искра или дуга, искры трения, раскаленные и нагретые вещества.

Исследования подтвердили, что эти искры обладают меньшей энергией, чем электрические, но они представляют определенную опасность как импульсы воспламенения.

Электрическая энергия, перешедшая в тепловую, может явиться импульсом воспламенения при перегрузке, коротком замыкании, искрении (образовании дуги), больших переходных сопротивлениях.

Накопление тепла в твердых веществах может произойти вследствие химического или микробиологического импульса (химической реакции, физико-химического процесса, например адсорбции или жизнедеятельности микроорганизмов, происходящих непосредственно в материале).

 

Горение – это интенсивные химические окислительные реакции, которые сопровождаются выделением тепла и свечением. Горение возникает при наличии горючего вещества, окислителя и источника воспламенения

В условиях реального пожара окислителем в процессе горения обычно является кислород воздуха.

В зависимости от агрегатного состояния исходного вещества и продуктов горения различают гомогенное горение, горение взрывчатых веществ, гетерогенное горение.

Гомогенное горение. При гомогенном горении исходные вещества и продукты горения находятся в одинаковом агрегатном состоянии. К этому типу относится горение газовых смесей (природного газа, водорода и т.п. с окислителем – обычно, кислородом воздуха), горение негазифицирующихся конденсированных веществ (например, термитов – смесей алюминия с оксидами различных ме-таллов), а также изотермическое горение – распространение цепной разветвленной реакции в газовой смеси без значительного разогрева.

Горение взрывчатых веществ связано с переходом вещества из конденсированного состояния в газ. При этом на поверхности раздела фаз происходит сложный физико-химический процесс, при котором в результате химической реакции выделяются теплота и горючие газы, догорающие в зоне горения на некотором расстоянии от поверхности. Процесс горения усложняется явлением диспергирования, переходом части конденсированного взрывчатого вещества в газовую фазу в виде небольших частичек или капель

Гетерогенное горение. При гетерогенном горении исходные вещества (например, твердое или жидкое горючее и газообразный окислитель) находятся в разных агрегатных состояниях. Важнейшие технологические процессы гетерогенного горения – горение угля, металлов, сжигание жидких топлив в нефтяных топках, двигателях внутреннего сгорания, камерах сгорания ракетных двигателей. Процесс гетерогенного горения обычно очень сложен. Химическое превращение сопровождается дроблением горючего вещества и переходом его в газовую фазу в виде капель и частиц, образованием оксидных пленок на частицах металла, турбулизацией смеси и т.д.

 

действий при оказании первой помощи пострадавшему:
- устранение воздействия на организм пострадавшего опасных и вредных факторов (освобождение его от действия электрического тока, вынос из зараженной атмосферы, гашение горящей одежды, извлечение из воды и т.п.);
- оценка состояния пострадавшего;
- определение характера травмы, создающей наибольшую угрозу для жизни пострадавшего, и последовательности действий по его спасению;
- выполнение необходимых мероприятий по спасению пострадавшего в порядке срочности (восстановление проходимости дыхательных путей, проведение искусственного дыхания, наружного массажа сердца, остановка кровотечения, иммобилизация места перелома, наложение повязки и т.д.);
- поддержание основных жизненных функций пострадавшего до прибытия медицинского персонала;
- вызов скорой медицинской помощи или врача либо принятие мер для транспортировки пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.