Горючие жидкости в природе



Горючие жидкости в природе

Жидкости, способные гореть и поддерживать горение от открытого источника огня после удаления источника воспламенения, относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) и горючим жидкостям (ГЖ).

Содержание статьи

• Какие жидкости относятся к ЛВЖ и ГЖ

Характеристика ЛВЖ и ГЖ

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости отличаются по такой характеристике, как температура вспышки. Температура вспышки – это наименьшая температура жидкости, при которой пары над поверхностью жидкости могут вспыхнуть от воздействия открытого источника огня. Легковоспламеняющиеся жидкости имеют температуру вспышки не выше 61оС, горючие жидкости – выше 61оС.

Виды ЛВЖ и ГЖ

Легковоспламеняющиеся жидкости бывают трех разрядов: особо опасные (первый разряд), постоянно опасные (второй разряд), опасные при повышенной температуре воздуха (третий разряд). Температура вспышки особо опасных ЛВЖ -13оС. Характерной особенностью особо опасных ЛВЖ является необходимость определенных условий их транспортировки, т.к. при нарушении герметичности сосуда хранения, пары жидкости могут быстро распространиться и воспламениться на расстоянии от емкости. К таким жидкостям относятся ацетон, некоторые сорта бензина, эфир, петролейный эфир, диэтиловый эфир, гексан, изопентан, циклогексан.

ЛВЖ второго разряда имеют температуру вспышки от -13 до +23оС. Такие жидкости имеют способность воспламеняться при комнатной температуре в случае соединения их паров с воздухом. Это такие жидкости, как этиловый спирт, бензол, метилацетат, этилацетат, этилбензол, октан, толуол, изооктан, низшие спирты, диоксоланы и диоксаны

ЛВЖ третьего разряда – это легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки от +23 до +60оС. Такие жидкости воспламеняются только при условии наличия в непосредственной близости источника огня. К ним относятся следующие жидкости: скипидар, сольвент, уайт-спирт, ксилол, циклогексанон, амилацетат, бутилацетат, хлорбензол.

Горючие жидкости имеют свойство самостоятельного горения при температуре вспышки выше 61оС. К горючим жидкостям относятся мазут, масла (вазелиновое, касторовое), дизельное топливо, глицерин, этиленгликоль, гексиловый спирт, гексадекан, анилин. Такие жидкости могут храниться в открытых емкостях и резервуарах (например, в бочках), в том числе на открытом воздухе. При работе с легковоспламеняющимися и горючими жидкости следует помнить о необходимости соблюдения противопожарных правил хранения, транспортировки и использования. Статьи по теме:

Источник

Горючие жидкости в природе

Горючие жидкости с температурой вспышки делятся на два класса:
И легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) — это жидкости, которые в открытом хранении без дополнительного нагрева способные вспыхивать от кратковременного воздействия источника зажигания. Их температура вспышки до 61 ° С (бензин, ацетон, спирт, нефть, бензол и др..).
ИИ горючие жидкости (ГЖ) — температура их возгорания составляет более 61 ° С (дизельное топливо, растительные масла, мазут, глицерин, масла и др.)..
Легковоспламеняющиеся жидкости делятся на три группы:
И — особо опасные — с температурой вспышки до 18 ° С;
II — постоянно опасные — с температурой вспышки от 18 до 25 ° С;
III — опасные высоких температур воздуха с температурой вспышки от 23 до 61 ° С.
При использовании горючих жидкостей следует учитывать, что 1 м3 ЛВЖ за взрывоопасными свойствами приравнивается к 5 м3 ГР.
При температуре вспышки жидкость еще не горит, загорается только паровоздушный струя, образовавшийся над ее поверхностью.
Стабильное горение жидкости начнется тогда, когда ее подогреть до температуры воспламенения. При этой температуре скорость испарения и образования парового струи равна скорости сгорания. В ЛВЖ эта температура на 1-5 ° С выше температуры вспышки, а в ГР эта разница составляет 30-35 ° С. чем ниже температура вспышки, тем меньше становится разница, которую практически трудно различить.
ЛВЖ могут образовывать взрывопожароопасные смеси, а ГР — только пожароопасны.
Некоторые ЛВЖ и ГЖ имеют низкую электропроводность, поэтому во время их движения по незаземленным трубопроводам или в емкостях накапливается статическое ток, что может привести к искрению и воспламенения жидкостей.

