Реферат: Пожежі, їх види, причини виникнення

утворення оксидів вуглецю, води та водню.

Процес термічних перетворень целюлози, де нагрівання зумовлено зовнішнім джерелом або зворотним тепловим потоком продуктів горіння матеріалів, наведені на рис. 2.7.

За температури 200–280 °С переважає дегідратація, але з різким зниженням ступеня полімеризації целюлози розвиваються деструктивні процеси. При температурі 280–340 °С домінує деполімеризація. Ці реакції є конкуруючими. Тому, у разі зміни умов, їх можна зсунути в тому чи іншому напрямку.

Горючі леткі продукти змішуються з киснем повітря та займаються. Реакція горіння в газовій фазі (полум’я) визначає 75% загальної теплоти згоряння целюлози. Вугілля (коксовий залишок) при з’єднанні з киснем повітря горить у конденсованій фазі, яку також називають тлінням. На частку тління випадає залишок – 25% теплоти згоряння целюлози.

В інтервалі температур 300–500 °С при піролізі деревини формується мікроструктура вугілля.

??? 2.7. ???????? ???????????? ????????

Горіння деревини включає в себе процес термічного розкладу з утворюванням летких та твердих продуктів та їх наступного окиснення. Парогазова суміш продуктів термічного розкладу деревини, що утворюється при температурах 200 °С, є горючою. Вона вміщує вуглеводи, водень, оксид вуглецю та пару органічних речовин. При досягненні певної концентрації та при наявності джерела запалювання вони займаються, що зумовлює подальше зростання температури та перехід процесу до екзотермічної стадії.

Деревина займається як від відкритого джерела вогню, так і від нагрітих предметів і горючих газів. За певних умов спостерігається самозаймання деревини, яке реєструється при температурі вище 330 °С. Проте в умовах тривалого нагрівання воно може спостерігатися при нижчих температурах.

Продовження самостійного горіння деревини проходить за умови, що кількість теплоти, що віддається поверхнею, яка горить, в одиницю часу в навколишнє середовище, не перевищує кількості теплоти, генерованої цією поверхнею.

Після займання температура поверхневого шару деревини підвищується до 290–400 °С. При цьому вихід газоподібних продуктів стає максимальним, що забезпечує подальший розвиток горіння. Як результат верхній шар перетворюється у деревне вугілля, яке в даних умовах ще не може горіти, оскільки кисень повітря витрачається в реакціях, що відбуваються в газофазній зоні, й не досягає поверхні.

Горіння деревини завжди проходить стадію розкладання, що характеризується явищами поглинання та виділення тепла. Між поверхнею, що горить, та близько розташованими ділянками знаходиться шар, в якому відбувається підготовчий ендотермічний процес, що перешкоджає розповсюдженню тепла.

При розкладанні деревини, особливо в процесі горіння, її склад змінюється: зменшується вміст водню та кисню, збільшується відносна частка вуглецю. При досягненні температури понад 400 °С у складі вугілля переважає вуглець, тому виділення газоподібних речовин різко скорочується.

Коли температура вугілля на поверхні складає 500–700 °С, розташовані за ним шари також розкладаються з виділенням горючих газів. Одночасно зростає шар вугілля, який перешкоджає виходу цих газів. Полум’я залишається тільки біля тріщин вугілля (знову згадаємо багаття), й кисень може досягти його поверхні. Внаслідок цього продовжується горіння летких продуктів розкладу й одночасно починається горіння твердого залишку.

При товщині шару вугілля 2–2,5 см має місце рівновага між лінійною швидкістю вигоряння вугілля, швидкістю прогрівання та розкладу деревини.

Після цього рівновага зсувається в бік перетворення у вугілля всього об’єму деревини. Отже, процес горіння деревини складається з двох основних періодів: горіння парів й газів, що утворюються при її розкладанні; горіння вугілля, що утворилося.

Між зазначеними періодами є перехідний етап, що характеризується перебігом обох процесів.

В умовах пожежі більше значення має перший період, оскільки він супроводжується виходом основної маси нагрітих до високої температури летких горючих продуктів, на які припадає до 80% теплоти згоряння деревини. Частина цього тепла акумулюється «свіжою» поверхнею матеріалу, ініціює процес самостійного горіння.

