Spontano sagorijevanje tvari i materijala. Spontano sagorevanje

Naziv parametra	Značenje
Tema članka:	Spontano sagorevanje.
Kategorija (tematska kategorija)	Obrazovanje

Spontano sagorevanje je proces niske temperature oksidacija dispergovanih materijala, završetak propadanje ili plamenog sagorevanja. Sklonost spontanom sagorevanju supstanci određena je njihovim kompleksom fizička i hemijska svojstva : toplota sagorevanja, toplotni kapacitet, toplotna provodljivost, specifična površina, nasipna gustina i uslovi razmene toplote sa spoljašnjom sredinom.

Za razvoj procesa spontano sagorevanje: od odlučujućeg značaja je mogućnost akumulacije u materijalu toplote koja se oslobađa tokom oksidacije (ili aktivnosti mikroorganizama). Što su bolji uslovi za akumulaciju toplote, to ranije na nižoj temperaturi počinje spontano sagorevanje.

Procesi spontanog sagorevanja razvijaju se u materijalima na prilično niskoj temperaturi ( do 250 o S) dugo vremena. U takvim uslovima, da bi se održao proces spontanog sagorevanja, nema dovoljno toplote koja se oslobađa tokom oksidacije spoljne površine. Preduvjet je uključivanje cjelokupne mase materijala u reakciju oksidacije ili razgradnje. A što je veća masa, lakše se u njoj razvijaju procesi samozagrijavanja i spontanog izgaranja. Povećanje temperature okoline će skratiti vrijeme do spontanog izgaranja.

Može se razlikovati dva mehanizma spontanog sagorevanja:

Termičko spontano sagorevanje je kako slijedi. Mnogi dispergirani materijali stupaju u interakciju s atmosferskim kisikom već na normalna temperatura. V uslovima , povoljno za akumulaciju topline u masi materijala, dolazi do povećanja temperature. Ovo zauzvrat jeste povećava brzinu oksidacijskih reakcija, uz povećanje temperature itd. Na kraju može se desiti spontano sagorevanje materijala .

Toplotno spontano sagorevanje je fizičko-hemijski proces čija brzina zavisi 1 ). na brzinu hemijske reakcije, 2 ). dovod kiseonika na reagujuću površinu i od 3 ) intenzitet prijenosa topline između materijala i okoline.

Kada se dispergirani materijali pohranjuju u zraku, kisik prodire unutar materijala između čestica. Jednom u porama, kisik se adsorbira u površinskom sloju, što uzrokuje povećanje temperature. Prisustvo razvijene površine čvrstog materijala sa adsorbovanim kiseonikom na njoj je neophodan uslov za početak termičkog spontanog sagorevanja.

Bitnu ulogu u razvoju procesa spontanog sagorevanja igra poroznosti sposobnost adsorpcije materijala ... Što je više pora, to je kontaktna površina razvijenija i adsorpcija kisika na njoj. Iz tog razloga, materijali veće poroznosti su najskloniji spontanom sagorevanju.

Samozagrijavanje mase materijala je neujednačeno ... Zbog različitih uslova odvođenja toplote, a). središnja zona volumena se brže zagrijava, nego površine, a početnu fazu spontanog izgaranja karakteriše očuvanje izgleda materijala, iako iznutra dolazi do ugljenisanja ... Dalje, na ugljenisanoj površini, procesi propadanja to može ići na vatreno sagorevanje... Budući da je međuproizvod kod spontanog sagorijevanja većine organskih tvari ugalj , tada glavnu ulogu igraju zakoni spontanog sagorijevanja uglja.

Treba napomenuti da značajnu ulogu u spontanom sagorevanju uglja igra njegova sposobnost adsorbuju vodenu paru iz okolnog vazduha. Utvrđeno je da se u ovom slučaju ugalj može zagrijati do 65-70 o C ... Na primjer, kada se adsorbira 0,01 g H 2 O će se isticati 22,6 J toplotnu energiju.

Ubrzanje procesa spontanog sagorevanja doprinosi A) akumulaciji toplote, b) razvijenoj površini, c) lakoj zapaljivosti, odnosno niskoj energiji aktivacije i d) porastu temperature. Istovremeno se razvija i spontano sagorevanje u prisustvu e) u supstanci. nečistoće.

Na primjer, ako je u amonijum nitratu ( NH 4 NO 3) nema nečistoća, onda su njegov transport i skladištenje sigurni. Temperatura raspadanja je unutra 200 o C... Ali sa malim dodacima organske materije ili metalne čestice počinje autokatalitička razgradnja , a salitra se spontano zapali kada 110 o C... Vjeruje se da autokataliza uzrokuje emitiranje CO 2 i vodena para. Dodavanje ulja u salitru također uzrokuje eksplozivno raspadanje (u tom smislu se koristi za pripremu eksploziva).

Važna uloga u opasnost od spontanog izgaranja !!! plays trajanje perioda prije spontanog izgaranja ... Za različite supstance se razlikuje.