Источник

Горючие вещества и их характеристики

На сегодняшний день человечество использует множество разнообразных горючих веществ. Их существует уже достаточно много видов и все они обладают какими-то своими, уникальными характеристиками. Что же представляют собой эти вещества? Это то сырье, которое может продолжать гореть, после того как источник возгорания будет удален.

Газы и жидкости

На сегодняшний день существует несколько групп горючих веществ.

Можно начать рассмотрение с газов — группа ГГ. К этой категории принадлежат те вещества, которые могут смешиваться с воздухом, образовывая при этом взрывоопасную или воспламеняющуюся среду, при температуре не выше 50 °С. В данную группу газов, можно отнести определенные индивидуальные летучие соединения. Это может быть аммиак, ацетилен, бутадиен, водород, изобутан и некоторые другие. Отдельно стоит сказать, что сюда же входят и пары, которые выделяются при испарении легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), представляющих следующую категорию.

К группе ЛВЖ принадлежат те жидкие горючие вещества, которые продолжат гореть после удаления источника возгорания, а также их температура вспышки не превышает порога в 61 градус по Цельсию для закрытого тигеля. Если этот сосуд открытого типа, то порог повысится до 66 градусов. К таким жидким веществам можно отнести ацетон, бензол, гексан, гептан, изопентан, стирол, уксусную кислоту и множество других.

Горючие жидкости и пыли

Казалось бы, что легковоспламеняющаяся жидкость и горючая — это одно и то же, однако на практике это оказалось не так. Их разделают на две разные категории. Даже несмотря на то что параметры их возгорания совпадают и некоторые жидкости принадлежат и к той, и к этой группе, есть основное отличие. К ГЖ относят еще и субстанции на основе масла. Это, к примеру, может быть касторовое или же трансформаторное.

Далее стоит сказать о таком горючем веществе, как пыль. ГП — это твердая субстанция, которая в настоящий момент находится в мелкодисперсном состоянии. Попадая в воздух, такая пыль способна образовать с ним взрывоопасную структуру. Если такие частицы осядут на стенах, потолке и прочих поверхностях, то они могут стать причиной пожара.

Классы ГП

Отдельно стоит отметить, что есть классы горючих веществ и материалов. К примеру, пыль делится на три категории в зависимости от степени пожароопасности и взрывоопасности.

1. Первый класс — это наиболее опасные аэрозоли, у которых нижний концентрационный предел взрываемости (воспламенения) (НКПВ) до 15 г/м 3 . Сюда можно отнести серу, мельничную, эбонитовую или торфяную пыль.
2. Ко второму классу относят те частицы, у которых предел НКПВ находится в пределах от 15 до 65 г/м 3 . Они считаются более взрывоопасными.
3. Третья категория — самые пожароопасные. Это группа жидких аэрогелей, у которых НКПВ составляет более 65 г/м 3 , а температура самовоспламенения до 250 градусов по Цельсию. Такими свойствами обладает табачная или же элеваторная, к примеру, пыль.

Общие характеристики

Какие горючие вещества являются таковыми и почему? Есть несколько определенных характеристик, обладая которыми, жидкость, пыль, газы и прочие субстанции могут быть отнесены к горючим.

К примеру, градус вспышки — это величина, характеризующая нижний предел температуры, при достижении которого жидкость будет образовывать легковоспламеняющиеся пары. Однако здесь нужно отметить, что наличие источника огня вблизи такой паровоздушной смеси вызовет лишь ее сгорание, без устойчивого эффекта горения самой жидкости.

Если ранее говорилось о нижнем концентрационном пределе, то есть еще и верхний. НКПВ или же ВКПВ — это, соответственно, величины, при достижении которых, может произойти воспламенение или же взрыв жидкости, пыли, газов и т. д. Все виды горючих веществ обладают данными пределами. Однако тут важно отметить, что если концентрация будет ниже или, наоборот, выше указанных пределов, то ничего не произойдет даже при наличии источника открытого огня в непосредственной близости от вещества.

