Процес горіння, його форми та види

Для кращого розуміння умов утворення горючого середови­ща, джерел запалювання, оцінки та попередження вибухопожежонебезпеки, а також вибору ефективних заходів і засобів систем пожежної безпеки, треба мати уявлення про природу процесу го­ріння, його форми та види.

Горіння - екзотермічна реакція окислення речовини, яка супро­воджується виділенням диму та виникненням полум'я або світінням.

Для виникнення горіння необхідна одночасна наявність трьох чинників - горючої речовини, окисника та джерела запалювання. При цьому горюча речовина та окисник повинні знаходитися в не­обхідному співвідношенні один до одного і утворювати таким чи­ном горючу суміш, а джерело запалювання повинно мати певну енергію та температуру, достатню для початку реакції. Горючу су­міш визначають терміном "горюче середовище". Це - середовище, здатне самостійно горіти після видалення джерела запалювання. Для повного згоряння необхідна присутність достатньої кількості кисню, щоб забезпечити повне перетворення речовини в його на­сичені оксиди. За недостатньої кількості повітря окислюється тільки частина горючої речовини. Залишок розкладається з виді­ленням великої кількості диму. В цих умовах також утворюються токсичні речовини, серед яких найбільш розповсюджений продукт неповного згоряння - оксид вуглецю (СО), який може призвести До отруєння людей. На пожежах, як правило, горіння відбувається за браком окисника, що серйозно ускладнює пожежогасіння внас­лідок погіршення видимості або наявності токсичних речовин у повітряному середовищі.

Слід зазначити, що горіння деяких речовин (ацетилену, оксиду етилену), які здатні при розкладанні виділяти велику кількість тепла, можливе й за відсутності окисника.

Горіння може бути гомогенним та гетерогенним.

При гомогенномугорінні речовини, що вступають у реакцію окислення, мають однаковий агрегатний стан - газо- чи паропо­дібний.

Якщо початкові речовини знаходяться в різних агрегатних ста­нах і наявна межа поділу фаз в горючій системі, то таке горіння називається гетерогенним.

Пожежі, переважно, характеризуються гетерогенним горінням.

У всіх випадках для горіння характерні три стадії: виникнення, поширення та згасання полум'я. Найбільш загальними властивос­тями горіння є здатність осередку полум'я пересуватися по всій го­рючій суміші шляхом передачі тепла або дифузії активних частинок із зони горіння в свіжу суміш. Звідси виникає й механізм поширення полум'я, відповідно тепловий та дифузійний. Горіння, як правило, проходить за комбінованим теплодифузійним механізмом.

За швидкістю поширення полум'я горіння поділяється на:

- дефлаграційне горіння- швидкість полум'я в межах декіль­кох метрів за секунду;

- вибухове- надзвичайно швидке хімічне перетворення, що супроводжується виділенням енергії і утворенням стиснутих газів, здатних виконувати механічну роботу. Ця робота може призводи­ти до руйнувань, які виникають при вибуху у зв'язку з утворен­ням ударної хвилі - раптового стрибкоподібного зростання тиску. При цьому швидкість полум'я досягає сотень метрів за секунду.

Детонаційне- це горіння, яке поширюється із надзвуковою швидкістю, що сягає кількох тисяч метрів за секунду.

Виникнення детонацій пояснюється стисненням, нагріванням та переміщенням незгорілої суміші перед фронтом полум'я, що при­зводить до прискорення поширення полум'я і виникнення в суміші ударної хвилі, завдяки якііі і здійснюється передача теплоти в суміші.

За походженням та деякими зовнішніми особливостями розріз­няють такі форми горіння:

- спалах - швидке згоряння горючої суміші без утворення стис­нених газів, яке не переходить у стійке горіння;

- займання - горіння, яке виникає під впливом джерела за­палювання;

- спалахування - займання, що супроводжується появою полум'я:

- самозаймання - горіння, яке починається без впливу джерела запалювання;

- самоспалахувапня - самозаймання, що супроводжується по­явою полум'я;

- тління - горіння без випромінювання світла, що, як правило, розпізнається за появою диму.

Залежно від агрегатного стану й особливостей горіння різних горючих речовин і матеріалів пожежі, за ГОСТ 27331-87, поділя­ються на відповідні класи та підкласи:

клас А- горіння твердих речовин, що супроводжується (підклас А1) або не супроводжується (підклас А2) тлінням;

клас В- горіння рідких речовин, що не розчиняються (підклас В2) у воді;

клас С- горіння газів;

клас Д- горіння металів легких, за винятком лужних (підклас Д1), лужних (підклас Д2), а також металовмісних сполук (підклас ДЗ);

клас Е- горіння електроустановок під напругою.