Mikrobiološko spontano sagorevanje. Uglavnom su skloni mikrobiološkom samosagorevanju materijala biljnog porijekla. Οʜᴎ služe kao hranjive okruženje za bakterije i gljivice.

Mogućnosti razvoja mikrobiološkog procesa ograničeno, od temperature samozagrijavanje materijala ne smije prelaziti 75 ° C... Pošto na višoj temperaturi mikroorganizmi, po pravilu, umiru. Primjeri mikrobiološko spontano sagorevanje može se nazvati ugljenisanje pšenice u gomilama , samozagrijavanje gomile stajnjaka itd. .

V Spontano sagorijevanje uglja može uključivati ​​adsorpciju, mikroorganizme (u početnoj fazi) i nečistoće. Tako su postojale teorije da su uzroci spontanog izgaranja uglja željezni sulfidi (FeS), željezni karbonati Fe (CO) 4 itd.
Objavljeno na ref.rf
Danas se veruje da u uglavnom pod uticajem nečistoća gvožđa, bez obzira na vrstu njegovih hemijskih jedinjenja.

Glavni indikatori, karakterišući opasnost spontano sagorevanje supstance koje razmatramo u temi 4:

· temperatura samozagrijavanja;

· temperatura tinjanja;

· termalni uslovi spontanog sagorevanja;

· sposobnost eksplozije i izgaranja u kontaktu s vodom, atmosferskim kisikom i drugim oksidansima .

Potonji pokazatelj kvalitativno karakterizira posebnu opasnost od požara tvari, tzv pirofornost.

TO piroforna uključuju tvari s temperaturom samozapaljenje ispodtemperatura okoline , za razliku od većine supstanci, koje se spontano zapale samo kao rezultat vanjskog zagrijavanja. Sebezapaljive materije su veoma zapaljive .

Spontano zapaljive tvari mogu se podijeliti u tri grupe:

1. Spontano zapaljivo u kontaktu sa vazduhom: fosfor, metale koji sadrže sumpor, magnezijum u prahu, ugalj, čađ itd.
Objavljeno na ref.rf
Na primjer, meci za praćenje i vatromet koriste supstance koje se spontano zapaljuju.

2. Zapaljivo u dodiru s vodom - ϶ᴛᴏ alkalni metali, njihovi karbidi, itd.
Objavljeno na ref.rf
Na primjer, kalcijev karbid koji se koristi u generatorima acetilena. Živo vapno ne gori, ali toplota koja se oslobađa tokom njegove reakcije sa vodom može zagrejati materijale do temperature samozapaljenja.

3. U treću grupu spadaju organska jedinjenja koja se pale u kontaktu sa kiseonikom i drugim oksidansima. (hlor, brom, dušikovi oksidi); ovo su ulja... Ovo također uključuje tvari koje nastaju endotermnim reakcijama, kao što je acetilen, koji se, kada su izloženi toplini ili udaru, razgrađuju uz moguću eksploziju.

Spontano sagorevanje. - koncept i vrste. Klasifikacija i karakteristike kategorije "Spontano sagorevanje". 2017, 2018.

SPONTANO SAGOREVANJE, pojava sagorijevanja kao rezultat samozagrijavanja zapaljivih čvrstih materijala uzrokovanih samoubrzavanjem egzoterme u njima. p-cije. Do spontanog sagorevanja dolazi zbog činjenice da je oslobađanje toplote u toku okruga veće od odvođenja toplote u okolinu.

Početak spontanog sagorevanja karakteriše temperatura samozagrevanja (T SN), što je minimalna temperatura u uslovima eksperimenta, pri kojoj se detektuje oslobađanje toplote.

Kada se u procesu samozagrijavanja postigne određena temperatura, to se naziva. t-roj spontanog sagorevanja (T svoz), dolazi do sagorevanja materijala koje se manifestuje ili tinjanjem ili vatrenim sagorevanjem. U potonjem slučaju, T svoz je adekvatan t-re samozapaljivosti (T sv), pod kojim se u gašenju požara podrazumijeva nastanak sagorijevanja gasova i tečnosti pri zagrevanju. do određenog roja kritično. t-ry. (vidi Paljenje u gašenju požara). U principu, spontano sagorevanje i samozapaljenje fizičkim. esencije su slične i razlikuju se samo po vrsti sagorevanja, samozapaljenje se javlja samo u obliku vatrenog sagorevanja.

U slučaju samozapaljenja, samozagrijavanje (pre-eksplozivno zagrijavanje; vidi Paljenje) se razvija u roku od nekoliko. stepeni i stoga se ne uzima u obzir prilikom procene opasnosti od požara i eksplozije gasova i tečnosti. Sa spontanim sagorijevanjem, područje samozagrijavanja može doseći nekoliko. stotine stepeni (na primjer, za treset od 70 do 225 ° C). Kao rezultat toga, fenomen samozagrijavanja se uvijek uzima u obzir pri određivanju sklonosti čvrstih tvari spontanom izgaranju.

