Процес горіння

Процес горіння - це хімічна реакція окислення, що супроводжується виділенням великої кількості тепла і світла.

Процес горіння здійснюється за наявності наступних компонентів:

1) горюче середовище (ГС):

а) горюча речовина (в основному, вуглеводні СН);

б) окислювач (в основному, кисень повітря; для горіння необхідне 14-18% кисню, але ацетилен горить при 5% кисню);

2) температурний імпульс – відкрите полум'я, нагріті частини устаткування, іскри, дуги, сонячне тепло, тертя, удар і т. ін.;

3) джерело займання.

Розвиток пожежі можна умовно розділити на три фази:

перша (початкова) фаза зазвичай триває 5-30 хв., температура підвищується поволі, зростаючи до кінця фази; повільний розвиток пожежі пояснюється тим, що притока свіжого повітря утруднена, крім того, багато тепла витрачається на прогрівання і підготовку горючих матеріалів до займання;

друга фаза - вогонь інтенсивно розповсюджується з високою швидкістю приросту температури;

третя фаза - по мірі вигорання температура починає знижатися.

Швидкість розповсюдження полум'я у вибуховій суміші, що знаходиться в закритій трубі, 2000-3000 м/с. Згорання суміші з такою швидкістю називається детонацією. Виникнення детонації пояснюється стисненням, нагрівом і рухом незгорілої суміші перед фронтом полум'я, що приводить до прискорення розповсюдження полум'я і виникнення в суміші ударної хвилі. Повітряні ударні хвилі, що утворюються при вибуху газоповітряної суміші, володіють великим запасом енергії і розповсюджуються на значні відстані. Під час руху вони руйнують споруди і можуть стати причиною нещасних випадків.

Всі речовини горять в своїй паровій фазі. Залежно від якісного і кількісного складу ГС і температурного імпульсу горіння бувають у виді спалаху, займання, самозаймання, вибуху та ін.

Горіння може бути повним і неповним. Повне – це горіння при достатній або надлишковій кількості окислювачу, в результаті чого виділяються нетоксичні речовини. Неповне – це горіння, що відбувається при недостатній кількості окислювача, в результаті чого утворюються продукти неповного згорання, серед яких є токсичні речовини (чадний газ, водень та ін.).

Види горіння :

1) якщо ГС – однорідне, то горіння – гомогенне, кінетичне; у однорідній системі (горіння газів, пилу, пари), якщо пальне і окислювач змішані заздалегідь, горіння відбувається швидко, утворюється область стислих газів і горіння відбувається у формі вибуху, спалаху;

вибухи відбуваються у зв'язку з :

- порушення нормальної експлуатації устаткування, що працює під тиском;

- займання газо-, паро- і пилоповітряних сумішей;

- контакту води з розплавленим металом і шлаком;

2) якщо ГС – неоднорідне, горіння – гетерогенне, дифузне (між пальним і окислювачем є поверхня розділу); у неоднорідній системі (горять тверді і рідкі горючі компоненти) спочатку випаровуються горючі компоненти, кисень дифундує всередину горючої речовини, потім на поверхні розділу і в паровій фазі відбувається горіння.