Твердое сырье

Здесь стоит сказать о том, что твердые горючие вещества ведут себя несколько иначе, чем пыль, жидкость или газ. При нагревании до определенной температуры данная группа сырья ведет себя индивидуально, а зависит это от ее характеристик и структуры. К примеру, если взять серу или каучук, то при нагреве они сначала плавятся, а потом испаряются.

Если взять, к примеру, древесину, каменный уголь или бумагу и некоторые другие вещества, то они при нагреве начинают разлагаться, оставляя после себя газообразные и твердые остатки.

Еще один очень важный момент: состав горючих веществ и их химическая формула сильно влияет и на сам непосредственный процесс горения. Есть несколько стадий, на которые делят это явление. Простые субстанции, такие как антрацит, кокс или сажа, к примеру, разогреваются и тлеют без всяких искр, так как их химический состав — это чистый углерод.

К сложным продуктам горения относят, например, дерево, каучук или пластмассу. Это обусловлено тем, что их химический состав довольно сложный, а потому и выделяют две стадии их горения. Первая стадия — это процесс разложения, который не сопровождается привычным выделением светла и тепла, а вот вторая стадия уже считается горением, и в это время начинает выделяться тепло и свет.

Другие вещества и характеристики

Естественно, что твердые вещества также обладают температурой вспышки, но при этом по понятным причинам она гораздо выше, чем у жидких или газообразных субстанций. Пределы температур вспышки составляют от 50 до 580 градусов по Цельсию. Стоит отдельно сказать, что такой распространенный горючий материал, как древесина, имеет порог от 270 до 300 °С, в зависимости от породы самого дерева.

Наибольшую скорость сгорания среди твердых веществ имеют порох и взрывчатые вещества. Это обусловлено тем, что обе эти субстанции имеют достаточно большое количество кислорода, которого вполне хватает для их полного сгорания. Кроме того, они вполне могут гореть под водой, под землей, а также в полностью герметичной среде.

Древесина

Стоит чуть больше сказать об этом горючем твердом материале, так как на сегодняшний день он является одним из наиболее распространенных. Причиной этому является то, что он один из самых доступных. Здесь стоит сказать о том, что на самом деле древесина — это вещество с ячеистой структурой. Все ячейки заполнены воздухом. Степень пористости любой породы превышает 50 % и увеличивается, что говорит о не слишком большой концентрации твердого вещества по отношению к воздуху. Именно из-за этого она и поддается горению достаточно хорошо.

Если сделать вывод, то можно сказать, что в мире есть большое количество разнообразных горючих веществ, без которых нельзя обойтись в повседневной жизни, но вместе с этим необходимо быть крайне осторожными при их эксплуатации, используя только по назначению.

Источник

Пожар класса «В» — горение жидких веществ

Пожары класса «В» – это горение жидких веществ, которые могут быть растворимыми в воде (спирты, ацетон, глицерин) и нерастворимыми (бензин, масло, мазут).

Так же, как и твердые вещества, воспламеняющиеся жидкости выделяют при горении пары. Процесс парообразования отличается только скоростью – у жидкостей это происходит гораздо быстрее.

Уровень опасности воспламеняющихся жидкостей зависит от температуры вспышки – наименьшей температуры конденсированного вещества, при которой пары над ним способны вспыхивать под воздействием источника воспламенения, но при этом горение после его устранения не возникает. Также на степень опасности воспламеняющихся жидкостей влияет температура воспламенения, диапазон воспламеняемости, скорость испарения, химическая активность под воздействием теплоты, плотность и скорость диффузии паров.

Легковоспламеняющимися жидкостями считают жидкости с температурой вспышки до 61°С (бензин, керосин), горючими – с температурой вспышки выше 61°С (кислоты, растительные и смазочные масла).

Пожары класса В

К возгоранию класса В может привести горение таких материалов:

• красок и лаков;
• легковоспламеняющихся и горючих жидкостей;
• сжижаемых твердых веществ (парафинов, стеаринов).

Каждая категория имеет свои особенности и методы тушения.

1. Лаки, краски, эмали. Жидкости на водной основе менее опасны, чем масляные. Температура вспышки находящихся в составе красок, лаков и эмалей масел довольно высокая (около 200°С), однако находящиеся в них воспламеняющиеся растворители вспыхивают гораздо раньше – при температуре 32°С.