WITH samozapaljenje se proučava termostatiranjem materijala koji se proučava na datom t-re i uspostavljanjem odnosa između t-t, kada roj dođe do sagorijevanja, veličine uzorka i vremena njegovog zagrijavanja u termostatu.

Na slici su prikazani procesi koji se dešavaju prilikom spontanog sagorevanja uzoraka zapaljivog materijala. Pri t-tr do T cn (npr. T 1), materijal se zagrijava nepromijenjen (nema oslobađanja topline). Kada se postigne T cn, u materijalu se javlja egzoterma. okrug. Potonji, u zavisnosti od uslova akumulacije toplote (masa materijala, gustina pakovanja njegovih atoma i molekula, trajanje procesa, itd.), mogu, nakon perioda malog samozagrevanja, nakon iscrpljivanja samozagrijavajućih komponenti materijala, završavaju hlađenjem uzorka na početnu temperaturu termostata (kriva 1) ili nastavljaju samozagrijavanje do T svoza (kriva 2). Prostor između T SN i T Svoz je potencijalno opasan od požara, ispod T SN je siguran.

Promjena temperature T u vremenu u termostatiranim uzorcima zapaljivog materijala.

Mogućnost spontanog izgaranja materijala koji se nalazi u potencijalno požarno opasnom području utvrđuje se korištenjem sljedećih urni:

gdje je T env -t-ra okoline, °C; l-definiranje veličine (obično debljine) materijala; t-vrijeme tokom kojeg može doći do spontanog izgaranja; A 1, n 1 i A 2, n 2 -koef., Određeno za svaki materijal prema eksperimentalnim podacima (vidi tabelu).

Prema jednačini (1) za dati l, nalazi se T env, pri kojem može doći do spontanog izgaranja datog materijala, prema ur-nii (2), pri poznatoj T env, vrijednost m. Pri t- re, ispod izračunate T env, ili kada je t manje od vremena izračunatog jednačinom (2), spontano sagorevanje neće doći.

U zavisnosti od prirode početnog procesa koji je prouzrokovao samozagrevanje materijala i vrednosti T cn razlikuje se hemijski, mikrobiol. i termičko spontano sagorevanje.

Hemijsko spontano sagorijevanje uključuje egzotermno. interakcija in-in (na primjer, kada koncentracija HN O 3 dospije na papir, piljevinu, itd.). Naib. tipičan i rasprostranjen primjer takvog procesa je spontano izgaranje zauljenih krpa ili drugih vlaknastih materijala s razvijenim premazom. Posebno su opasna ulja koja sadrže kom. sa nezasićenošću chem. veze i karakteriziraju ih visokim jodnim brojem (sjemenke pamuka, suncokreta, jute, itd.).

Fenomeni hemijskog spontanog sagorevanja takođe uključuju paljenje određenog broja in-in (na primer, fino usitnjenih A1 i Fe, hidrida Si, B i određenih metala, organometalnih jedinjenja-aluminijum-organskih, itd.) kada dođu u kontakt sa vazduhom u nedostatku grejanja. Sposobnost in-in do spontanog sagorevanja u takvim uslovima naziva se. pirofornost. Posebnost pirofornih materija je u tome što je njihov T svoz (ili T sv) ispod sobne temperature: - 200 °C za SiH 4, - 80 °C za A1 (C 2 H 5) 3. Kako bi se spriječilo hemijsko spontano sagorijevanje, strogo je reguliran postupak zajedničkog skladištenja zapaljivih tvari i materijala.

Zapaljivi materijali, posebno vlažni materijali koji služe kao hrana, skloni su mikrobiološkom spontanom sagorevanju. okruženje za mikroorganizme, čija je vitalna aktivnost povezana s oslobađanjem topline (treset, piljevina itd.). Iz tog razloga dolazi do velikog broja požara i eksplozija prilikom skladištenja poljoprivrednih proizvoda. proizvodi (npr. silaža, navlaženo sijeno) u elevatorima. Za mikrobiološko i hemijsko spontano sagorevanje karakteristično je da T cn ne prelazi uobičajene vrednosti T env i mb. negativan. Materijali sa T cn iznad sobne temperature su sposobni za termalno spontano sagorevanje.

Općenito, mnogi ljudi imaju sklonost ka svim vrstama spontanog izgaranja. čvrsti materijali sa razvijenom površinom (na primjer, vlaknasti), kao i određene tekuće i topljive tvari koje u svom sastavu sadrže nezasićene spojeve, nanesene na razvijenu (uključujući nezapaljivu) površinu. Proračun je kritičan. uslovi za hem., mikrobiol. a termičko spontano sagorevanje se vrši prema jednačinama (1) i (2). Eksperimentalne metode definicije T SN i T svoza i uslova spontanog sagorevanja date su u spec. standard.