Деревина належить до матеріалів, горіння яких за певних умов може відбуватися у вигляді тління.

ТЛІННЯ (ЖЕВРІННЯ) визначається як процес безполуменевого горіння твердого матеріалу (речовини), який установлюється за умови недостатнього припливу до матеріалу, що горить, кисню та тепла, та часто супроводжується виділенням диму.

Пожежі, що розвиваються у режимі тління, пов’язані з низкою проблем. До них належать: складність виявлення в початковій стадії, прогрівання поверхонь, що огороджують осередок тління; перехід до полуменевого горіння; труднощі гасіння заглиблених осередків пожежі; висока ймовірність повторних загорянь тліючих осередків.

Дослідженням кінетики температурних полів в осередку тління деревної тирси та об’ємі, що прилягає до нього, встановлено, що форма осередку тління близька до сферичної. Швидкість поширення фронту тління однакова у всіх напрямках і залежить від породи деревини, насипної щільності, вологості та розмірів частинок. Зі збільшенням розмірів частинок швидкість поширення фронту тління й температура в осередку знижуються. Підвищення насипної щільності в 2 рази порівняно з початковою припиняє процес тління.

У зонах, прилеглих до осередку, відзначаються аномальні теплофізичні властивості полімерного матеріалу, що утворюється: зменшення ефективного коефіцієнта теплопровідності, збільшення ефективної теплоємності та вологості.

Сферичний шар полімерного матеріалу, який оточує осередок тління, перешкоджає розсіюванню теплоти осередку в об’ємі та створює ефект «адіабатичної сорочки», що й пояснює високу «живучість» осередку тління та труднощі, пов’язані з гасінням.

Знання особливостей термічного розкладу й горіння деревини має основоположне значення для оцінки її пожежної небезпеки, а також для розробки засобів та способів її вогнезахисту.

Горіння рідин

РІДИНИ – речовини, тиск насичених парів яких при температурі 25 °С та тиску 101,3 кПа (1 атм) менше 101,3 кПа. До рідин належать також тверді плавкі речовини, температура плавлення або краплепадіння яких менше 50 °С.

Рідини, які горять, поділяють на ГОРЮЧІ та ЛЕГКОЗАЙМИСТІ. Відповідно до міжнародних рекомендацій, до легкозаймистих належать всі горючі рідини, що мають температуру спалаху нижче 61 °С (при визначенні в лабораторних умовах у закритому тиглі) або 66 °С (у відкритому тиглі). Особливо небезпечними є легкозаймисті рідини з температурою спалаху не більше 28 °С.

Горіння рідин відбувається у газовій фазі та являє собою складний фізико-хімічний процес, що проходить при взаємному впливі кінетичних, теплових і гідродинамічних явищ. Як результат випаровування, над поверхнею рідини утворюється паровий потік, змішування та хімічна взаємодія якого з киснем повітря забезпечує формування зони горіння, тобто тонкого шару газів, що світиться, і в який з поверхні рідини надходять горючі пари, а з повітря дифундує кисень. Стехіометрична суміш, що виникає, згоряє за частку секунди. Оскільки швидкість хімічного перетворення в зоні горіння в даному випадку залежить від швидкості надходження реагуючих компонентів до поверхні полум’я шляхом молекулярної та конвективної дифузії, процес горіння рідин називається дифузійним горінням. Спрощено горіння рідини показано на рис. 2.8.

???. 2.7. ????? ??????????? ??????? ??????

Розміри та форма полум’я рідин суттєво залежать від діаметра резервуара, в якому відбувається горіння. Зі збільшенням діаметра резервуара висота полум’я збільшується. Полум’я рідин у пальниках малого діаметра буде ламінарним, у резервуарах – турбулентним.

Стійкість полум’я над поверхнею рідини, що горить, забезпечується надходженням до нього з певною швидкістю горючих парів та кисню. Швидкість надходження пального, в свою чергу, залежить від тиску його парів над поверхнею рідини і отже, від її температури.