Краски горят хорошо, с выделением большого количества густого черного дыма и токсичных газов. При возгорании красок или лаков часто происходят взрывы емкостей, в которых они находятся.

Тушить краски, лаки и эмали водой нельзя из-за низкой температуры вспышки. Воду можно применять лишь для охлаждения окружающих предметов или тушения сухой краски.

Горение красок и лаков подавляют пеной, в некоторых случаях – углекислоту или порошковые огнетушители.

1. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. Их сгорание сопровождается выделением нестандартных, свойственных именно таким жидкостям продуктов горения.

Спирты горят голубым прозрачным огнем с небольшим количеством дыма.

Горение жидких углеводородов характеризуется оранжевым пламенем и образованием густого темного дыма.

Эфиры и терпены горят в сопровождении кипения на их поверхности.

В процессе горения нефтепродуктов, масел и жиров выделяется ядовитый раздражающий газ акролеин.

Тушение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей является непростым делом, причем каждый пожар имеет свои особенности и последовательность его подавления. Для начала необходимо перекрыть попадание жидкости в очаг возгорания.

Окружающие предметы и емкости с горящими жидкостями следует охлаждать при помощи воды. Потушить пожар класса В можно разными способами:

• с небольшим возгоранием справится пенный или порошковый огнетушитель либо распыленная струя воды;
• в случае большого растекания горючей жидкости лучше пользоваться порошковыми огнетушителями в совокупности с пожарными рукавами для подачи пены;
• если жидкость горит на поверхности воды, то сначала надо ограничить ее растекание, а потом накрыть пламя пеной или мощной водной струей;
• при тушении оборудования, функционирующего на жидком топливе, необходимо применять распыленную воду или пену.

Парафины и другие подобные продукты нефтепереработки. Тушение их водой категорически запрещено и опасно. Небольшие возгорания можно подавить углекислотными огнетушителями. Крупные пожары – с помощью пены.

Источник

Химические процессы при горении. Природа горючих веществ. Лекция 3

Пожаровзрывоопасностъ веществ и материалов — это совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распростране­нию горения.

Следствием горения в зависимости от его скорости и условий протека­ния может быть пожар или взрыв.

Пожаровзрывоопасность веществ и материалов характеризуется пока­зателями, выбор которых зависит от агрегатного состояния вещества (мате­риала) и условий его применения.

При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов раз­личают следующие агрегатные состояния:

газы — вещества, давление насыщенных паров которых при нормаль­ных условиях (25 °С и 101325 Па) превышает 101325 Па;

жидкости — вещества, давление насыщенных паров которых при нор­мальных условиях (25 °С и 101325 Па) меньше 101325 Па. К жидкостям отно­сятся также твердые плавящиеся вещества, температура плавления или каплепадения которых ниже 50 °С ;

твердые вещества и материалы — индивидуальные вещества и их сме­совые композиции с температурой плавления каплепадения выше 50 °С , а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани, торф;

пыли — диспергированные вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.

Горение как химическая реакция окисления веществ с участием кислорода

Горение — один из первых сложных физико-химических процессов, с которым человек встретился еще на заре своего развития. Процесс, овладев которым, он получил огромное превосходство над окружающими его живы­ми существами и силами природы.

Горение — одна из форм получения и преобразования энергии, основа многих технологических процессов производства. Поэтому человек постоян­но изучает и познает процессы горения.

История науки о горении начинается с открытия М.В. Ломоносова: «Горение есть соединение вещества с воздухом». Это открытие послужило основанием для открытия закона сохранения массы веще ств пр и их физических и химических превращениях. Лавуазье уточнил определение процесса горения «Горение есть соединение вещества не с воздухом, а с кислородом воздуха».

В дальнейшем существенный вклад в изучение и развитие науки горении внесли советские и российские ученые А.В. Михельсон , Н.Н. Семенов, Я.В. Зельдовия , Ю.Б. Харитон, И.В. Блинов и др.

В основе процесса горения лежат экзотермические окислительно-восстановительные реакции, которые подчиняются законам химической кинетики, химической термодинамики и другим фундаментальным законам (закону сохранения массы, энергии и т.д.).