Lit .: Taubkin S. M., Baratov A. N., Nikitina N. S., Priručnik o toplotnoj opasnosti čvrstih materija i materijala, M., 1961; Opasnost od požara građevinskih materijala, ur. A.N. Baratova, M., 1988; Opasnost od požara i eksplozije materija i materijala i sredstava za njihovo gašenje. Priručnik, ur. A.N. Baratova, A. Ya. Korolčenko, princ. 1-2, M., 1990. A.N. Baratov.

Među zapaljivim materijama i materijalima sklonim termičkom spontanom sagorevanju izdvaja se grupa materija sa temperaturom samozagrevanja ispod 50 0 C. Takve supstance se nazivaju piroforna... Predstavljaju veliku opasnost od požara.

Na primjer, aluminijski prah, kada dođe u kontakt sa zrakom temperature t 10 0 C, sposoban je oksidirati i istovremeno se zagrijati dok ne dođe do spontanog izgaranja. Terpentin, raspoređen u tankom sloju po površini vlaknastih materijala, može se spontano zapaliti itd.

Pod određenim uslovima, piroforne supstance uključuju:

otpadna mineralna ulja- mašina, solarna, transformatorska;

biljna ulja- laneno seme, suncokret, konoplja, pamuk;

neki masti;

ugalj i druge hemikalije.

Treba napomenuti da mineralna ulja oksidiraju samo u zraku na visokim temperaturama. Međutim, korišćena mineralna ulja mogu sadržavati nezasićena jedinjenja koja su podložna spontanom sagorevanju.

Spontano sagorevanje ulja i masti često je uzrok požara i dešava se pod sledećim uslovima:

1) ulje i mast sadrže dovoljnu količinu glicerida nezasićenih kiselina (oleinske, linolne, linolenske i dr.);

2) postoji potrebna oksidaciona površina;

3) zapaljivi materijali su impregnirani uljem ili mašću;

4) proizvodnja toplote znatno premašuje prenos toplote;

5) odnos impregnirane zapaljive materije i ulja najverovatnije pruža mogućnost spontanog paljenja.

Na primjer, ulja i masti koje sadrže značajnu količinu glicerida nezasićenih kiselina, ali su uskladištene u posudama, ne mogu se spontano zapaliti, jer je njihova kontaktna površina sa zrakom (oksidacijska površina) mala.

Međutim, moguće je značajno povećati oksidacionu površinu ako se ovim uljima navlaže vlaknaste i porozne zapaljive tvari, kao što su pamučna vata, rubovi za brisanje, krpe, kudelja, strugotina, piljevina.

Da bi proizvodnja topline znatno premašila prijenos topline, potrebno je značajno smanjiti površinu prijenosa topline. Da biste to učinili, jednostavno složite masne materijale u čvrstu hrpu. Najniža temperatura vazduha pri kojoj je zabeleženo spontano sagorevanje ulja i masti je 10-15 0 C.

Takođe treba uzeti u obzir da je mogućnost spontanog izgaranja određena ne samo svojstvima impregniranog gorivog materijala, svojstvima ulja ili masti, već i njihovim odnosom. Dakle, spontano izgaranje vate natopljene uljem za sušenje je najvjerovatnije kada je omjer njihovih masa 1:2.

Ugalj i mrki ugalj uskladišteni u gomilama i gomilama takođe su sposobni za spontano sagorevanje. Glavni razlozi njihovog spontanog izgaranja su sposobnost uglja da oksidiraju i adsorbiraju pare i plinove na niskim temperaturama. Unatoč činjenici da je proces oksidacije spor i da se malo topline oslobađa, spontano sagorijevanje još uvijek dolazi u velikim nakupinama uglja. Da bi se spriječilo spontano izgaranje uglja, preporučuje se smanjenje površine oksidacije i povećanje prijenosa topline. Da biste to učinili, potrebno je ograničiti visinu dimnjaka i sabiti ugalj u njima.

Interakcija alkalnih metala kalija, natrijuma, rubidija, cezijuma s vodom je praćena evolucijom vodika i velikom količinom topline

Razvijeni vodonik se samozapaljuje i gori zajedno s metalom. Ovaj proces je ponekad praćen termičkom eksplozijom i prskanjem rastopljenog metala.

Hibridi alkalnih i zemnoalkalnih metala KH, NaH, CaH 2 ponašaju se na isti način kada su u interakciji s malom količinom vode, na primjer, kada je NaH u interakciji s vodom, reakcija oblika

Kada kalcijum karbid stupi u interakciju s malom količinom vode, oslobađa se toliko topline da se rezultirajući acetilen spontano zapali. Karbidi alkalnih metala Na 2 C 2, K 2 C 2 eksplodiraju u kontaktu s vodom. Kalcijum oksid (živo vapno), kada reaguje sa malom količinom vode, zagreva se do sjaja i može zapaliti susedne zapaljive materijale.

Brojne supstance, uglavnom organske, sposobne su za spontano sagorevanje kada su pomešane ili u kontaktu sa oksidacionim agensima. Ovi oksidansi uključuju komprimirani kisik, dušičnu kiselinu, natrijum i barijev peroksid, nitrate, hlorite, perklorate, izbjeljivače i druge tvari. Ne skladištite ova oksidirajuća sredstva zajedno sa zapaljivim tečnostima.

Treba napomenuti da komprimovani kiseonik izaziva spontano sagorevanje supstanci (mineralnih ulja), koje se ne pale spontano u atmosferskom kiseoniku pri normalnom pritisku.

Halogeni (koji proizvode so) Cl hlor, F fluor, Br brom i I jod u vazduhu se aktivno kombinuju sa nekim zapaljivim materijama. U tom slučaju se oslobađa velika količina topline, a tvari se spontano zapale.

Acetilen, vodonik, metan, etilen u mešavini sa hlorom se spontano zapale na svetlosti (ili od svetlosti zapaljenog magnezijuma).

Terpentin, koji vlaže bilo koju poroznu supstancu (papir, tkaninu, pamučnu vunu), spontano se zapali u hloru.

Dušična kiselina, razlažući se, oslobađa kiseonik, pa je jako oksidaciono sredstvo koje može izazvati spontano sagorevanje niza materija

U kontaktu sa azotnom kiselinom, terpentin, etil alkohol, slama, lan, pamuk, piljevina i strugotine spontano se zapale.

Kromni anhidrid je jako oksidaciono sredstvo.

Smjese nitrata, hlorata, perklorata mogu se spontano zapaliti kada su izložene sumpornoj, a ponekad i dušičnom kiselinom. Poznavanje uslova i temperatura spontanog sagorevanja i paljenja zapaljivih materija i materijala omogućava uspostavljanje i održavanje požarno bezbednih režima skladištenja i rada.

Vrijednosti temperature samozapaljenja, temperature paljenja nekih supstanci i podaci o tački paljenja mogu se dobiti iz priručnika: Baratov A.N., Godzhello M.G. et al (ur. IV Ryabov) Opasnost od požara od supstanci i materijala. Priručnik M: Ed. literatura o građevinarstvu, 1966

Zaključci:

1) Podaci o temperaturi samozagrevanja i vremenu spontanog sagorevanja koriste se pri izboru sigurnih uslova za zagrevanje supstance i obezbeđivanju požarne sigurnosti tehnoloških procesa u skladu sa zahtevima GOST 12.1.004-85. Sigurna temperatura za kontinuirano grijanje je temperatura koja ne prelazi 90% temperature samozagrijavanja.

2) Podaci o uslovima termičkog spontanog sagorevanja koriste se pri izboru sigurnih uslova za skladištenje i preradu samozapaljivih materija, takođe u skladu sa zahtevima GOST 12.1.004-85.

3) Podaci o temperaturama paljenja, samozapaljenja i bljeska se koriste kako u različitim tehnološkim procesima tako i u ispitivanju uzroka požara.

Reakcija oksidacije je egzotermna (tj. događa se oslobađanjem topline) i pod određenim uvjetima može se samoubrzati. Ovaj proces samoubrzavanja reakcije oksidacije s njenim prijelazom u izgaranje naziva se spontano sagorijevanje.

Temperatura samozapaljenja zapaljivih materija je veoma različita. U nekima prelazi 500°C, dok je u drugima približno jednaka temperaturi okoline, odnosno temperaturi zraka, koja se u prosjeku može uzeti u rasponu od 0...50°C.

U zavisnosti od temperature samozapaljenja, sve zapaljive materije se konvencionalno dele u dve grupe: 1) materije čija je temperatura samopaljenja viša od temperature okoline; 2) materije čija je temperatura samozapaljenja niža od temperature okoline. Supstance prve grupe su sposobne za spontano sagorevanje samo zbog njihovog zagrevanja iznad temperature okoline. Supstance druge grupe mogu se spontano zapaliti bez zagrijavanja, jer ih je okolina već zagrijala do temperature samozapaljenja. Takve tvari predstavljaju veliku opasnost od požara i nazivaju se samozapaljivim, a proces njihovog samozagrijavanja do nastanka izgaranja naziva se samozapaljenje.

Spontano sagorijevanje, ovisno o razlozima koji dovode do toga, dijeli se na hemijsko, mikrobiološko, termičko.