Горением называется сложный физико-химический процесс, при котором горючие вещества и материалы под воздействием высоких температур вступают в химическое взаимодействие с окислителем (кислоро­дом воздуха), превращаясь в продукты горения, и который сопровождается интенсивным выделением тепла и световым свечением.

В основе процесса горения лежит химическая реакция окисления, т.е. соединения исходных горючих веществ с кислородом. В уравнениях химиче­ских реакций горения учитывают и азот, который содержится в воздухе, хотя в реакциях горения не участвует. Состав воздуха условно принимают посто­янным , содержащим 21 % по объему кислорода и 79 % азота (в весовых со­ответственно 23 % и 77 % азота), т.е. на 1 объем кислорода приходится 3.76 объема азота. Или на 1 моль кислорода приходится 3.76 моль азота. Тогда, например, реакцию горения метана в воздухе можно записать так:

Азот в уравнениях химических реакций учитывать необходимо потому, что он поглощает часть тепла, выделяемого в результате реакций горения, и вхо­дит в состав продуктов горения — дымовых газов.

Рассмотрим процессы окисления.

Окисление водорода осуществляется по реакции:

Экспериментальные данные о реакции между водородом и кислородом много­численны и разнообразны. В любом реальном (высокотемпературном) пла­мени в смеси водорода и кислорода, возможно образование радикала * ОН или атомов водорода Н и кислорода О , которые инициируют окисление во­дорода до паров воды.

Горение углерода . Углерод, образующийся в пламенах , может быть газооб­разным, жидким или твердым. Его окисление независимо от агрегатного со­стояния происходит за счет взаимодействия с кислородом. Горение может быть полным или неполным, что определяется содержанием кислорода:

С + О ₂ = СО₂ (полное) 2С + О₂ = 2СО (неполное)

Гомогенный механизм не исследован (углерод в газообразном состоянии). Взаимодействие углерода в твер­дом состоянии наиболее изучено. Этот процесс схематически можно пред­ставить из следующих этапов:

1. доставка окислителя (О ₂ ) к поверхности раздела фаз путем молекулярной и конвективной диффузии;

2. физическая адсорбция молекул окислителя;

3. взаимодействие адсорбированного окислителя с поверхностными атомами углерода и образование продуктов реакции;

4. десорбция продуктов реакции в газовую фазу.

Горение окиси углерода . Суммарная реакция горения окиси углерода запишется СО + 0.5О ₂ = СО₂, хотя окисление монооксида углерода имеет более сложный механизм Основные закономерности горения окиси углерода можно объяснить на ос­новании механизма горения водорода, включая в него реакции взаимодейст­вия окиси углерода с образующимся в системе гидрооксидом и атомным ки­слородом, т.е. процесс этот многостадийный:

* ОН + СО = СО ₂ + Н; О + СО = СО₂

Прямая реакция СО + О ₂ —> СО₂ маловероятна, так как реальные сухие смеси СО и О₂ характеризуются чрезвычайно низкими скоростями горения или не могут воспламениться вообще.

Окисление простейших углеводородо в. Метан горит с образованием диоксида углерода и паров воды:

Но этот процесс на самом деле включает в себя целый ряд реакций, в которых участвуют моле­кулярные частицы с высокой химической активностью (атомы и свободные радикалы): * СН₃, * Н, * ОН. Хотя эти атомы и радикалы существуют в пламени короткое время, они обеспечивают быстрый расход горючего. В процессе го­рения природного газа возникают комплексы углерода, водорода и кислоро­да, а также комплексы углерода и кислорода, при разрушении которых обра­зуются СО, СО ₂ , Н₂О. Предположительно схему горения метана можно запи­сать так:

Термическое разложение, пиролиз твердых веществ

При повышении температуры твердого горючего материала происхо­дит разрыв химических связей с образованием более простых компонентов (твердых, жидких, газообразных). Этот процесс называется термическим раз­ложением или пиролизом. Термическое разложение молекул органических соединений происходит в пламени, т.е. при повышенных температурах вбли­зи поверхности горения. Закономерности разложения зависят не только от горючего, но и от температуры пиролиза, скорости ее изменения, размеров образца, его формы, степени распада и т.д.

Рассмотрим процесс пиролиза на примере наиболее распространенного твердого горючего материала — древесины.

Древесина представляет собой смесь большого количества веществ различного строения и свойств. Основными ее компонентами являются гемицеллюлоза (25 %), целлюлоза (50 %), лигнин (25 %). Гемицеллюлоза со­стоит из смеси пентазанов (С₅Н₈О₄), гексазанов (С₆Н₁₀О₅), полиуронидов . Лигнин имеет ароматическую природу и содержит связанные с ароматиче­скими кольцами углеводы. В среднем древесина содержит 50 % С , 6 % Н, 44 % О. Это пористый материал, объем пор в котором достигает 50 — 75 %. Наи­менее термостойким компонентом древесины является гемицеллюлоза (220 — 250°С), наиболее термостойким компонентом — лигнин (интенсивное его разложение наблюдается при температуре 350 — 450°С). Итак, разложение древесины состоит из следующих процессов:

сушка, удаление физически связанной воды

Разложение наименее стойких компонентов ( лумино-вых кислот) с выделением СО ₂ , Н₂О

пиролиз древесины с выделением СО, СН ₄ , Н₂, СО₂, Н₂О и т.д.; образующаяся смесь способна воспламе­няться от источника зажигания

Интенсивный пиролиз с выделением основной массы горючих веществ (до 40 % от всей массы); газообраз­ная смесь состоит из 25 % Н ₂ и 40 % предельных и ненасыщенных углеводородов; обеспечивается мак­симальная поставка летучих компонентов в зону пла­мени; процесс на этой стадии экзотермический; коли­чество тепла, которое выделяется, достигает 5 — 6 % от низшей теплоты сгорания Q ≈ 15000 кДж/кг

Скорость термического разложения резко снижается; выход летучих компонентов прекращается (конец пи­ролиза); при 600 °С выделение газообразных продук­тов прекращается

Аналогично древесине протекает пиролиз каменного угля, торфа. Од­нако выход летучих у них наблюдается при других температурах. Каменный уголь состоит их более твердых термостойких углеродсодержащих компо­нентов, и разложение его протекает менее интенсивно и при более высоких температурах (рис.1).

Горение металлов

По характеру горения металлы делятся на две группы: летучие и неле­тучие. Летучие металлы имеют Т_{пл .} < 1000 K и Т_{кип .} < 1500 K . К ним относятся щелочные металлы (литий, натрий, калий) и щелочноземельные (магний, кальций). Горение металлов осуществляется следующим образом: 4 Li + О ₂ = 2 Li ₂ O . Нелетучие металлы имеют Т_{пл .} > 1000 K и Т_{кип .}> 2500 K .

Механизм горения во многом определяется свойствами оксида металла. Температура летучих металлов ниже температуры плавления их оксидов. При этом последние представляют собой достаточно пористые образования. При поднесении искры зажигания к поверхности металла происходит его испарение и окисление.

При достижении концентрации паров, равной нижнему концентрационному пределу воспламенения, происходит их воспламенение. Зона диффузионного горения устанавливается у поверхности, большая доля тепла передается металлу, и он нагревается до температуры кипения.

Образующиеся пары, свободно диффундируя через пористую оксидную пленку, поступают в зону горения. Кипение металла вызывает периодическое разрушение оксидной пленки, что интенсифицирует горение. Продукты горения (оксиды металлов) диффундируют не только к поверхности металла, способствуя образованию корки оксида металла, но и в окружающее пространство, где, конденсируясь, образуют твердые частицы в виде белого дыма. Образование белого плотного дыма является визуальным признаком горения летучих металлов.

У нелетучих металлов, обладающих высокими температурами фазово­го перехода, при горении на поверхности образуется весьма плотная оксидная пленка, которая хорошо сцепляется с поверхностью металла. В результате этого скорость диффузии паров металла через пленку резко снижается и крупные частицы, например, алюминия или бериллия, гореть не способны. Как правило, пожары таких металлов имеют место в том случае, когда они вводятся в виде стружки, порошков, аэрозолей. Их горение происходит без образования плотного дыма. Образование плотной оксидной пленки на поверхности металла приводит к взрыву частицы. Это явление особенно, часто наблюдающееся при движении частицы в высокотемпера­турной окислительной среде, связывают с накоплением паров металлов под оксидной пленкой с последующим внезапным ее взрывом. Это естественно приводит к резкой интенсификации горения.

Горение пылей

Пыль — это дисперсная система, состоящая из газообразной дисперсной среды (воздух) и твердой фазы (мука, сахар, древесина, уголь и т.д.).

Распространение пламени по пыли происходит за счет прогрева холодной смеси лучистым потоком от фронта пламени. Твердые частицы, поглощая тепло от лучистого потока, нагреваются, разлагаются с выделением горючих продуктов, которые образуют горючие смеси с воздухом.

Аэрозоль, имеющая очень мелкие частицы, при воспламенении быстро сгорает в зоне воздействия источника зажигания. Однако толщина зоны пламени настолько мала, что интенсивность его излучения оказывается недостаточной для разложения частиц, и стационарного распространения пламени по таким частицам не происходит.

Аэрозоль, содержащая крупные частицы, также неспособна к стационарному горению. С увеличением размера частиц снижается удельная поверхность теплообмена, и возрастает время их прогрева до температуры разложения.

Если время образования горючей паровоздушной смеси перед фронтом пламени за счет разложения частичек твердого материала больше времени существования фронта пламени, то горение происходить не будет.

Факторы, влияющие на скорость распространения пламени по пылевоздушным смесям:

1. концентрация пыли (максимальная скорость распространения пламени имеет место для смесей несколько выше стехиометрического состава, например, для торфяной пыли при концентрации 1 — 1.5 кг/м 3 );

2. зольность (при увеличении зольности уменьшается концентрация горючего компонента и уменьшается скорость распространения пламени);

3. содержание кислорода в окружающей среде (с уменьшением содержания кислорода скорость распространения пламени снижается).

Классификация пыли по взрывопожарной опасности:

I класс — наиболее взрывоопасная пыль (концентрация до 15 г/м 3 );

II класс — взрывоопасная до 15-65 г/м 3

III класс — наиболее пожароопасная > 65 г/м 3 Т_св ≤ 250°С;

IV класс — пожароопасная > 65 г/м 3 Т_св > 250°С.

Бескислородное горение

Существует ряд веществ, которые при повышении их температуры выше определенного уровня претерпевают химическое разложение, приводя­щее к свечению газа, едва отличимому от пламени. Пороха и некоторые синтетические материалы могут гореть без доступа воздуха или в нейтральной среде (в чистом азоте).

Горение целлюлозы (звено — С₆Н₇О₂(ОН)₃ — ) можно представить в виде внут­ренней окислительно-восстановительной реакции в молекуле, содержащей атомы кислорода, которые могут реагировать с углеродом и водородом целлюлозного звена.

Пожар, в котором участвует нитрат аммония, может поддерживаться без подвода кислорода. Эти пожары вероятны при большом содержании нит­рата аммония (около 2000 т) в присутствии органического вещества, в част­ности, бумажных пакетов или упаковочных мешков.

В качестве примера можно привести аварию в 1947 г. Судно “ Grandcamp ” назодилось в порту Техас-Сити с грузом около 2800 т нитрата аммония. Пожар возник в грузовом отсеке с нитратом аммония, упакованном в бумажные мешки. Капитан судна принял решение не гасить огонь водой, чтобы не испортить груз, и пытался ликвидировать пожар, задраив палубные люки и впуская пар в грузовой отсек. Такие меры способствуют ухудшению ситуации, усиливая пожар без доступа воздуха, поскольку происходит подогрев нитрата аммония. Пожар начался в 8 часов утра, а в 9 час. 15 мин .п роизошел взрыв. В результате погибло более 200 человек, столпившихся в порту и наблюдавших за пожаром, в том числе команда судна и экипаж двух самолетов из 4 человек, облетавших судно.

В 13 час 10 мин следующего дня на другом судне, транспортировавшем нитрат аммония и серу, которое загорелось от первого судна накануне, также произошел взрыв.

Маршалл описывает пожар, возникший вблизи Франкфурта в 1961 г. Самопроизвольное термическое разложение, вызванное лентой транспортера, привело к загоранию 8.. т удобрений, треть этого количества составлял нитрат аммония, а остальное — инертные вещества, используемые в качестве удобрений. Пожар продолжался 12 часов. В результате пожара выделялось большое количество ядовитых газов, в состав которых входил азот.

Источник