Hemijsko spontano sagorijevanje nastaje kao rezultat interakcije tvari s atmosferskim kisikom, vodom ili međusobno. Dakle, većina biljnih ulja i masti, ako se stvaraju tankim slojem na vlaknastim ili praškastim materijalima, sklona je spontanom izgaranju na zraku, jer sadrži nezasićena jedinjenja (koja imaju dvostruke veze) koja su sposobna oksidirati i polimerizirati u zraka uz oslobađanje topline na normalnoj temperaturi. Željezni sulfidi, bijeli fosfor, organometalna jedinjenja i druge tvari također su sposobni za spontano sagorijevanje pod normalnim temperaturnim uvjetima kao rezultat interakcije s atmosferskim kisikom. Na primjer, evo reakcije spontanog sagorijevanja željeznog (IV) sulfida:

U grupu supstanci koje izazivaju sagorevanje u interakciji sa vodom spadaju alkalni metali, karbidi kalcijuma i zemnoalkalnih metala, hidridi alkalnih i zemnoalkalnih metala, fosforni kalcijum i natrijum, živo kreč, natrijum hidrogensulfat itd.

Alkalni metali, u interakciji s vodom, oslobađaju vodonik i značajnu količinu topline, zbog čega se vodonik spontano zapali i sagorijeva zajedno s metalom.

Kada kalcijum karbid stupi u interakciju s malom količinom vode, oslobađa se takva količina topline; u prisustvu zraka, acetilen koji nastaje spontano se zapali. Ako je količina vode velika, to se ne dešava:

Kalcijum oksid (živi kreč) reaguje sa vodom i samozagreva se. Ako mala količina vode dospije na živo vapno, ono se zagrijava da zablista i može zapaliti materijale koji se sudaraju s njim. U grupu supstanci koje se spontano zapale kada su u međusobnom kontaktu spadaju gasoviti, tečni i čvrsti oksidanti. Komprimovani kiseonik izaziva spontano sagorevanje mineralnih ulja, ne pali se spontano u kiseoniku pri normalnom pritisku.

Halogeni (hlor, brom, fluor, jod) su jaki oksidansi; izuzetno se aktivno kombiniraju s nizom tvari, pri čemu se oslobađa velika količina topline, što dovodi do spontanog izgaranja tvari.

Acetilen, vodonik, metan, etilen pomešani sa hlorom spontano se zapale na dnevnom svetlu. Zbog toga se hlor i drugi halogeni ne smeju skladištiti sa zapaljivim tečnostima. Poznato je da se terpentin spontano zapali u hloru ako je raspoređen u bilo kojoj poroznoj tvari (papir, krpa, vata).

Dušična kiselina, razlažući se, oslobađa kiseonik, pa je jako oksidaciono sredstvo sposobno da izazove spontano sagorevanje niza materijala (slama, lan, pamuk, piljevina, strugotina).

Jaki oksidansi su natrijum peroksid i anhidrid hroma, koji u kontaktu sa mnogim zapaljivim tečnostima izazivaju njihovo spontano paljenje.

Kalijum permanganat, kada se pomiješa sa glicerinom ili etilen glikolom, uzrokuje njihovo spontano zapaljenje nakon nekoliko sekundi.

Mikrobiološko spontano sagorevanje karakteristično je za biljne proizvode - sijeno, detelinu, slamu, slad, hmelj, mleveni treset i dr. Pri odgovarajućoj vlažnosti i temperaturi u biljnim proizvodima (npr. u mlevenom tresetu) aktivira se aktivnost mikroorganizama, što je praćeno oslobađanjem topline, i iako pri dostizanju 65-70°C mikroorganizmi umiru, proces oksidacije je već započeo, pojačava se, samoubrzava se, što dovodi do samozagrijavanja i samozapaljenja.

Toplinsko spontano izgaranje je rezultat samozagrijavanja materijala koji je rezultat egzotermnih procesa oksidacije, rasporeda, adsorpcije itd. ili iz vanjskog manjeg izvora topline. Na primjer, nitrocelulozni materijali (film, fotografski film, bezdimni barut) na temperaturi od 40-50 ° C se raspadaju s povećanjem temperature do spontanog izgaranja.

O suštini pojmova „spontano sagorevanje“ i „spontano sagorevanje“, „paljenje“ i „bljesak“ važno je napomenuti da su, prvo, „spontano sagorevanje“ i „spontano sagorevanje“ jedna te ista pojava; drugo, fizička suština procesa spontanog izgaranja i samozapaljenja je ista, budući da je mehanizam samoubrzavanja reakcije oksidacije u njima isti. Osnovna razlika između njih je u tome što je proces spontanog izgaranja prostorno ograničen dijelom zapremine zapaljive supstance (ostatak mase zapaljive materije ostaje hladan), dok se proces spontanog sagorevanja materije odvija u njenom cijeli volumen. Osim toga, nakon paljenja ili samozapaljenja dolazi do sagorijevanja plamena, dok paljenje i spontano sagorijevanje označavaju početak svakog sagorijevanja, uključujući i ono koje nije praćeno pojavom plamena (npr. tinjanjem).

Sagorijevanje je kemijska reakcija oksidacije koja proizvodi mnogo topline i obično svijetli. Oksidaciono sredstvo u procesu sagorevanja može biti kiseonik, kao i hlor, brom i druge supstance.

Sagorevanje je nastanak sagorevanja pod uticajem izvora paljenja.

Paljenje - sagorevanje praćeno pojavom plamena.

Spontano sagorijevanje, pojava izgaranja kao rezultat samozagrijavanja zapaljivih čvrstih materijala uzrokovanih samoubrzavanjem egzotermnih reakcija u njima. Do spontanog sagorevanja dolazi zbog činjenice da je oslobađanje toplote tokom reakcija veće od odvođenja toplote u okolinu.

Početak spontanog izgaranja karakterizira temperatura samozagrijavanja (Tsc), koja je najniža temperatura u eksperimentalnim uvjetima pri kojima se detektira oslobađanje topline.

Kada se u procesu samozagrijavanja dostigne određena temperatura, nazvana temperatura spontanog izgaranja (Tau), dolazi do sagorijevanja materijala, koje se manifestuje ili tinjanjem ili vatrenim sagorijevanjem. U potonjem slučaju, Tsuck je adekvatan temperaturi samozapaljenja (Tm), koja se podrazumijeva kao pojava sagorijevanja plinova i tekućina kada se zagrije na određenu kritičnu temperaturu. U principu, spontano sagorevanje i spontano sagorevanje su slični u fizičkoj suštini i razlikuju se samo po vrsti sagorevanja, spontano sagorevanje se javlja samo u obliku vatrenog sagorevanja.

U slučaju samozapaljenja, samozagrijavanje (predeksplozijsko zagrijavanje) se razvija u roku od samo nekoliko stupnjeva i stoga se ne uzima u obzir pri procjeni opasnosti od požara i eksplozije plinova i tekućina. Tokom spontanog izgaranja, područje samozagrijavanja može doseći nekoliko stotina stupnjeva (na primjer, za treset od 70 do 225 ° C). Kao posljedica toga, fenomen samozagrijavanja se uvijek uzima u obzir pri određivanju sklonosti čvrstih tvari spontanom paljenju.

Spontano sagorijevanje se proučava termostatiranjem ispitnog materijala na datoj temperaturi i uspostavljanjem odnosa između temperature na kojoj se izgaranje događa, veličine uzorka i vremena zagrijavanja u termostatu.

Osnovna sredstva za gašenje požara

Supstance za gašenje požara uključuju, prije svega, vodu, pjene za gašenje požara (hemijske i vazdušno-mehaničke), inertne gasove, ugljen-dioksid i čvrste supstance za gašenje požara.

Voda... U poređenju sa drugim sredstvima za gašenje požara, voda ima mali toplotni kapacitet i pogodna je za gašenje većine zapaljivih materija: jedan litar vode kada se zagreje od 0 do 100 °C apsorbuje 419 kJ toplote, a kada se ispari - 2260 kJ. Voda ima dovoljnu termičku stabilnost (preko 1700°C) i za ovaj pokazatelj je tehnički vrednija od mnogih drugih sredstava za gašenje požara. Voda ima tri svojstva gašenja požara: hladi zonu sagorijevanja ili goruće tvari, razrjeđuje reaktante u zoni sagorijevanja i izoluje zapaljive tvari iz zone sagorijevanja.

Vodena para u zoni sagorevanja smanjuje koncentraciju kiseonika koji podržava sagorevanje. Za gašenje požara voda se može koristiti u obliku čvrstog, kompaktnog, kao i difuznog toka.

Avijacija se može koristiti za gašenje požara vodom u velikim industrijskim preduzećima, kao i šumskih požara. Na primjer, avioni IL-76 opremljeni posebnim odvodnim uređajem mogu držati do 40 tona vode i mogu je izliti na točno određeno mjesto, stvarajući neprekidnu traku vode do 1000 m široke i dugačke.

Treba imati na umu da se voda ne može uvijek koristiti za gašenje požara, jer se svi zapaljeni predmeti i tvari ne mogu ugasiti vodom.

Ne koristiti vodu za gašenje požara u zgradama u kojima postoje supstance koje sa vodom stupaju u hemijsku reakciju usled čega se mogu zapaliti zapaljivi gasovi ili može porasti (nastati) visoka temperatura.

Zapaljive i zapaljive tečnosti sa specifičnom težinom manjom od 1 ne gasiti vodom, jer je voda teža i potonuće, a zapaljena tečnost će se podići, preliti preko ivica i povećati zonu sagorevanja.

Voda je električno provodljiva, stoga je nemoguće gasiti vodenim instalacijama koje su pod strujom, kako na nju ne bi utjecala i kako bi se izbjegao kratki spoj.

Kada se voda ne može koristiti za gašenje požara, koriste se pjene za gašenje požara.

Pjena je mešavina gasa i tečnosti. Mjehurići plina mogu nastati kao rezultat kemijskih procesa ili mehaničkog miješanja plina s tekućinom. Što je manja veličina mjehurića koji se formiraju i sila površinskog napona tečnog filma, to je pjena stabilnija. Pri maloj gustoći (0,1-0,2 g / cm), pjena se širi po površini zapaljive tekućine, izolirajući je od plamena. Kao rezultat toga, protok para u zonu sagorijevanja prestaje dok se površina tekućine hladi.

Hemijska pjena... Nastaje interakcijom natrijum karbonata i natrijum bikarbonata sa kiselinom u prisustvu agensa za pjenjenje. Takva pjena se dobiva u prijenosnim ejektorskim uređajima (generatorima pjene) od pjene u prahu i vode. Pjenasti prah se sastoji od suhih soli (aluminij sulfat, natrijum bikarbonat) i ekstrakta sladića, ili drugog sredstva za pjenjenje, koje se otapa u interakciji s vodom i odmah reagira da formira ugljični dioksid. Kao rezultat oslobađanja velike količine ugljičnog dioksida, dobiva se gusti omotač stabilne pjene (sloj debljine 7-10 cm), koji je teško destruktivan od djelovanja plamena, ne stupa u interakciju s naftnih proizvoda i ne propušta tečne pare.

Vazdušna mehanička pena(VMP) je mješavina zraka, vode i sredstva za pjenjenje. Može biti običan - 90% vazduha i 10% vodenog rastvora sredstva za pjenjenje (do 12% stope) i visoke ekspanzije - 99% zraka, oko 1% vode i 0,04% sredstva za pjenjenje (100% ili više) . Otpornost vazdušno-mehaničke pjene je nešto manja od hemijske pjene. Otpor se smanjuje sa povećanjem brzine ekspanzije pjene. Efekat gašenja požara vazdušno-mehaničke pene zasniva se na toplotnoj izolaciji vlage i hlađenju zapaljivih materija. Na površini zapaljenih tekućina pjena stvara stabilan film koji se ne urušava pod utjecajem plamena 30 minuta, što je dovoljno za gašenje zapaljivih i zapaljivih tekućina u spremnicima bilo kojeg promjera. Vazdušno-mehanička pjena je potpuno bezopasna za ljude, ne korodira metale, praktično je električno neutralna i vrlo ekonomična. Koristi se i za gašenje čvrstih zapaljivih materija kao što su drvo, hemijska vlakna i dr.

Gašenje inertnim gasovima... Inertni gasovi i vodena para imaju svojstvo brzog mešanja sa zapaljivim parama i gasovima, dok snižavaju koncentraciju kiseonika, doprinoseći prestanku sagorevanja većine zapaljivih materija. Efekat gašenja požara inertnih gasova i vodene pare objašnjava se i činjenicom da oni razblažuju zapaljivi medij, a istovremeno snižavaju temperaturu na mestu požara, usled čega se proces sagorevanja otežava.

Ugljen-dioksidširoko se koristi za ubrzavanje eliminacije izvora sagorevanja (u roku od 2-10 sekundi), što je posebno važno kod gašenja malih površina zapaljivih tečnosti, motora sa unutrašnjim sagorevanjem, elektromotora i drugih električnih instalacija, kao i za sprečavanje paljenja i eksplozije kada skladištenje zapaljivih tečnosti, proizvodnja i transport zapaljive prašine (na primjer, uglja). Za gašenje požara ugljičnim dioksidom koriste se automatske stacionarne instalacije, kao i ručni mobilni i prijenosni aparati za gašenje požara.

Čvrsta sredstva za gašenje. Za uklanjanje malih žarišta paljenja tvari koje se ne mogu ugasiti vodom i drugim sredstvima za neutralizaciju požara, koriste se čvrste tvari u obliku praha. Tu spadaju kloridi alkalnih i zemnoalkalnih metala (fluksovi), supstance koje sadrže albumin, suvi ostaci od isparavanja sulfatnih alkalija, karnalit, bikarbonat i ugljični dioksid, potaša, kvarc, čvrsti ugljični dioksid, pijesak, zemlja i drugi. Efekat gašenja požara praškastih materija se sastoji u tome što pri topljenju, praćeno stvaranjem filma, svojom masom izoluju zonu požara, otežavaju pristup vazduhu u nju, hlade zapaljivu materiju i mehanički udaraju. niz plamen. U blizini mjesta njihovog skladištenja potrebno je imati najmanje 1-2 lopate.

Problem broj 3

Odrediti granicu otpornosti na vatru nezapaljivih građevinskih materijala četverospratnog tvorničkog objekta za slučaj gašenja požara standardnim instalacijama. Površina pregrada između požarnih zidova F st = 1300 m 2, potrošnja sredstava za gašenje G = 85 l/s, intenzitet sredstava za gašenje I = 0,1 l/(m 2 s). Vrijeme gorenja prije početka gašenja 10 min.

1. Normalno trajanje gašenja požara:

2. Granica otpornosti na vatru:

Sa K = 2, K = 1 i K = 0,5 za zidove i stubove, za podove i obloge, odnosno za pregrade, dobijamo: