Põlemise mõiste. Põlemise esinemisviisid. Üldinfo põlemisprotsessi, tulekahju ja selle arengu kohta

1.1. Lühike teave levinumate põlevainete põlemisprotsessi ja põlemise olemuse kohta.

Põlemine on keeruline füüsiline keemiline protsess, mis põhineb kiiresti toimuvatel oksüdatsioonireaktsioonidel, millega kaasneb soojuse eraldumine ja reeglina valguskiirgus. Põlemine toimub ja toimub põleva aine, oksüdeeriva aine (tavaliselt hapniku) ja süüteallika juuresolekul.

Põlemist on kahte tüüpi: homogeenne ja heterogeenne. Homogeenne põlemine toimub siis, kui põlev aine on gaasilises olekus. Kui reaktsioon toimub tahke põleva aine ja gaasilise oksüdeerija vahel, siis räägitakse heterogeensest põlemisest.

Homogeense põlemise väline märk on leek, heterogeenne - kuma. Leek on piirkond, kus toimub põleva aine aurude (gaaside) kombinatsioon hapnikuga. Leegi temperatuur on ka põlemistemperatuur. Tulekahjude korral elamutes ja administratiivhooned see on keskmiselt 850-900°, metsas - 500-900°.

Põlemise kestus ja intensiivsus sõltuvad paljudest teguritest ja ennekõike protsessi hapnikuga varustamisest, materjali kogusest ja seisukorrast. Tahkete põlevate ainete põlemiskiirus sõltub suuresti nende eripinnast ja niiskusastmest. Eriti ohtlik on turba põletamine. Turbal on madal isesüttimistemperatuur (225 - 280°C) ja suur killustatus, mis määrab selle stabiilse põlemise. Kui tuult pole või nõrk tuul, põleb turvas väga aeglaselt. Turba kaevandamiskohtades algab turba põlemine maardlatest kaevandatud turba pinnal ja levib järk-järgult kaevandatava kihi sügavusele. Kuivamise ajal võib turvas süttida. Praadima suveaeg kõrgetes kohtades kuivab turvas sedavõrd, et võib väikseimastki sädemest süttida. Turba põletamisega kaasneb rohke paksu valge suitsu eraldumine. Turba pikaajalisel põletamisel suurtel aladel võib tuule tugevnemise ajal kaevandatud turba kohtadest tõusta tohutud massid kuiva turba ja turbatolmu, mis põlevad leegiga, moodustades nn tornaadod. Tuletornaadod võivad põhjustada inimeste surma, aga ka läheduses asuvate asulate hävingut.

Tolmu (jahu, kivisüsi, suhkur jne) põlemine toimub plahvatuse kiirusel, nende ainete massiivsed tükid süttivad vaevaliselt. Põlevate materjalide niiskuse hulga suurendamine vähendab põlemiskiirust.

Põlemisel on eriti ohtlikud tuleohtlikud vedelikud (FL) ja põlevad vedelikud (FL), mille hulka kuuluvad nafta ja naftasaadused, FL ja FL põlemiskiiruse määrab nende aurustumisvõime. See on tingitud asjaolust, et mitte vedelik ise ei põle, vaid selle aurud. Nafta ja naftasaadusi hoitakse tavaliselt vertikaalselt silindrilistes mahutites, samuti väikestes mahutites (tünnid, purgid). Põlemine tuleohtlike vedelike ja põlevate vedelikega paagis algab reeglina auru-õhu segu plahvatusega, millega kaasneb paagi katuse osaline või täielik eraldamine ja vedeliku süttimine kogu vaba pinna ulatuses. Nafta ja naftasaaduste põlemine vabal pinnal pärast plahvatust toimub suhteliselt rahulikult. Leegi helendava osa temperatuur olenevalt tüübist tuleohtlik vedelik kõikuda vahemikus 1000-1300°C. Bensiin ja muud kerged naftasaadused põlevad suhteliselt vaikselt. Tumedate naftatoodete põlemiskiirus on väga ebaühtlane. Gaasiliste ainete põlemiskiirus võib muutuda veelgi järsemalt. Kui põlevad gaasid väljuvad rõhu all, põlevad nad põleti kujul, kuid kui gaas koguneb järk-järgult, moodustades õhuga põleva segu, siis toimub plahvatus.

Õli ja kütteõlid pikk põlemine mahutites soojenevad need sügavuti, nii et põlemisega kaasneb keemine ja põleva vedeliku väljutamine. Bensiin ja muud petrooleetritooted ei kuumene, kui neid põletada suurtes paakides.

Naftasaaduste põletamisel on suits must, puidu põletamisel hallikasmust, fosfori ja magneesiumi aurud on valged.

Kui põlemisprotsess on inimese järelevalve all, ei ole see ohtlik. Tema kontrolli alt põgenedes muutub tulekahju aga kohutavaks katastroofiks, mille nimi on tuli.

1.2. Üldmõisted tulekahjust ja selle arengust.

Tulekahju on kontrollimatu põlemine, mis on väljaspool erilist tähelepanu, millega kaasneb materiaalsete väärtuste hävimine ja inimeste elude ohtu seadmine.

Peamised tulekahju iseloomustavad parameetrid on: tuletooli pindala, põlemise intensiivsus, leviku kiirus ja tulekahju kestus.

Tuleaseme all mõistetakse kõige intensiivsema põlemise kohta (ala) kolmel põhitingimusel:

oksüdeeriva aine (õhk) pidev varustamine;

pidev kütusega varustamine (süttivad materjalid);

pidev soojuse eraldumine, mis on vajalik põlemisprotsessi säilitamiseks.

Tuletsoonis eristatakse kolme tsooni: põlemistsoon, kuumusest mõjutatud tsoon ja suitsutsoon.

Põlemistsoon on ruumi osa, milles valmistatakse põlevaid aineid põlemiseks ette.

Soojusmõju tsoon on põlemistsooniga külgneva ruumi osa, milles soojusefekt muudab ilma spetsiaalse soojuskaitseta seal viibimise võimatuks.

Suitsuala - põlemistsooniga külgnev ruumiosa ja suitsugaaside suitsu kontsentratsioonis, mis ohustab inimeste elu ja tervist või takistab päästeüksuse tegevust.

Tulekahjude intensiivsus sõltub suuresti objektide ja nende komponentide tulepüsivusest.

Kõiki tulekahjusid saab liigitada väliste põlemistunnuste, tulekahju tekkekoha ja esimeste tuletõrjeosakondade kohalejõudmise aja järgi.

A) Väliste põlemismärkide järgi tulekahjud jagunevad välisteks, sisemisteks, nii välisteks kui sisemisteks, avatud ja varjatud tulekahjudeks.

õue hõlmavad tulekahjusid, mille põlemisnähud (leek, suits) on visuaalselt tuvastatavad. Sellised tulekahjud tekivad hoonete ja nende rajatiste, lagedal alal asuvate saematerjali virnade, kivisöe, turba ja muude materiaalsete varade põletamisel. ladustamisalad; nafta ja naftasaaduste põletamisel mahutites jne. Välituled on alati avatud.

sisemisele hõlmavad tulekahjusid, mis tekivad ja arenevad hoonetes. Need võivad olla avatud ja peidetud.

Põlemisnähud lahtised tuled saab tuvastada ruumide ülevaatustega (näiteks erinevatel eesmärkidel hoonetes vara põletamine; seadmete ja materjalide põletamine hoones tootmistsehhid jne.).

Varjatud tulekahjude juures põlemine toimub ehituskonstruktsioonide tühikutes, ventilatsioonikanalid ja kaevandused, tonramaardlate või turbahunnikute sees jne. Põlemisnähud tuvastatakse pragude kaudu väljuva suitsu, krohvi värvimuutuse jms järgi.

Kõige raskemad tulekahjud on nii välised kui ka sisemised, avatud ja peidetud. Olukorra muutudes muutub tulekahju liik. Seega, kui hoones tekib tulekahju, võib varjatud sisepõlemine muutuda lahtiseks sisepõlemiseks ja sisepõlemine välispõlemiseks ja vastupidi.

B) Esinemiskoha järgi tulekahjud tekivad hoonetes, rajatistes, laopindadel ja põlevmassiividel (mets, stepp, turba- ja viljapõllud).

C) Esimeste tuletõrjeosakondade saabumise ajaks tulekahjud jagunevad süttinud ja süttimata tulekahjudeks.

Jooksule hõlmavad tulekahjusid, mis olid esimeste tuletõrjeosakondade saabumise ajaks oluliselt arenenud erinevatel põhjustel(näiteks tulekahju hilise avastamise või sõnumi saatmise tõttu tuletõrje). Alganud tulekahjude kustutamiseks ei jätku reeglina esimeste jaoskondade jõude ja vahendeid.

Alustamata tulekahjud likvideeritakse enamasti esimesena saabunud üksuse, rajatise elanike või töötajate jõudude ja vahenditega.

Tulekahju arendamise protsessi võib jagada kolme faasi. Esimeses faasis toimub põlemise levik, kui tuli katab põhiosa põlevmaterjalidest (vähemalt 80%). Teises faasis, pärast materjalide maksimaalse läbipõlemiskiiruse saavutamist, iseloomustab tuld leegi aktiivne põlemine püsiva põlevate materjalide kadumise kiirusega. Kolmandas faasis langeb läbipõlemismäär järsult ning toimub hõõguvate materjalide ja konstruktsioonide läbipõlemine.

1.3. Põlemise peatamise viisid. Peamiste tulekustutusainete klassifikatsioon, üldine teave nende kohta: tüübid, lühikirjeldus, kasutusalad ja -tingimused.

Vesi on peamine ja levinum tulekustutusaine metsatulekahjude kustutamisel. Tõhusam on aga õhk-mehaaniline vaht, mis, kattes põleva puidu pinda, kaitseb seda kiirgussoojuse eest ning vahutavas aines sisalduv märgav aine aitab kaasa vee paremale tungimisele puidu pooridesse ja sellest tulenevalt kiirem temperatuuri langus.

Sõltuvalt põlemismaterjalidest on 3 peamist tüüpi metsatulekahjud: rohujuur, ratsutamine, pinnas ja maa-alune.

Maapõleng on metsatulekahju, mille peamiseks põlevmaterjaliks on maapind, alusmets, alusmets või surnud puit.

Ratsalõkked on lõkked, mis põletavad metsapuistu võra. Need tulekahjud tekivad rohujuuretasandilt kui nende arengu edasine etapp.

Metsamullapõlengud on ülemise turbase mullakihi leegita põletamine. Mullapõlenguid täheldatakse turbase pinnasega aladel.

Kuivamise esimestel etappidel põleb turbakiht läbi ainult juhuslikult langevate puude all ning tules kannatada saanud metsaala näeb välja nagu lohuline. maapõlengud per lühiajaline kaas suur ala, ja seejärel jätkake mullana, süvendades eraldi lehtrites turbaks.

Suurega turbapõlengud suurimaks ohuks on äkiline tuulemuutus, tule leviku kiiruse suurenemine, sädemete kandumine läbi inimeste tööalade ning uute tulekahjude teke tagaosas, mille tagajärjel võivad inimesed kaotavad oma orientatsiooni ja leiavad end ümbritsetuna tulest.

Tulekahju tekkimine ja areng nafta või naftasaadustega paagis algab reeglina auru-õhu segu plahvatusest, paagi katuse osalisest või täielikust eraldumisest (kokkuvarisemisest) ja vedeliku süttimisest kogu ulatuses. vaba pind.

Katuse täielik eraldamine ja plahvatuse jõul maapinnale kukkumine (vahel paiskub mõnikümmend meetrit) on järgnevaks kustutamiseks kõige soodsam.

Rikastatud õli ja naftasaaduste põlemine vabal pinnal toimub üsna rahulikult.

võitlevad päästeüksused nafta ja naftasaaduste mahuti tulekahju kustutamiseks korraldatakse sõltuvalt hetkeolukorrast, nimelt:

teostada tuleluuret;

viivitamatult korraldada põlevate ja naabermahutite jahutamine;

korraldada vahurünnaku ettevalmistamine mobiilsete vahenditega.

Kui põleb mitu paaki ning kõigi paakide üheaegseks kustutamiseks napib jõudu ja vahendeid, on vaja koondada kõik jõud ja vahendid ühe tuulepoolses küljes asuva paagi või selle paagi kustutamisele, mille tulekahju ohustab kõige enam naabermaad. mittepõlevad paagid. Pärast põlemise lõppemist jätkatakse vahu juurdevoolu mahutitesse ligikaudu 3-5 minutit. et vältida naftatoote uuesti süttimist. Sel juhul peaks kogu õlitoote pind olema vahuga kaetud. Jahutamist jätkatakse, kuni paak on täielikult jahtunud.

Nafta ja tumedate naftasaaduste kustutamiseks vahuga varustamise alguses on võimalik põlevate vedelike üleskeetmine ja nende eraldumine. Sellistel juhtudel rakendatakse eelnevalt meetmeid, et tagada kustutamisega seotud inimeste ohutus ja kaitsta aktiivse leegi tsoonis asuvaid voolikuid veejugadega.

Mõnikord paiskub põlev naftasaadus välja märkimisväärsele kõrgusele ja levib põlevast veehoidlast 70–120 m kaugusel, ohustades mitte ainult naaberreservuaare, vaid ka üksikuid rajatisi, konstruktsioone, tuletõrjetehnika ja personal. Pakkumise ohu korral personali ja varustuse tagamiseks paigaldatakse tuletõrjeautod tuulepoolsele küljele vähemalt 100 m kaugusele.

Tulekahjud veeldatud süsivesinikgaaside (LPG) ja kõrge rõhu all hoitava ebastabiilse bensiini säilitusmahutites võivad tekkida, kui paakide seadmed ja sidemed on rõhu all, samuti muude hädaolukorrad. Reeglina saavad tulekahjud alguse DGS-i põlemisest nendest möödasõidukohtades või plahvatusest ja mahaloksunud vedelike põlemisest.

Põlemisprotsessis veeldatud gaas peaaegu alati on oht paakide ja torustike rebenemiseks nendes kiire rõhu suurenemise tõttu kuumutamise tõttu.

Tulekahjude korral veeldatud gaasi faasis on vaja võtta meetmeid rõhu vähendamiseks tulekahju kuumusele avatud mahutites ja torustikes, juhtida gaas põletisse ja pumbata (juhtida) gaas vabadesse mahutitesse.

Võitlus kummi- ja raadiotehnikatoodete tulekahjudega tekitab mitmeid raskusi, mis on seotud peamiselt nende ainete füüsikaliste ja tehniliste omadustega. Nagu tulekahjude kustutamise kogemus ja praktika on näidanud, põlevad kummi- ja Kummitooted võib veega kustutada, kuigi nende märguvust ei saa pidada rahuldavaks.

Tuletõkestamine on tegevus, mille eesmärk on piirata tule levikut. Tulekahju kustutamisel (likvideerimisel) saavutatakse põlemise täielik seiskumine. Tavaliselt on lokaliseerimine lahutamatu osa, tulekahju kustutamise meetmete esimene etapp.

Põlemist saab peatada kas reagentide eraldamisega või põlevate materjalide jahutamisega alla nende süttimistemperatuuri. Selleks rakendage erinevaid vahendeid tule kustutamine. Nende hulka kuuluvad tulekustutusained ja erinevad seadmed, masinad, agregaadid.

Kõik tulekustutusained, olenevalt põlemise peatamise põhimõttest, jagunevad tüüpideks:

reaktsioonitsooni või põlevate ainete (vesi, segude vesilahused jne) jahutamine;

lahjendid põlemisreaktsiooni tsoonis (inertgaasid, aur, vee udu muu);

põlemistsoonist isoleerivad ained (keemilised ja õhk-mehaanilised vahud, tulekustutuspulbrid, mittesüttivad puisteained, lehtmaterjalid muu).

Kõik olemasolevad tulekustutusained avaldavad kombineeritud mõju aine põlemisprotsessile. Näiteks vesi võib jahutada ja isoleerida (või lahjendada) põlemisallikat; vahttooted isoleerivad ja jahutavad; pulbrilised preparaadid isoleerivad ja pärsivad põlemisreaktsiooni; kõige tõhusamad gaasilised ained toimivad samaaegselt nii lahjenditena kui ka põlemisreaktsiooni inhibiitoritena. Igal tulekustutusainel on aga üks domineeriv omadus.

Vesi on peamine tulekustutusjahutusvedelik, kõige kättesaadavam ja mitmekülgsem. Põleva ainega kokkupuutel vesi aurustub osaliselt ja muutub auruks (1 liiter vett muutub 1700 liitriks auruks), mille tõttu õhuhapnik veeauru toimel tuletsoonist välja tõrjub. Vee tulekustutusefektiivsus sõltub sellest, kuidas see tulele suunatakse (tahke või pihustatud joa). Suurim tulekustutusefekt saavutatakse siis, kui vett tarnitakse pihustatud olekus, kuna. samaaegse ühtlase jahutuse pindala suureneb. Pihustatud vesi kuumeneb kiiresti ja muutub auruks, võttes ära suure hulga soojust. Pihustatud veejugasid kasutatakse ka ruumide temperatuuri alandamiseks, soojuskiirguse eest kaitsmiseks (vesikardinad), ehituskonstruktsioonide, konstruktsioonide, paigaldiste kuumutatud pindade jahutamiseks, aga ka suitsu ladestamiseks.

Tulekustutusainena on veel puudused: see reageerib teatud ainete ja materjalidega, mida seetõttu veega kustutada ei saa; niisutab halvasti tahkeid materjale suure pindpinge tõttu, mis takistab selle kiiret jaotumist pinnal, tungimist põlevate tahkete materjalide sügavustesse ja aeglustab jahtumist. Tulekahju veega kustutamisel tuleb meeles pidada, et see on elektrit juhtiv.

Isoleeriva toimega tulekustutusained on: vaht, tulekustutuspulbrid, mittesüttivad puisteained (liiv, muld, grafiit jt), lehtmaterjalid (vilt, asbest, tentkatted, kilbid).

Vaht on kõige tõhusam ja laialdasemalt kasutatav isoleeriva toimega tulekustutusaine – see on gaasiga täidetud vedelikumullide kolloidne süsteem. Vahud jagunevad õhk-mehaanilisteks ja keemilisteks. vahust piisab universaalne ravim ja neid kasutatakse vedelate ja tahkete ainete kustutamiseks, välja arvatud veega interakteeruvad ained. Vahud on elektrit juhtivad ja korrodeerivad metalle. Kõige elektrit juhtivam ja aktiivsem keemiline vaht. Õhkmehaaniline vaht on elektrit vähem juhtiv kui keemiline, kuid elektrit juhtivam kui vesi, mis on vahu koostises.

Tulekahjude kustutamiseks kasutatakse üha enam (OPS). Praegu toodab tööstus OPS-klassi PS, PSB-3, SI-2 ja P-14.

Tulekustutuspulbrid on mittetoksilised, elektrit mittejuhtivad ega ärritavad. kahjulikud mõjud materjalidel need ei külmu, seetõttu kasutatakse neid madalatel temperatuuridel.

OPS-i tulekustutusefekt seisneb peamiselt põlemispinna isoleerimises õhust, mahulise kustutamise korral aga põlemisreaktsiooniahelate katkemisega seotud pulbrite pärssivas toimes. Pinna põlemise peatamiseks vajalik tingimus on selle katmine mitte üle 2 cm paksuse OPS-kihiga.

Lahjendatud tulekustutusained alandavad reagentide kontsentratsiooni alla põlemiseks vajalike piiride. Selle tulemusena väheneb põlemisreaktsiooni kiirus, soojuse vabanemise kiirus ja põlemistemperatuur langeb. Levinumad dioksiinid on süsinik, veeaur, lämmastik ja veeudu.

Dioksiinne süsi lahke Seda kasutatakse tulekahjude kustutamiseks ladudes, akujaamades, kuivatusahjudes, arhiivides, raamatuhoidlates, aga ka elektriseadmetes ja elektripaigaldistes.

Lämmastikku kasutatakse naatriumi, kaaliumi, berülliumi ja kaltsiumi tulekahjude, samuti mõnede tehnoloogiliste seadmete ja seadmete kustutamiseks.

Veeauru kasutatakse kõige tõhusamalt tulekahjude kustutamisel piisavalt suletud ruumides kuni 500 m 3 (laevatrümmid, kuivatus- ja värvimiskambrid, pumbajaamad, naftatöötlemistehased jne).

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/

• ESSEE
• teemal

Põlemise mõiste. Põlemise toimumise režiimid

• Peterburi, 2012

• SISU

Sissejuhatus

1. Üldine informatsioon põletamise kohta

1.1 Soojusallikad

1.3 Täielik ja mittetäielik põlemine

1.4 Leek ja suits

Järeldus

Kirjandus

SISSEJUHATUS

Põlemise all mõistetakse tavaliselt füüsikaliste ja keemiliste protsesside kogumit, mille aluseks on kiiresti leviv oksüdatsioonireaktsioon, millega kaasneb soojuse eraldumine ja valguse eraldumine. Gaasilise keskkonna piirkonda, milles intensiivne keemiline reaktsioon põhjustab luminestsentsi ja soojuse eraldumist, nimetatakse leegiks.

Leek on ainete intensiivsete oksüdatsioonireaktsioonide väline ilming. Üks tahkete ainete põletamise liike on hõõgumine (leegita põlemine).

Põlemisprotsessis täheldatakse kahte etappi: molekulaarse kontakti loomine kütuse ja oksüdeerija vahel (füüsikaline) ja reaktsiooniproduktide moodustumine (keemiline). Molekulide ergastumine põlemisel toimub nende kuumutamise tõttu. Seega on põlemise algatamiseks ja arendamiseks vajalikud kolm komponenti: põlev aine, oksüdeeriv aine ja süüteallikas (st soojusallikas).

Igat tüüpi põlevate materjalide ja ainete leegiga difusioonpõlemine õhus on võimalik hapnikusisaldusega tulekahjutsoonis vähemalt 14 mahuprotsenti ning tahkete põlevmaterjalide hõõgumine jätkub kuni 6%.

Süüteallikal peab olema piisavalt soojusenergiat põleva materjali süütamiseks. Mis tahes materjali põlemine toimub gaasi- või aurufaasis. Vedelad ja tahked põlevad materjalid muutuvad kuumutamisel auruks või gaasiks, misjärel nad süttivad. Pideva põlemise korral toimib reaktsioonitsoon ülejäänud põleva materjali süüteallikana.

1. Üldine teave põlemise kohta

On olemas järgmised põlemistüübid:

Täielik - põlemine piisava koguse või liigse hapnikuga;

Mittetäielik - põlemine hapnikupuudusega.

Täieliku põlemise korral on põlemisproduktideks süsinikdioksiid (CO 2), vesi (H 2 O), lämmastik (N), vääveldioksiid (SO 2), fosforanhüdriid. Mittetäieliku põlemise korral tekivad tavaliselt söövitavad, mürgised, põlevad ja plahvatusohtlikud tooted: süsinikmonooksiid, alkoholid, happed, aldehüüdid.

Ainete põlemine võib toimuda mitte ainult hapnikukeskkonnas, vaid ka teatud ainete keskkonnas, mis ei sisalda hapnikku, kloori, broomiauru, väävlit jne.

Põlevad ained võivad olla kolmes agregatsiooni olekus: vedel, tahke, gaasiline. Eraldi tahked ained sulavad ja aurustuvad kuumutamisel, teised lagunevad ja eraldavad gaasilisi saadusi ning tahket jääki söe ja räbu kujul, teised ei lagune ega sula. Enamik põlevaid aineid, olenemata agregatsiooni olekust, moodustavad kuumutamisel gaasilisi produkte, mis õhuhapnikuga segades moodustavad põleva keskkonna.

Kütuse ja oksüdeerija agregatsiooni oleku järgi eristatakse:

Homogeenne põlemine - gaaside ja põlevate auru moodustavate ainete põletamine gaasilises oksüdeerijas;

Lõhkeainete ja püssirohu põletamine;

Heterogeenne põlemine - vedelate ja tahkete põlevate ainete põletamine gaasilises oksüdeerijas;

Põlemine "vedel põlev segu - vedel oksüdeerija" süsteemis.

1.1 Soojusallikad

Enamik põlevaid materjale tavatingimustes, nagu teada, põlemisreaktsiooni ei osale. See saab käivituda alles siis, kui teatud temperatuur on saavutatud. Seda seletatakse asjaoluga, et õhuhapniku molekulid, olles saanud vajaliku soojusenergia, omandavad võime teiste ainetega paremini kombineerida ja neid oksüdeerida. Sellel viisil, soojusenergia stimuleerib oksüdatsioonireaktsiooni. Seetõttu seostatakse reeglina iga tulekahju põhjus kuumuse mõjuga põlevatele materjalidele ja ainetele. Tulekahjudes esinevad keerulised füüsikalis-keemilised ja paljud teised nähtused on samuti määratud eelkõige termiliste protsesside areng.

Protsessid (impulsid), mis aitavad kaasa soojuse arengule, jagunevad kolme põhirühma: füüsikalised (termilised), keemilised ja mikrobioloogilised. Teatud tingimustel voolates võivad need põhjustada põlevate materjalide kuumutamist temperatuurini, mille juures toimub materjalide põlemine.

Esimene süttimist põhjustavate impulsside rühm peaks hõlmama peamiselt lahtine leek, kuumutatud keha - tahke, vedel või gaasiline, sädemed (erineva päritoluga), fokuseeritud Päikesekiired. Need impulsid avalduvad soojuse välismõjul materjalile ja neid võib muul viisil nimetada termilisteks.

Valdav enamus tavalistest, st kõige levinumatest tulekahjudest, on seotud ainete ja materjalide süttimisega peamiselt esimese kolme nimetatud süüteallika mõjul.

Kahtlemata on füüsilise, termilise rühma impulsside näidatud jaotus teatud määral tingimuslik. Metallist sädemed või põlevad orgaanilised materjalid on samuti hõõgumistemperatuurini kuumutatud kehad. Kuid nende kui tulekahjude põhjuste hindamise seisukohalt tuleks kõikvõimalikud sädemed eraldada omaette rühma.

Kuumunemine ja sädemete tekitamine võivad olla hõõrdumise, kokkusurumise, löögi, erinevate elektrinähtuste jms tagajärg.

Keemiliste või mikrobioloogiliste impulsside arenedes toimub soojuse kogunemine keemilise reaktsiooni või mikroorganismide elulise aktiivsuse tõttu. Erinevalt väljastpoolt mõjuvast soojusallikast toimub sel juhul soojuse akumuleerumisprotsess materjali enda massis.

Teise rühma protsesside näideteks võivad olla eksotermilised reaktsioonid teatud kemikaalide koosmõjul niiskusega või omavahel, oksüdatsiooniprotsessid taimeõlid, mis sageli põhjustab nende isesüttimist jne.

Kolmas tüüpi soojusimpulss - mikrobioloogiline - põhjustab soojuse akumuleerumist materjalis ja iseeneslikku süttimist mitmete järjestikku arenevate protsesside tõttu. Esialgne tegevus võib olla taimerakud juhul, kui taimsed saadused pole täielikult kuivatatud. Teatud kogus soojust, mis sel juhul moodustub selle akumuleerumise tingimuste olemasolul, aitab kaasa mikroorganismide elutähtsa aktiivsuse arengule, mis omakorda viib soojuse edasisele arengule. Taimerakud surevad temperatuuril üle 45 °C. Temperatuuri tõusuga 70–75 ° C-ni surevad ka mikroorganismid. Sel juhul moodustuvad poorsed tooted (poorne kollane kivisüsi), mis on võimelised absorbeerima (adsorbeerima) aure ja gaase. Viimase neeldumine toimub soojuse (adsorptsioonisoojuse) eraldumisega, millega võib kaasneda märkimisväärse temperatuuri kujunemine soojuse akumuleerumiseks soodsate tingimuste olemasolul. Temperatuuril 150–200 ° C aktiveeritakse oksüdatsiooniprotsess, mis selle edasise arenguga võib põhjustada materjali iseeneslikku süttimist.

Praktikas on hästi teada kuivatamata heina, loomasööda jms taimse päritoluga toodete iseenesliku põlemise juhud.

Mikrobioloogiline protsess võib toimuda ka taimsetes materjalides, milles raku aktiivsus on juba lakanud. Nendel juhtudel võib materjali niisutamine olla soodne sellise protsessi arenguks, mis aitab kaasa ka mikroorganismide elulise aktiivsuse arengule.

Loetletud protsessid, mis viivad soojuse arenguni, eksisteerivad mõnel juhul tihedas vastastikuses seoses. Mikrobioloogilisele protsessile järgneb adsorptsiooni füüsikalis-keemiline nähtus, viimane annab temperatuuri tõusuga teed keemilisele oksüdatsioonireaktsioonile.

1.2 Põlemisprotsessi tekkimine

Vaatamata mitmesugustele soojusallikatele, mis võivad teatud tingimustel põlemist põhjustada, on põlemisprotsessi mehhanism enamikul juhtudel sama. See ei sõltu süüteallika tüübist ja põlevast ainest.

Igasugusele põlemisele eelneb ennekõike põleva materjali temperatuuri tõus mõne soojusallika toimel. Loomulikult peaks selline temperatuuri tõus toimuma hapniku (õhu) juurdepääsu tingimustes algava põlemise tsooni.

Oletame, et kuumutamine toimub välise soojusallika toimel, kuigi, nagu teada, pole see kõigil juhtudel vajalik. Teatud temperatuuri saavutamisel, mis erinevaid aineid ei ole sama, oksüdatsiooniprotsess algab materjalis (aines). Kuna oksüdatsioonireaktsioon kulgeb eksotermiliselt, st koos soojuse eraldumisega, jätkab materjal (aine) soojenemist mitte ainult välise soojusallika toimel, mis võib mõne aja pärast peatuda, vaid ka oksüdatsiooniprotsess.

Kütteainel (tahkel, vedelal või gaasilisel) on teatud suurus, maht, pind. Seetõttu hajub see samaaegselt soojuse kogunemisega selle aine massi järgi soojusülekande tõttu keskkonda.

Protsessi edasised tulemused sõltuvad küttematerjali soojusbilansist. Kui hajutatud soojushulk ületab materjali poolt vastuvõetud soojushulga, siis temperatuuri tõus peatub ja see võib langeda. Teine asi on see, kui materjali oksüdatsiooni käigus vastuvõetud soojushulk ületab hajutatud soojuse. Sel juhul tõuseb materjali temperatuur pidevalt, mis omakorda aktiveerib oksüdatsioonireaktsiooni, mille tulemusena võib protsess minna materjali põlemisfaasi.

Mingil põhjusel tekkivate tulekahjude tekkimise tingimuste analüüsimisel tuleks arvestada põlemise alguse mehhanismiga. Eriti tuleb seda arvesse võtta juhtudel, kui uuritakse isesüttimise või isesüttimise võimalust. Viimane võib mõnikord tekkida pikaajalisel kokkupuutel suhteliselt madalal temperatuuril kuumusega ja põhjustada tulekahjusid, näiteks keskküttesüsteemidest jne.

Tahked ja vedelad ained lagunevad enne nende põletamist kuumuse mõjul, aurustuvad, muutuvad gaasi- ja auruproduktideks. Seetõttu toimub tahkete ja vedelate ainete põlemine reeglina aurude ja gaaside eraldumisena. Seega ei aktiveeri soojus mitte ainult hapnikku. Osa põlemisel eralduvast soojusest kulub põleva aine järgmiste sektsioonide põletamiseks ettevalmistamisele, s.o. nende kuumutamisel, muutumisel vedelaks, auruks või gaasiliseks olekuks.

Tulekahjude põhjuste uurimisel tuleb sageli tegemist teha tselluloosmaterjalidega. Puidu, puuvilla, lina mehaanilise ja keemilise töötlemise tooted sisaldavad põhikomponendina tselluloosi ja selle derivaate. Kuumutamisel tselluloosmaterjalid lagunevad, mille protsess toimub kahes etapis. Esimeses - ettevalmistavas - etapis neelab soojusenergia materjali mass.

TsNIIPO andmetel kuivavad tselluloosmaterjalid temperatuuril 110°C ja hakkavad eraldama lõhnavaid lenduvaid aineid. Temperatuuril 110--150°C täheldatakse nende materjalide kollasust ja lenduvate koostisosade tugevamat vabanemist. Lõhna olemasolu võib mõnikord olla märgiks, mida tuleks juhtumi muid asjaolusid arvesse võttes arvesse võtta nii tulekahju koha ja aja väljaselgitamisel kui ka tulekahju tekkepõhjuse versioonide kontrollimisel. Temperatuuril 150-200°C omandavad tselluloosmaterjalid söestumise tagajärjel pruuni värvi. Temperatuuril 210--230°C eraldavad nad suurel hulgal gaasilisi saadusi, mis süttivad õhu käes iseeneslikult. Sel juhul algab materjali termilise lagunemise teine ​​etapp - selle hõõgumine või tuline põlemine. Seda etappi iseloomustab soojusenergia vabanemine, st reaktsioon on eksotermiline. Soojuse eraldumine ja temperatuuri tõus toimub peamiselt põleva materjali lagunemissaaduste oksüdeerumise tõttu.

Tselluloosmaterjalide põlemine toimub kahe perioodi jooksul. Algul põlevad läbi peamiselt materjali termilisel lagunemisel tekkivad gaasid ja muud saadused. See on tulipõlemise faas, kuigi ka selles toimub kivisöe põlemine.

Teist perioodi – see on eriti iseloomulik puidule – iseloomustab söe valdav hõõgumine. Puidu põlemise teise etapi intensiivsus ja soojusefekt on seotud sellega, mil määral on söemassi pind kokkupuutes õhuhapnikuga, milline on selle poorsus. Viimase määravad suuresti põlemistingimused selle esimeses faasis.

Mida halvem on gaasivahetus põlemistsoonis ja mida madalam on põlemistemperatuur selle leegifaasis, seda aeglasem on põlemisprotsess, seda enam jäävad lenduvad ja muud termilise lagunemise (kuivdestilleerimise) saadused söe massi, täites selle poorid. . See koos ebapiisava gaasivahetusega takistab omakorda oksüdeerumist, s.t. kivisöe põletamine põlemise teises faasis.

Sellistes tingimustes tekib jäme kivisüsi ja näiteks puitkonstruktsioonielemendi ülelaadimine võib toimuda kogu elemendi sektsioonis ilma söemassi järgneva põletamiseta.

See viib kolme järelduseni:

1. Läbipõlemiskiirus sõltub tingimustest, milles põlemisprotsess toimub. Põlemistingimused (näiteks õhu juurdepääs, temperatuur) tule erinevates kohtades ja isegi ühes kohas, kuid erinevatel aegadel, ei ole samad. Seetõttu ei saa kirjandusest leitud teave puidu keskmise põlemiskiiruse kohta, mis on võrdne 1 mm / min, olla piisav järelduste tegemiseks põlemise kestuse kohta konkreetsetel juhtudel.

2. Puitkonstruktsioonide põlemisastet, st nende ristlõike kadu tulekahju tõttu, ei saa kindlaks teha ainult söestumise sügavuse järgi, kuna kivisüsi hakkab läbi põlema juba puidu tulise põlemise perioodil. Erinevad põlemisastmed, mille mõnikord määrab praktikas söekihi paksus, võivad konstruktsioonide või nende elementide tulekahjustuste ebaühtlust iseloomustada vaid suhteliselt. Tegelik sektsioonikadu on reeglina alati suurem.

3. Suur madala poorsusega kivisüsi, mida mõnikord leitakse konstruktsioonide avamisel, näitab, et põlemisprotsess oli mittetäielik ega olnud intensiivne. Seda märki saab juhtumi asjaolusid arvesse võttes arvesse võtta tulekahju allika ja tulekahju aja väljaselgitamisel, tulekahju põhjuse versioonide kontrollimisel.

Tahkete materjalide põlemise esialgse, ettevalmistava etapi iseloomustamiseks kasutame kahte põhimõistet - süttimine ja isesüttimine.

Tahke põlevmaterjali süttimine toimub termilise impulsi mõjul, mille temperatuur ületab materjali lagunemissaaduste isesüttimistemperatuuri. Süüteprotsessi jaoks on määravaks teguriks süüteallikas.

Küttematerjali, näiteks vildi, põlemine leegist puhurlamp hooletu soojenemisega veetorud, - üks tahke põleva materjali süttimise juhtudest.

Tahke põleva materjali iseeneslik süttimine toimub välise soojusimpulsi puudumisel või selle toime tingimustes temperatuuril, mis on madalam nende toodete isesüttimistemperatuurist. Isesüttimise protsessi jaoks on määravad soojuse akumuleerumise tingimused.

Kuidas paremad tingimused soojuse akumuleerumine, vähem selle hajumist põlemisprotsessi algfaasis, seda vähem madalamatel temperatuuridel keskkond tselluloosmaterjalide isesüttimine on võimalik. Suur tähtsus nendel juhtudel omandab kuumutamise kestuse. Teadaolevalt on palju tulekahjusid, mis juhtusid näiteks aastal puitkonstruktsioonid hooned keskküttesüsteemide aurutorustike kokkupuute tagajärjel jahutusvedeliku temperatuuril 110–160 ° C, mis kestis mitu kuud. Selliseid juhtumeid nimetatakse mõnikord termiliseks isesüttimiseks. Tuletame meelde, et materjalide isesüttimistemperatuur kiirkuumutamisel on vahemikus 210–280°C. Nende materjalide ülaltoodud omadust tuleb tulekahjude põhjuste uurimisel arvesse võtta.

Tahkete põlevate materjalide süttimise, isesüttimise ja hõõgumise mõisted on tuletatud kahest eelmisest mõistest - süttimine ja isesüttimine.

Süttimine on materjali süttimise tagajärg ja väljendub tulises põlemises.

Isesüttimine on ainete iseenesliku põlemise tagajärg ja avaldub ka tulisüttimises.

Suitsumine on leegita põlemine ja võib olla nii süttimise kui ka materjali isesüttimise tagajärg.

Teisisõnu, kui meie näites süttib vilt puhumislambi leegi toimel koos leegi moodustumisega, siis antud juhul võime öelda: vilt on süttinud. Puudumisel vajalikud tingimused tulepõlemisel võib vildi süttimine piirduda selle hõõgumisega. Sama tuleb märkida mis tahes isesüttiva materjali süttimise või hõõgumise kohta.

Tahkete materjalide süttimine ja isesüttimine erinevad neid põhjustanud soojusimpulsi olemuse poolest. Kuid igaüks neist, mis esindab teatud tüüpi süttimise algfaasi, võib põhjustada nii tahkete põlevate materjalide hõõgumist kui ka süttimist.

Hõõgumisprotsess võib muutuda leegiga põlemiseks koos oksüdatiivse protsessi aktiveerumisega, mis on tingitud temperatuuri edasisest tõusust või põlemisel osaleva hapniku hulga suurenemisest, st parema õhu juurdepääsu korral.

Seega ei sõltu põlemisprotsessi toimumine ainult ühest soojusimpulsist. Viimaste toime võib põhjustada põlemist ainult siis, kui kõigi põlemisprotsessiks vajalike tingimuste kombinatsioon on soodne. Seega, kui ühel juhul võib suurest tuleimpulsist ebapiisav olla, siis teisel juhul toimub põlemine väga nõrga süüteallika tagajärjel.

1.3 Täielik ja mittetäielik põlemine

Oksüdatiivse protsessi roll põlemisel tulekahjudes. Eespool märgiti soojuse rolli põlemise arengus. Samal ajal oli ilmselge tihe seos termiliste ja oksüdatiivsete protsesside vahel. Viimastel on aga väga oluline roll ainete ja materjalide põlemisel.

Ainete oksüdeerumine põlemisel toimub kõige sagedamini õhus oleva hapniku tõttu.

Sama koguse erinevate ainete täielikuks põlemiseks on vaja erinevat õhuhulka. Niisiis on 1 kg puidu põletamiseks vaja 4,6 m 3 õhku, 1 kg turvast - 5,8 m 3 õhku, 1 kg bensiini - umbes 11 m 3 õhku jne.

Praktikas aga põlemise ajal õhust hapniku täielikku imendumist ei toimu, kuna kogu hapnikul ei ole aega kütusega ühineda. Vajalik on õhu üleküllus, mis võib ulatuda 50% või enamgi üle põlemiseks teoreetiliselt vajaliku õhuhulga. Enamiku ainete põlemine muutub võimatuks, kui hapnikusisaldus õhus langeb 14-18% ja vedelike puhul - kuni 10% mahust.

Gaasivahetus põleb. Õhu voolu põlemistsooni määravad gaasivahetuse tingimused. Märkimisväärse temperatuurini (suurusjärgus mitusada kraadi) kuumutatud põlemisproduktid, mille mahukaal on keskkonna mahukaaluga võrreldes väiksem, liiguvad ruumi ülemistesse kihtidesse. Vähem kuumutatud õhk siseneb omakorda põlemistsooni. Sellise vahetuse võimalus ja intensiivsus sõltuvad loomulikult põlemistsooni ümbritsevast ruumist eraldatuse astmest.

Tulekahju tingimustes on põlemine enamasti mittetäielik, eriti kui see on seotud tulekahju tekkega materjalide massis või hoonete osades. Mittetäielik, hiline põlemine on tüüpiline tulekahjudele, mis arenevad näiteks õõneselementidega konstruktsioonides. Ebasoodsad tingimused gaasivahetus põhjustab ebapiisava õhuvarustuse, mis takistab tulekahju teket. Soojuse akumuleerumine ja põlevate konstruktsioonielementide vastastikune kuumutamine ei kompenseeri vähenenud gaasivahetuse pärssivat toimet.

On juhtumeid, kui ahju väljalülitamisega küttekeha, mille korstnas tekkis lae tasemel pragu, kui temperatuuri mõju lakkas põranda elementidele, põlemine "iseeneslikult" lakkas. Antud juhul sai määravaks hapnikupuudus ja nendes tingimustes põlemise säilitamiseks vajaliku lisasoojuse andmise lõpetamine.

Hilinenud, mittetäieliku põlemise juhtumeid, mis on põhjustatud hapnikupuudusest, ja isegi iseeneslikku põlemise katkemist võib täheldada mitte ainult hooneosades, vaid ka ruumides, kus puudub vajalik õhuvahetus. Sellised tingimused on tüüpilisemad keldriruumidele, sahvritele jne, eriti tihedalt suletud akna- ja ukseavadele.

Seda soodustab ka suur hulk eralduvaid gaasilisi tooteid, kuna need takistavad õhu sisenemist põlemistsooni väljastpoolt. Seega tekib 1 kg puidu põletamisel tules kuni 8 m 3 gaasilisi tooteid. Kuigi mittetäielikul põlemisel eraldub neid vähem, arvutatakse sel juhul põlemissaaduste kogus kuupmeetrites iga põletatud aine kilogrammi kohta (gaasiliste põlemissaaduste teoreetiline maht on 1 kg puitu, vähendades normaalseks). tingimustes, st rõhul 760 mm Hg. artikkel ja temperatuuril 0 °C, on umbes 5 m 3).

See asjaolu toob kaasa põlemise intensiivsuse märgatava vähenemise ja pikendab selle kestust siseruumides, kus õhuvahetus on ebapiisav.

Mittetäieliku põlemise saadused sisaldavad aineid, mis tekivad põlevate materjalide termilisel lagunemisel ja oksüdatsioonil. Nende hulgas on vingugaas, atseetaldehüüdi aurud, äädikhape, metüülalkohol, atsetoon ja mõned muud tulekohale andvad ained, põlenud esemed spetsiifilise maitse ja lõhna, aga ka tahm.

Mittetäieliku põlemise saadused on võimelised põlema ja teatud vahekorras õhuga segus moodustavad plahvatusohtlikke segusid. See seletab plahvatusohtliku süttimise juhtumeid, mis mõnikord tulekahjude ajal esinevad. Selliste nähtuste põhjused on sageli salapärased. Intensiivne süttimine, mõnikord plahvatusele väga lähedane, toimub ruumides tingimustes, kus näib, et seal ei tohiks olla lõhkeaineid.

Mittetäieliku põlemisproduktide (peamiselt süsinikmonooksiidi) plahvatusohtlike kontsentratsioonide moodustumine ja ventileerimata ruumide eraldi suletud mahtude täitmine on võimalik isegi tulekahju kustutamise protsessis. Viimased juhtumid on aga väga harvad. Sagedamini võib plahvatusohtlikku süttimist täheldada halva gaasivahetusega suletud ruumides tekkinud tulekahju kustutamise esimeses etapis, kui avade avamisel võib mittetäieliku põlemisproduktide kontsentratsioon olla plahvatusohtlikus piirides, kui enne seda ületas nende ülempiiri.

Tulekahju põlemisprotsessi tingimuste väljaselgitamine, eriti enne selle avastamist, on otseselt seotud tulekahju puhkemise perioodi kindlaksmääramisega ja seega ka teatud versioonide uurimisega selle tekkepõhjuse kohta.

Ebapiisava gaasivahetusega tulekahjudes toimuv põlemine sarnaneb mõnikord kuivdestilleerimise protsessiga. Sellised tulekahjud, kui neid ei avastata õigeaegselt, võivad kesta tunde. Reeglina esinevad need öösel asutustes ja rajatistes, kus töövälisel ja öisel ajal on järelevalve nõrgenenud ning puudub automaatne tulekahjusignalisatsioon.

Vahel oli võimalik jälgida, kuidas selliste tulekahjude tagajärjel kattusid ruumide piirdekonstruktsioonid ja neis olevad esemed musta läikiva hõõguvate materjalide termilise lagunemise kondenseerunud saaduste kihiga.

Väikestes eluruumides esinevad mittetäieliku põlemise juhtumid, mis on tingitud näiteks hooletust voodis suitsetamisest, on nende toimepanijatele saatuslike tagajärgedega. 0,15 mahuprotsendilise vingugaasi sisaldus õhus on juba eluohtlik ja 1 % vingugaasi sisaldus põhjustab surma. Seetõttu tuleb selliste tulekahjujuhtumite uurimisel arvestada vägivallatu surma tõenäosusega, mis võib tekkida vingugaasi toimel juhtuva õnnetuse tagajärjel. Surma vahetu põhjuse selgitab välja kohtuarstlik ekspertiis.

Ebapiisav gaasivahetus võib põhjustada materjalide peent ja pikaajalist hõõgumist mitte ainult algava tulekahju staadiumis, vaid ka pärast selle kustutamist, kui üksikud väikesed kolded ühel või teisel põhjusel jäid vedelema. Järgmine, korduv tuletõrje lahkumine nendel juhtudel on seotud sama varem kustutamata tulekahju likvideerimisega. Sellised juhtumid on tõenäolisemad kiud- ja puistematerjalide põlemisel, mille massis on gaasivahetus raskendatud.

1.4 Leek ja suits

Põlemisprotsess tekitab tavaliselt leeke ja suitsu, mis on tavaliselt tulekahju esimesed märgid. Leek on gaasimaht, milles toimub põlevmaterjali gaasiliste lagunemissaaduste või aurude kombinatsiooni eksotermiline reaktsioon hapnikuga. Seetõttu põlevad leegid need ained, mis kuumutamisel on võimelised eraldama aure ja gaase. Nende hulka kuuluvad tselluloosmaterjalid, naftatooted ja mõned muud ained.

Helendav leek sisaldab hõõguvaid põlemata süsinikuosakesi, mis olid osa põlevast ainest. Nende osakeste järgnev jahutamine moodustab tahma. Põlengu käigus konstruktsioonide ja materjalide pinnale ladestunud tahm põleb kõrgema temperatuuriga piirkondades ära ja jääb sinna, kus tahma põlemiseks temperatuur oli ebapiisav. Seetõttu võetakse tulekahju allika kindlakstegemisel arvesse tahmamise puudumist piirdekonstruktsioonide, objektide eraldi, mõnikord teravalt piiritletud osades või tahmajälgede olemasolu, võttes arvesse nende märkide olemust.

Hõõguva leegi temperatuur ei sõltu ainult põleva aine olemusest ja koostisest, vaid ka põlemistingimustest. Niisiis võib puidu leegi temperatuur olla vahemikus 600 kuni 1200 ° C, sõltuvalt selle liigist, täielikkusest ja põlemiskiirusest.

Leegi temperatuur vastab tavaliselt antud aine praktilisele põlemistemperatuurile. Viimase määrab põleva materjali kütteväärtus, põlemise täielikkus ja kiirus ning liigne õhk. Just liigne õhk viib selleni, et praktiline põlemistemperatuur on alati teoreetilisest madalam.

Leegita põlemise näited on materjalide hõõgumine, aga ka nende materjalide põlemine, mis ei eralda gaasilisi põlevaid termilise lagunemisprodukte. Eelkõige põlevad koks ja süsi ilma leegita, kuumutades kõrge temperatuurini, kiirgades samal ajal soojust ja valgust.

Sellise kaudse märgi järgi nagu kuumade terasesemete, konstruktsioonide, telliste, kivide ja leekide värvus võib mõnikord saada ligikaudse ettekujutuse põlemispiirkonna temperatuurist tulekahju korral.

Kuumutatud terase värvid vastavad järgmisele temperatuurile (ligikaudne):

tumepunane 700°C;

heleoranž 1200°C

kirsipunane 900°C;

valge 1300°С

särav kirsipunane 1000°C;

helevalge 1400°C

tumeoranž 1100°C;

pimestav valge 1500°С

Suits kaasneb põlemisega tulekahjus, mõnikord suuremal määral kui lahtise leegiga, eriti algava tulekahju staadiumis.

Põlemine võib siiski toimuda hõõgumisena, kuid sellega kaasneb juba suitsu eraldumine. Seega juhtudel, kui tuli kulgeb ilma leekpõlemiseta või toimub peidetuna hoone konstruktsioonidesse, võib suitsu teke olla üks esimesi märke puhkemisest.

Suits sisaldab täieliku ja mittetäieliku põlemise, põleva materjali lagunemise saadusi, õhus olevat lämmastikku ja osaliselt hapnikku (olenevalt selle liiast põlemisel), samuti materjali põlemisel tekkivat tahma ja tuhka.

Seega on suits põlevate ja mittesüttivate aurude ja gaaside, tahkete orgaaniliste ja mineraalsete osakeste, veeauru segu.

Põlevate materjalide koostis ja omadused, samuti põlemistingimused määravad koostise ja sellest tulenevalt ka lõhna, maitse ja muud. väliseid märke põlemisel tekkiv suits. Mõnikord hõlbustavad sellised pealtnägijate andmed algavast tulekahjust tulekahju allika ja põhjuse kindlakstegemist, kui on teada teatud materjalide ja ainete asukoht tulekahjutsoonis. Tuleb aga märkida, et erinevate ainete ühisel põlemisel, eriti arenenud tulekahju tingimustes, ei pruugi neist igaühe iseloomulikud tunnused olla märgatavad. Sellistel juhtudel ei saa suitsust kaugeltki alati järeldada põleva aine olemust.

2. Soojusülekanne ja põlemise leviku tunnused tulekahjudes

Põlemisprotsessi algusega algab soojuse levik, mis võib toimuda soojusjuhtivuse, kiirguse ja konvektsiooni teel. Samuti toimub soojusülekanne ja põlemine levib tulekahjudes.

Soojusülekanne soojusjuhtivuse teel toimub erinevate kehaosade (materjal, struktuur) või erinevate omavahel kontaktis olevate kehade erinevatel temperatuuridel. Seetõttu nimetatakse seda soojusülekande meetodit ka kontaktiks. Soojus kandub otse kuumenenud kehaosadelt vähem kuumutatud, vähem kuumutatud kehadele rohkem kuumenenud kehade kaudu.

Põlevale alusele pingestatud elektritriikraud, põlevad söed või tulekahju käigus põlevatele materjalidele kukkunud konstruktsioonide osad on näiteks kontaktsoojusülekandest tulenev tulekahju puhkemine või levik.

Tulekahjude tekkepõhjuste analüüsimisel tuleb vahel arvestada ka materjalide soojusjuhtivusega, mis võib olla seotud teatud versioonidega tulekahju tekkepõhjusest või selle tekketingimustest.

Soojusjuhtivus erinevaid materjale varieerub ja on tavaliselt otseses seoses nende puistetihedusega. Metallidel on kõrgeim soojusjuhtivus. Kiulistel ja poorsetel materjalidel on madal soojusjuhtivus ning gaasidel, eriti õhul, on väga madal soojusjuhtivus. Temperatuuri või niiskuse tõusuga materjalide ja ainete soojusjuhtivus mõnevõrra suureneb.

Madala soojusjuhtivusega materjalid, eriti ebapiisava gaasivahetuse tingimustes, võivad isegi pikaajalise põlemise korral läbi põleda suhteliselt väikestel, mõnikord rangelt piiratud aladel. Selliste materjalide hulka kuuluvad puit, puuvill, paber, tekstiilmaterjalid ja muud massiivse sektsiooniga või tiheda tihendiga materjalid.

Koos sellega on praktikas hästi teada juhtumid, mil metallelemendid läbivad hoonete mittesüttivaid osi - laed, seinad, pinnakatted jne.

Mõnikord oli see tulekahjude põhjuseks, mõnel juhul aitas see kaasa nende edasisele arengule sekundaarsete isoleeritud põlemiskeskuste tekkega.

Soojuse ülekandmine kiirguse teel kuumutatud tahkete või vedelate kehade pindade, samuti gaaside (kiirguse) kaudu toimub kõigis tulekahjudes. Kuid olenevalt tingimustest avaldub kiirgussoojuse toime erineval määral. Kõige tugevama kiirguse allikaks on sellistel juhtudel leek, vähem kuumenenud kehad ja suits. Oluline omadus See soojusülekande meetod seisneb selles, et kiirgus ei sõltu keskkonna liikumise suunast, näiteks konvektsioonist või tuulest.

termiline konvektsioon põlev tuli

3. Konvektsioon. Põlemise leviku peamine seaduspärasus tulekahjudes

Kõige tavalisem on soojusülekanne tulekahjudes konvektsiooni teel.

Konvektsioon – rohkem kuumutatud osakeste liikumine – toimub gaasides ja vedelikes. See moodustub mahukaalude erinevuse tõttu temperatuuri muutumisel võrra eraldi sektsioonid vedelik või gaas.

Sellise mingil põhjusel kuumutatud keskkonna mahud liiguvad ülespoole (kui puuduvad voolud või konvektsiooni kõrvalekalduvad takistused), andes teed keskkonna vähem kuumutatud ja seetõttu raskematele osadele.

Konvektsioon toimub niipea, kui temperatuur tõuseb koos põlemisprotsessi arenguga. Konvektsiooni toime stimuleerib gaasivahetust, soodustab algava tulekahju teket.

Tulekahju tingimustes kanduvad peamised soojusmassid üle konvektsiooni teel.

Ühes kaupluses toimunud ja varem kirjeldatud tulekahju korral tulnuks konvektsioonivoolude oluline ulatus olla tingitud iseloomulike nähtuste arvust. Nende tee kulgeb tulekoldest kauplemiskorruse laeni, lae alt kuni trepi juures oleva põranda avani ja selle ava kaudu teisele korrusele (kokku ca 20 m). Siseviimistluse söestumise ja orgaanilise klaasiga kaunistatud plafoonide deformatsiooni abil oli võimalik jälgida konvektsiooni teed ja hinnata nende voolude olulist temperatuuri.

Mitmesaja kraadise temperatuuriga konvektsioonivoolud, teel olevad pesukonstruktsioonid ja materjalid soojendavad neid, mis võib põhjustada materjalide süttimist, deformeerumist ja mittesüttivate elementide ja hooneosade hävimist.

Seega määrab konvektsioon, olenemata selle skaalast, igal üksikjuhul ühe tulekahjude põlemise leviku peamistest seadustest. Kas põlemine toimub hoone mahus või eraldi ruumis, areneb see näiteks mööblis, seadmetes vms, igal juhul on konvektsioonil ülespoole suunatud iseloom. Seda tule leviku suundumust tuleb tulekahjude uurimisel arvestada.

Tihti võib eeluurimisel või kohtuistungil kuulda tulekahju pealtnägijate ütlusi, et esimest korda nähti tuld hoone ülemises osas. See aga ei tähenda, et tulekahju allikas asuks seal, kus tulekahju tekkimine tuvastatakse. Tulepesa võib olla konstruktsiooni põhjas, kuid põlemine võib näidatud mustrit järgides levida ennekõike ülespoole, näiteks mööda õõnsaid konstruktsioonielemente ja omandada seal avatud iseloomu.

Avade ja aukude olemasolu, sealhulgas juhuslikud ja väikesed, lekked ja praod, kaitsekihi (näiteks krohv) lokaalne puudumine või selle nõrgenemine tulekahju ajal aitavad kaasa põlemise ülespoole. Seetõttu võime öelda, et tulekahjude põlemise leviku skeem selle üldisel kujul on vedeliku vaba liikumisega otseselt vastuolus. Viimane kipub alati alla voolama, vahel imbudes kõige väiksematesse aukudesse, lekib. Kuumutatud põlemisproduktide konvektsioon ja sellega seotud levik, nagu me märkisime, on tõusva iseloomuga.

Mõnikord põhjustab konvektsioon põlevate esemete ülekandumist: hõõguv paber, söed, lahtisel tulel - tuhm ("jackdaws") ja isegi põlev puit, palgid. Põlemine omandab sellistel juhtudel keerise iseloomu. Põlengualal tekib tuul iseenesliku iseloomuga tulekahju põhjustatud hiiglasliku gaasivahetuse tagajärjel. Selliste hõõguvate ja põlevate objektide eemaldamine konvektsiooni abil võib moodustada uusi põlemiskeskusi.

Möödaminnes märgime, et tuul võib lahtise tule tekkimisel viia sarnaste tulemusteni. Tuule roll arengus lahtised tuled piisavalt hästi tuntud.

Konvektsiooni suund tulekahju ajal nii üksikutes sektsioonides kui ka põhiosas võib muutuda. See juhtub akende klaaside rikkumise, läbipõlemiste ja lekete tekkimise, konstruktsioonide hävitamise ning ka tuletõrjeosakondade spetsiaalse avamise tagajärjel.

Konvektsioon tulekahjul moodustab märgid, mille abil on võimalik kindlaks teha põlemise suund ja arenguviisid ning sellest tulenevalt ka tulekahju allikas. See on tingitud asjaolust, et konvektsioonivoolus toimub konstruktsioonide ja materjalide intensiivsem hävitamine. Sellega seoses on eriti iseloomulik konvektsioonivoolude liikumine aukudes ja avades.

Rääkides loodusliku konvektsiooni rollist tulekahjudes, tuleb märkida ka tulekahjuga mitteseotud õhu liikumise mõju põlemise levikule. Õhuvoolud võivad olla enne tulekahju hoone konstruktsioonides või ruumis, samuti objekti ümbritsevas atmosfääris, millel tulekahju puhkes.

Temperatuuride erinevus hoone erinevates osades, nendevaheline seos, ringlust võimaldav tuule suund ja tugevus määravad kohalikud tingimused õhukeskkonna liikumiseks, samuti mõjutavad tulekahju tekkimist ja hoone iseärasusi. selle areng.

Tulekahju juhtumite konkreetsete asjaolude uurimisel tuleb arvestada õhuvoolude olemasolu võimalusega. Just see seisund seletab mõnikord ühes kohas alanud tulekahju esimeste märkide puudumist või nende avastamist teises kohas, põlemise arengu suunda konstruktsioonides (peamiselt horisontaalsuunas), leviku kiirust. tulekahjust, selle ulatust, kui tuli omandas avatud iseloomu.

4. Tulekahju põlemise olemust ja selle tagajärgi määravad tegurid

Eespool käsitlesime põgusalt eraldi põlemiseks vajalikke tingimusi ja soojusülekande meetodeid. Märgiti nende tegurite mõju põlemise leviku protsessidele tulekahjude ajal. Siiski tuleb rõhutada, et valdaval enamusel juhtudel toimub tulekahjudes nende tegurite kombinatsioon või nende erinevad kombinatsioonid.

Põlemisprotsessi keerulised ja mitmekesised tingimused tulekahjudes viivad selleni, et konstruktsioonide ja materjalide põlemine toimub ebaühtlaselt. Ebaühtlus seisneb eelkõige selles, et tule leviku kiirus ja põlemispind ei suurene mitte proportsionaalselt põlemisajaga, vaid järk-järgult, s.t tule tekkimiseks kuluv aeg konkreetses piirkonnas suureneb. ei sõltu otseselt tema suurusest. Seda seletatakse asjaoluga, et põlemisala ja selle intensiivsuse suurenemisega suurenevad järk-järgult termilised ja muud tulekahju teket mõjutavad tegurid.

5. Tulekambris põlemisel toimuvad termilised protsessid ja nende mõju fookusmärkide tekkele

Tulekahjus toimuva põlemise tagajärjel lagunevad, deformeeruvad või hävivad täielikult kõrge temperatuuritsoonis olevad materjalid, konstruktsioonid, seadmed ja üksikud esemed. Kõige rängemad põletused ja hävingud tekivad reeglina tulekahju alguse kohas. Teistes tulekahju piirkondades, konstruktsioonidel, seadmetel ja materjalidel tekivad termilise kokkupuute tagajärjel iseloomulikud märgid, mis näitavad põlemissuunda. Fookusmärkide tekke põhjuseks on looduslikult esinevad termilised protsessid tules põlemisel. Tuletooli termiliste protsesside peamised seaduspärasused on järgmised:

pikem põlemisaeg koldes võrreldes teiste tulealadega;

kõrgendatud temperatuuri režiim;

soojusülekanne tõusva konvektiivvooluga.

Termiliste protsesside kestus tuletoolis

Põlemise kestuse tulekahju ajal ruumis määravad paljud tegurid, millest olulisemad on ruumi põlevkoormuse väärtus, materjalide läbipõlemise kiirus ja gaasivahetuse tingimused.

Tulekahjude uurimise tulemused näitavad, et põlemise kestus tulekoldes ületab reeglina põlemise kestust teistes tulekahju piirkondades ning erinevus võib olla märkimisväärne.

See on seletatav põlemisprotsessi olemusega, mille võib jagada kolmeks järjestikuseks perioodiks (joonis 1).

Esimene periood (OA) vastab põlemise arengule väikesest koldest kuni üldise süttimiseni ruumi mahus. Sel perioodil areneb tulekahju mittestatsionaarsetes tingimustes, kui läbipõlemiskiirus ja gaasivahetuse tingimused aja jooksul muutuvad. Selle perioodi viimases etapis suureneb põlemisala järsult, ruumi keskmine mahutemperatuur tõuseb kiiresti põlevmaterjali põhiosa peaaegu samaaegse (30-60 sekundi jooksul) süttimise tagajärjel.

Riis. 1. "Temperatuuri-aja" kõver, mis iseloomustab tulekahju tekkimise perioode

Esimese perioodi aeg on väga erinev ja võib piiratud gaasivahetuse tingimustes ulatuda mitme tunnini. Ebapiisava gaasivahetusega keskmise suurusega ruumide (haldus-, elamu jne) puhul on esimese perioodi aeg 30-40 minutit ning optimaalse gaasivahetuse ja mittesüttiva seinakattega 15-28 minutit.

Olulisi muutusi võrreldes tulekahju teise perioodiga täheldatakse ka soojusülekande olemuses. Esimesel perioodil toimub tule levik peamiselt konvektsiooni teel soojusülekande ja soojusjuhtivuse tõttu. Samal ajal erinevad ruumi eri piirkondade temperatuurid üksteisest märgatavalt.

Tulekahju tekkimise teisel (põhi)perioodil (kõver AB) põleb põlevmaterjali põhiosa (kuni 80% kogukoormusest) peaaegu ühtlase kiirusega. Sel juhul tõuseb keskmine mahutemperatuur maksimaalse väärtuseni. Sel perioodil toimub soojusülekanne peamiselt kiirguse teel.

Kolmas periood vastab tulekahju sumbumise perioodile, mille jooksul söejäägid põlevad aeglaselt läbi ja ruumi temperatuur langeb.

Seega ületab tuletoolis põlemise kestus sarnaseid väärtusi teistes tulekahju piirkondades tulekahju esimesel arenemisperioodil.

Temperatuurirežiim tuletoolis

Võrreldes teiste tuletsoonidega tuletsoonis kõrgema temperatuurirežiimi teket põhjustavad järgmised tegurid:

kõrge soojuseraldus tuleistmel võrreldes teiste tuletsoonidega,

temperatuurivälja jaotuse olemus tulekahju ajal ruumis;

temperatuurivälja kujunemise füüsikalised seadused konvektiivsetes vooludes.

Põlemisel eralduv soojus on tulekahju tekke ja sellega kaasnevate nähtuste peamine põhjus. Soojuse eraldumine ei toimu mitte kogu põlemistsooni mahus, vaid ainult valguskihis, kus toimub keemiline reaktsioon. Soojuse jaotus tuletsoonis muutub ajas pidevalt ja sõltub suur hulk tegurid. Eralduvat soojust tajuvad põlemissaadused, mis kannavad soojust konvektsiooni, soojusjuhtivuse ja kiirguse teel edasi nii põlemistsooni kui ka soojusmõjutsooni, kus segunevad õhuga ja soojendavad seda. Segamisprotsess toimub kogu põlemisproduktide liikumisteel, mistõttu temperatuur kuumusest mõjutatud tsoonis väheneb, kui see põlemistsoonist eemaldub. Tulekahju arendamise algfaasis on soojuskulu õhu, ehituskonstruktsioonide, seadmete ja materjalide kütmiseks kõige suurem. Tajutav soojus ehituskonstruktsioonid, põhjustab nende kuumenemist, mis põhjustab põlevate materjalide deformeerumist, kokkuvarisemist ja süttimist.

Tuletoolis põlemise kestus ületab esimesel arendusperioodil sarnaseid väärtusi teistes tulekahju piirkondades. See põhjustab suurema soojuse eraldumise ja põhjustab koldes temperatuuri tõusu võrreldes teiste tulealadega.

Temperatuurivälja jaotuse iseloom tulekahju ajal ruumis määrab ka allika kõrgeima temperatuuri tekkimise tulekahju tekke algperioodil. Maksimaalne temperatuur, mis on tavaliselt keskmisest mahust kõrgem, tekib põlemistsoonis (tulepesa) ning sellest eemaldudes langeb gaaside temperatuur põlemisproduktide õhu ja muu soojusega lahjenemise tõttu. kahju keskkonnale.

Tuletõkkeistme kõrgem temperatuur on tingitud ka temperatuurivälja tekke iseloomust ristlõige konvektiivne joa.

Konvektiivvoolud tekivad kõikjal, kus on soojusallikaid ja ruumi nende arendamiseks. Konvektiivsete voolude tekkimine on tingitud järgmistest põhjustest. Põlemisel siseneb õhk põlemistsooni, osa sellest osaleb põlemisreaktsioonis ja osa kuumutatakse. Lähtel moodustunud gaasikihi tihedus on väiksem kui keskkonna tihedus, mille tulemusena see allub tõstejõule (Archimedese) ja tormab ülespoole. Vabanenud koha hõivab tihe soojendamata õhk, mis põlemisreaktsioonis osaledes ja kuumenedes ka üles tormab. Seega toimub põlemistsoonist korrapärane tõusev konvektiivne kuumutatud gaasi vool. Põlemistsoonist kõrgemale tõusev gaasikeskkond tõmbab keskkonnast õhku kaasa, mille tulemusena moodustub selle ristlõikes temperatuuriväli. Temperatuuriväli tõusvate konvektiivvoolude ristlõikes jaotub sümmeetriliselt vertikaaltelje ümber maksimaalselt piki joa telge. Teljest kaugenedes langevad temperatuurid ümbritseva õhu temperatuurini joa piiril.

Need seaduspärasused leiavad aset esimesel arenguperioodil, s.o. tules põlemisel. Sel perioodil on põlemisala tähtsusetu ja konvektiivjoa levib vastavalt ülesvoolu seadustele piiramatus ruumis ning maksimaalsed temperatuurid kujunevad tule kohal keskel.

Tulevikus, kui tulekahjuala järsult suureneb, muutub temperatuuri kujunemise iseloom konvektiivsetes vooludes. Sellistes tingimustes levib konvektiivne juga piiratud ruumis, mis muudab temperatuurivälja pilti joas. Küll aga säilib üldine temperatuurijaotuse seadus telje maksimumist ümbritseva õhu temperatuurini joa piiril.

Seega põhjustavad kõik need kolm tegurit tuletõkke istmes temperatuuri tõusu võrreldes teiste tsoonidega ja see asjaolu on tuletooli termiliste protsesside iseloomulik tunnus.

Tule soojusülekande olemus

Tuletooli termiliste protsesside seaduspärasusteks on ka tuletõkkest lähtuvate konvektiivvoogude leviku laienemine ja selle tulemusena konstruktsioonide omapärane kahjustus konvektiivjoa massis sisalduva soojuse tõttu.

Põlemise ajal on konvektiivjoa liikumine üle tuletõkke istme turbulentse iseloomuga. Keerismassid, liikudes põiki väljapoole juga, haaravad kaasa liikumatu keskkonna kihid. Segamise ajal toimub soojusvahetus joa ja statsionaarse keskkonna vahel. Selle tulemusena kasvab joa mass, suureneb selle laius ja konvektiivjoa kuju omandab ülespoole liikudes laieneva iseloomu. Konvektiivjoa esialgse turbulentsi aste määrab selle avanemise nurga. Mida suurem on joa turbulentsi aste, seda intensiivsemalt keskkond sellega seguneb ja seda suurem on selle esialgse paisumise nurk.

Seega määravad soojusvahetuse ja liikumise füüsikalised seadused ette tõusvate konvektiivvoogude levimise laieneva iseloomu ning sel juhul toimuv soojusvahetus on iseloomulik tuletooli soojusprotsessidele.

Termiliste protsesside arvestatavad põhireeglid (nende kulgemise pikem kestus, kõrgem temperatuurirežiim võrreldes teiste põlemispiirkondadega ja soojusülekande olemus konvektiivsete voogude abil) on omased ainult tuletõkkes põlemisele. Teadmised soojusprotsesside tekke aluseks olevate füüsikaliste nähtuste olemusest võimaldavad tuleallika rajamise küsimusele mõistlikumalt läheneda.

Näidatud soojusprotsesside mustrid tuletoolis on rohkem väljendunud tulekahju tekkimise algperioodil või põlemise kõrvaldamise ajal teise perioodi alguses. Põlemise hilisemal likvideerimisel tasandatakse järk-järgult erinevused soojusprotsesside vahel tulekahju allikas ja muudes põlemispiirkondades, mis loomulikult mõjutab konstruktsioonide, materjalide ja seadmete kahjustuste olemust. Seda asjaolu tuleb tulekahju allika kindlaksmääramisel arvesse võtta.

KOKKUVÕTE

Põlemine on keemiline reaktsioon millega kaasneb soojuse ja valguse eraldumine. See on võimalik järgmise kolme tingimuse kombinatsioonil:

Põleva materjali olemasolu;

Soojuse olemasolu, mis on piisav põleva materjali süütamiseks ja põlemisprotsessi säilitamiseks;

Hapniku (õhu) olemasolu põlemiseks vajalikes kogustes.

Põlemisprotsessi algusega algab soojuse levik, mis võib toimuda soojusjuhtivuse, kiirguse ja konvektsiooni teel.

Põlemise kestuse tulekahjus määravad paljud tegurid, millest olulisemad on põlevkoormuse suurus, materjalide läbipõlemise kiirus ja gaasivahetuse tingimused. Läbipõlemise määr sõltub põlemisprotsessi tingimustest. Põlemistingimused (näiteks õhu juurdepääs, temperatuur) tule erinevates kohtades ja isegi ühes kohas, kuid erinevatel aegadel, ei ole samad.

Pärast põlemise algust on põlemistsoon pidev süüteallikas. Põlemise tekkimine ja jätkumine on võimalik põleva aine ja hapniku teatud kvantitatiivse suhte korral, samuti teatud temperatuuridel ja süüteallika soojusenergia tarnimisel. Suurim statsionaarse põlemise kiirus on täheldatud puhtas hapnikus, madalaim - kui õhusisaldus on 14-15% hapnikku. Väiksema hapnikusisaldusega õhus peatub enamiku ainete põlemine.

KIRJANDUS

Megorsky B.V. Tulekahjude põhjuste väljaselgitamise metoodika, - M .: Stroyizdat, 1966.

Zel'dovich Ya.B., Põlemise ja plahvatuse matemaatiline teooria. - M.: Nauka, 2000.

Williams F.A., Põlemisteooria. - M.: Nauka, 2001.

Tulekahju uurimine. Õpik. / Toim. G.N. Kirillova, M.A. Gališeva, S.A. Kondratjev. - Peterburi: Venemaa eriolukordade ministeeriumi riikliku tuletõrjeteenistuse Peterburi ülikool, 2007 - 544 lk.

Fedotov A.Zh. jne Tuletõrjetehniline ekspertiis, - M., 1986.a.

Tulekahjude uurimine, - M .: VNIIPO MVD RF, 1993.

Cheshko I.D. Tulekahjude uurimine, - Peterburi; Venemaa SPb IPB MIA, 1997.

V.G. Dontsov, V.I. Putilin. Käsiraamat “Tulekahjude uurimine ja uurimine”, NSVL Siseministeeriumi Kõrgem Kool, Volgograd.

Cheshko I.D. Tehnilised põhitõed tulekahjude uurimine, - M., 2002

S.I. Taubkin. Tselluloosmaterjalide tulekaitse alused. Ed. MKH RSFSR, 1960.

Tuletõrje- ja tehnikaekspertide teatmeteos, - L., 1982

S.I. Zernov. Esialgsed toimingud tulekahju fakti kohta, M., 2005

Cheshko I.D. Põlengukoha ülevaatus, M., 2004.a

Majutatud saidil Allbest.ru

Sarnased dokumendid

Põlemise ja plahvatuse füüsikalised ja keemilised alused. Ainete, lõhkeainete põlemise termilised, ahel- ja difuusteooriad. Omadused tahked kütused ja põlemissaadused, põlemisproduktide termodünaamilised omadused. Leegi tüübid ja selle levimise kiirus.

loengute kursus, lisatud 01.05.2013


põlemiskineetika. Niiskuse mõju süsivesinikkütuste tilga põlemisele. Kriitiline tingimus piiskade süttimiseks ja selle sõltuvuseks. Zeldovitši meetod. põlemishüsterees. Leegi lagunemine. Põlemine õhuvoolus. Loomulik ja sunnitud konvektsioon.

kursusetöö, lisatud 28.03.2008


Difusiooni ja kineetilise põlemise teooria alused. Põlemisvaldkonna uuenduslike arengute analüüs. Gaaside põlemistemperatuuri arvutamine. Süttimise ja rõhu piirid gaaside plahvatuse ajal. Gaaside põlemisstabiilsuse probleemid ja nende lahendamise meetodid.

kursusetöö, lisatud 08.12.2014


Väliste elektriväljade mõju mustrid orgaaniliste kütuste põlemise makroskoopilistele omadustele. Leegile välise elektrivälja rakendamise skeemid. Organiseeritud välisväljade mõju süsivesinikkütuste põlemisprotsessile.

kursusetöö, lisatud 14.03.2008


Pulseeriva põlemise katla seadme skeem. Üldine vorm põlemiskambrid. Tehnilised andmed boilerid. TEJ "Ecoenergomash" paljutõotavad arendused. Vahesoojuskandjaga pulseeriv põlemisaurugeneraator auruvõimsusega 200 kg.

esitlus, lisatud 25.12.2013


Kütuse õhus põlemise arvutamise meetod: õhu hapnikuhulga, põlemisproduktide, kütuse kütteväärtuse, kalorimeetrilise ja tegeliku põlemistemperatuuri määramine. Kütuse põletamine hapnikuga rikastatud õhus.

kursusetöö, lisatud 08.12.2011


Gaaskütuste kütteväärtuse määramine põlevate gaaside komponentide soojusmõjude korrutiste summana nende koguse järgi. Teoreetiliselt vajalik põlemisõhu vool maagaas. Põlemissaaduste mahu määramine.

test, lisatud 17.11.2010


Ahju kasulik soojuskoormus. Kütuse põlemisprotsessi arvutamine ahjus. Liigne õhu suhe. Põlemisproduktide diagrammi koostamine. Põlemisprotsessi termiline tasakaal. Jääksoojuskatla valik. Aurustumispinna arvutamine, ökonomaiser.

kursusetöö, lisatud 12.03.2012


Põlemise füüsikalised ja keemilised alused, selle peamised liigid. Plahvatuste kirjeldus kui suure hulga energia vabanemine piiratud mahus lühikese aja jooksul, selle liigid ja põhjused. Keemiliste, tuuma- ja termiliste plahvatuste energiaallikad.

kontrolltööd, lisatud 12.06.2010


Õhuvoolu ja põlemissaaduste hulga määramine. Söetolmu koostise ja liigõhu koefitsiendi arvutamine boksiidi paagutamisel pöördahjudes. Kütuse põlemissoojuse arvutamiseks kasutatakse Mendelejevi poolempiirilist valemit.

Põlemine on põleva aine ja oksüdeeriva aine koostoime füüsikalis-keemiline protsess, millega kaasneb soojuse eraldumine ja valguse eraldumine. Normaalsetes tingimustes on see oksüdatsiooni- või kombineeritud protsess; põlev aine vabas olekus hapnikuga õhus või keemilised ühendid seotud olekus.
Mõned ained võivad põleda kloori (vesiniku) atmosfääris, väävliaurus (vask) või plahvatada ilma hapnikuta (atsetüleen, lämmastikkloriid jne).
Toidukäitlemisettevõtete jaoks toimub kõige tüüpilisem põlemine põlevate ainete oksüdeerumisel õhuhapniku toimel ja toimub süüteallika juuresolekul, mille põlemistemperatuur on süttimiseks piisav. Põlemine peatub ühe nendest tingimustest puudumisel. Tuleb meeles pidada, et toiduettevõtetele on iseloomulikud kõik põlemisviisid, sealhulgas need, mis toimuvad ilma välise soojusallikata: välk, süttimine, isesüttimine ja isesüttimine.
Välklamp - põleva aine gaaside või aurude segu kiire põlemine välise soojusallika õhuga ilma põlemisele üleminekuta.
Süütamine - põleva aine gaaside või aurude süttimine kokkupuutel soojusallikaga koos põlemisprotsessi edasise arenguga.
Isesüttimine - süttimine ilma välise soojusallikata, mis tuleneb põleva aine iselagunemisest koos õhuhapnikuga ühinevate aurude ja gaaside moodustumisega.
Isesüttimine - aine süttimine isekuumenemise tagajärjel sisemiste bioloogiliste, keemiliste või füüsikaliste protsesside mõjul (märg ja toores teravili, õliseemned jne).
Põlemist on kahte peamist tüüpi: täielik ja mittetäielik. Täielik tekib piisava või liigse hapnikukoguse korral ning sellega kaasneb peamiselt veeauru ja süsihappegaasi moodustumine. Mittetäielik tekib siis, kui see on puudulik ja on ohtlikum, kuna tekitab mürgist süsinikmonooksiidi ja muid gaase.

Riis. 54. Difusioonleek

Kui hapnik tungib difusiooni tõttu põlemistsooni, nimetatakse tekkivat leeki difusiooniks ja sellel on 3 tsooni (joonis 54). Tsoonis 1 asuvad gaasid või aurud ei põle (temperatuur ei ületa 500 ° C), tsoonis 2 põlevad osaliselt, tsoonis 5 täielikult ja leegi temperatuur on siin kõrgeim.
Põlemine on homogeenne ja heterogeenne. Homogeensel põlemisel on kõigil reaktiividel sama agregatsiooni olek, näiteks gaasilised. Kui need on erinevates agregatsiooniseisundites ja põlevas süsteemis on faasipiir, on põlemine heterogeenne. Heterogeenne põlemine, mis on seotud põlevate gaasiliste ainete voolu moodustumisega, on samaaegselt difusioon.
Sõltuvalt leegi leviku kiirusest võib põlemine toimuda deflagratsioonipõlemise vormis: plahvatus ja detonatsioon. Esimesel juhul on tavaline põlemiskiirus, mis tähistab leegi kiirust segu põlenud ja põlemata osade piiril, mitmest sentimeetrist mitme meetrini sekundis. Nii on näiteks 10,5% metaani ja õhu segu põlemiskiirus 37 cm/s.
Põlemise aeglane ühtlane levik on stabiilne ainult siis, kui sellega ei kaasne rõhu suurenemist. Kui see toimub suletud ruumis või kui gaasi väljumine on raskendatud, ei soojenda reaktsiooniproduktid mitte ainult leegifrondiga külgnevat laigulist gaasikihti soojusjuhtivuse teel, vaid ka kõrge temperatuuri tõttu paisudes panevad põlemata gaasi sisse. liikumine. Gaasikoguste ebakorrapärane liikumine põlevas segus põhjustab leegi frondi pinna olulise suurenemise, mis viib plahvatuseni. Plahvatus on aine kiire muundumine, millega kaasneb energia vabanemine ja töövõimeliste surugaaside moodustumine. Leegi levimise kiirus plahvatuse ajal ulatub sadade meetriteni sekundis.
Leegi edasise leviku kiirenemisega suureneb põlemata gaasi kokkusurumine leegi frondi ees. See levib läbi põlemata gaasi järjestikuste lööklainetena, mis leegi frondi ees teatud kaugusel sulanduvad üheks võimsaks tugevalt kokkusurutud ja kuumutatud gaasi lööklaineks. Selle tulemusena tekib reaktsiooni stabiilne levimisviis, mida nimetatakse detonatsiooniks, s.o põlemise liik, mis levib helikiirust ületava kiirusega. Detonatsiooni iseloomustab järsk rõhuhüpe plahvatusohtliku transformatsiooni kohas, millel on suur hävitav mõju.

Põlemine on füüsikaline ja keemiline protsess, mida iseloomustavad järgmised tunnused: keemilised muutused, soojuse ja valguse vabanemine. Stabiilse põlemise toimumiseks on vajalik kolme teguri olemasolu: põlev aine (materjal, segu), oksüdeeriv aine ja süüteallikas.

Keemilise põlemisreaktsiooniga, mis toimub märkimisväärse koguse soojuse vabanemisega, kaasnevad peaaegu alati mitmesugused füüsikalised nähtused. Niisiis kandub põlemisprotsessis reageerivate ainete ja põlemisproduktide soojus ühest kohast teise. Kõik põlemisreaktsiooni tsoonis toimuvad protsessid on omavahel seotud – keemiliste reaktsioonide kiiruse määrab soojusülekande tase ja aine difusioonikiirus ning vastupidi, füüsikalised parameetrid (temperatuur, rõhk, aine ülekandekiirus) sõltuvad keemilise reaktsiooni kiirus.

põlev aine. Kõik tootmises ringlevad ained ja materjalid, mida kasutatakse toorainena, pooltoodetena,a, jagunevad kolme rühma: mittepõlevad, aeglaselt põlevad ja põlevad.

Mittesüttivad on ained ja materjalid, mis ei ole võimelised normaalse koostisega õhus põlema. Mittesüttivad ained ja materjalid moodustavad olulise rühma. Siia kuuluvad kõik ehituses kasutatavad looduslikud ja tehislikud anorgaanilised ained ja materjalid, metallid, samuti kips- või kipskiudplaadid orgaanilise massisisaldusega kuni 8%, mineraalvillaplaadid sünteetilisel, tärklise- või bituumensideainel koos selle sisaldusega kaal kuni 6%.

Aeglaselt põlevateks aineteks (materjalideks) nimetatakse neid, mis võivad süttida süüteallika toimel, kuid ei suuda pärast selle eemaldamist ise põleda. Nende hulka kuuluvad ained ja materjalid, mis koosnevad mittesüttivatest ja põlevatest komponentidest, näiteks: asfaltbetoon, kips ja betoonmaterjalid, mis sisaldavad üle 8 massiprotsendi orgaanilist täitematerjali; mineraal-puuvillaplaadid bituumensideainel, mille sisaldus on 7–15%; savi-õled materjalid puistetihedusega vähemalt 900 kg/m 3 ; savimördiga immutatud vilt; leegiaeglustitega sügavimmutatud puit; tsemendi puitkiudplaat; teatud tüüpi insenerplastid jne.

Põlevad on ained (materjalid, segud), mis on normaalse koostisega õhus võimelised isesüttima. Siia kuuluvad kõik ained ja materjalid, mis ei vasta mittesüttivate ja aeglaselt põlevate ainete ja materjalide nõuetele, näiteks: lennukikütused, alkoholid, orgaanilised ja anorgaanilised õlid, plastipõhised dekoratiiv- ja viimistlusmaterjalid, tekstiilmaterjalid, magneesium, naatrium, väävel ja muud materjalid ja kemikaalid.

Kõik põlevad ained ja materjalid jagunevad omakorda kolme alarühma: tuleohtlikud, keskmiselt süttivad ja raskesti süttivad.

Tuleohtlikud on ained (materjalid, segud), mis võivad süttida lühiajalisel kokkupuutel tikuleegi, sädeme või hõõglambiga elektrijuhe ja sarnased madala energiatarbega süüteallikad.

Ained (materjalid, segud), mis võivad süttida pikaajalisel kokkupuutel madala energiatarbega süüteallikaga, on keskmise süttivusega.

Tuleohtlikud ained on ained (materjalid, segud), mis võivad süttida ainult võimsa süüteallika mõjul, mis kuumutab olulise osa ainest süttimistemperatuurini.

Tuleohtlike ainete ja materjalide alarühma kuuluvad peamiselt gaasid ja tuleohtlikud vedelikud.

Kõigist tootmises ringlevatest vedelikest hõlmavad tuleohtlikud vedelikud (tuleohtlikud vedelikud) tuleohtlikke vedelikke, mille leekpunkt suletud tiiglis ei ületa + 61 ° C. Need on jagatud kolme kategooriasse:

I - eriti ohtlikud tuleohtlikud vedelikud, mille leekpunkt on kuni -18 ° C;

II - püsivalt ohtlikud tuleohtlikud vedelikud, mille leekpunkt on -18 kuni 23 ° C;

III – PLHIV, ohtlik kõrgel õhu- või vedelikutemperatuuril leekpunktiga 23–61 °C.

Leekpunkt on põleva aine madalaim (erilistes katsetingimustes) temperatuur, mille juures selle pinna kohal tekivad aurud või gaasid, mis võivad süttimisallikast õhku süttida, kuid nende tekkekiirus on siiski ebapiisav stabiilseks põlemiseks. . Tuleohtlike vedelike leekpunkt on 1–5 °C madalam kui süttimistemperatuur.

Süttimistemperatuur on põleva aine temperatuur, mille juures see eraldab tuleohtlikke aure ja gaase sellisel kiirusel, et pärast nende süütamist süüteallikast toimub stabiilne põlemine.

Peaaegu kõik põlevad ja aeglaselt põlevad ained ja materjalid põlevad auru- või gaasifaasis, välja arvatud titaan, alumiinium, antratsiit ja mitmed teised. Põlevad ained ja materjalid võivad erineda keemilise koostise, agregatsiooniastme ja muude omaduste poolest, millest lähtuvalt kulgevad erinevalt nende põlemiseks ettevalmistamise protsessid. Gaasid sisenevad põlemisreaktsiooni praktiliselt ilma muutusteta, kuna nende segunemine oksüdeeriva ainega (õhuhapnik) toimub igal ümbritseval temperatuuril ega nõua olulisi lisaenergiakulusid f. Vedelikud peavad esmalt aurustuma ja minema auruolekusse, mille jaoks kulutatakse teatud kogus soojusenergiat, ja alles aurufaasis segunevad nad oksüdeeriva ainega ja põlevad. Tahked ained ja materjalid nende põlemiseks ettevalmistamisel nõuavad palju rohkem energiat, kuna need peavad esmalt sulama või lagunema. Sulanud või lagunenud ained ja materjalid peavad aurustuma ja segunema oksüdeeriva ainega, misjärel toimub süüteallika mõjul põlemisprotsess. Kumm, kumm ja muud plastmaterjalid, samuti magneesium ja selle sulamid sulavad ja aurustuvad enne süttimist (plasti lagunemisel). Sellised materjalid nagu paber, puit, puuvillased kangad ja teatud tüüpi insenerplastid lagunevad kuumutamisel gaasilisteks toodeteks ja tahkeks jäägiks (tavaliselt kivisüsi).

Oksüdeeriv aine. Oksüdeeriv aine on tavaliselt õhuhapnik. Selle koostises olev õhk on segu paljudest gaasidest, millest peamised on: lämmastik (N 2) - 78,2% mahust ja 75,5% massist; hapnik (O 2) - 20,9% mahust ja 23,2% massist; inertgaasid (He, Ne, Ar, Kg) - 0,9% mahust ja 1,3% massist. Lisaks nendele gaasidele on õhuhulgas alati ebaolulises koguses süsihappegaasi, veeauru ja tolmu. Kõik need õhukomponendid, välja arvatud hapnik, orgaaniliste ainete ja materjalide põlemisel praktiliselt ei astu põlemisreaktsiooni. Hapnikku, lämmastikku ja inertgaase peetakse õhu püsivateks koostisosadeks. Süsinikdioksiidi, veeauru ja tolmu sisaldus ei ole konstantne ning võib muutuda sõltuvalt sellest, millistes tingimustes konkreetne põlemisprotsess toimub.

Süüteallikas. See võib olla nii põlev või hõõguv keha kui ka elektrilahendus, mille energiavarustus ja temperatuur on piisav, et põhjustada teiste ainete põlemist.

Praktikas esineb või esineb erinevaid nähtusi, mis tõstavad tootmisel või ladustamisel ainete ja materjalide temperatuuri, mis enamasti toob kaasa põlemisprotsessi toimumise nii lokaalselt kui ka põleva aine või materjali kogumahus. Süüteallikate hulka kuuluvad: metalli või muu tahke materjaliga kokkupõrkel tekkivad sädemed; sulametalli sädemed ja tilgad elektriseadmete lühiste ning keevitamise ja muude kuumade tööde tegemisel; elektrijuhtmete soojendamine elektrivõrkude ülekoormuste ajal; hõõrumismasinaosade mehaaniline kuumutamine, bioloogiline kuumutamine taimeõlide ja nende õlidega niisutatud kaltsude oksüdeerimisel; põletav kõne, sigaretikonid jne. Nende süüteallikate mõju olemus ei ole sama. Seega on metallesemete kui süüteallika löökidest tekkivad sädemed väga väikese võimsusega ja on võimelised süütama ainult gaasi-auru-õhu segusid: metaan-õhk, atsetüleen-õhk, süsinikdisulfiid-õhk jne. Sädemed, mis tekivad elektriseadmetes või elektrikeevitamisel tekkinud lühistel on võimas süttivus ja need võivad põhjustada peaaegu kõigi põlevate ainete ja materjalide põlemist, olenemata nende agregatsiooni olekust.

põlev keskkond. Kui põlemisprotsess toimub ja kulgeb, on põlev aine ja oksüdeerija reageerivad ained ja on põlev keskkond ning süüteallikas on põlemisprotsessi käivitaja. Püsipõlemisel on veel mittepõlevate ainete ja materjalide süttimisallikaks põlemisreaktsioonitsoonist eralduv soojus.

Põlev keskkond võib olla füüsiliselt homogeenne (homogeenne) ja ebahomogeenne (heterogeenne). Esimeste hulka kuuluvad keskkonnad, milles põlev aine ja oksüdeeriv aine (õhk) on ühtlaselt segunenud: põlevate gaaside, aurude ja tolmu segud õhuga. Homogeense keskkonna põletamise näideteks on: vedeliku vabalt pinnalt tõusvate aurude (lennuõnnetuse käigus mahavalgunud lennukikütus TS-1) põletamine; kahjustatud silindrist või torujuhtmest voolava gaasi põlemine; gaasi, auru ja tolmu-õhu segude plahvatused. Heterogeensed keskkonnad on sellised, milles põlev aine (materjal) ja oksüdeerija ei ole segunenud ja neil on liides: tahked põlevad ained ja materjalid, põlevate gaaside ja vedelike joad, mis satuvad õhku kõrge rõhu all jne. mittehomogeense keskkonna põlemine on titaani, alumiiniumi, antratsiidi või nafta ja gaasi purskkaevude põlemine, kui õli ja gaas satuvad põlemistsooni kõrge rõhu all ning neil on väga suured väljalaskekiirused.

Leek. Ruumi, milles aurud, gaasid ja suspensioonid põlevad, nimetatakse leegiks. Leek võib olla kineetiline või difusioon, olenevalt sellest, kas põleb eelnevalt ettevalmistatud aurude, gaaside või tolmu segu õhuga või tekib selline segu põlemisprotsessi käigus otse leegi tsoonis. Kineetilises leegis toimuvaid protsesse iseloomustavad kõrged põlemisreaktsiooni kiirused (leegi levimise lineaarkiirus võib ületada 1000 m/s) ja reeglina kujutavad need endast põleva keskkonna plahvatust, millega kaasneb kõrge soojuseraldus. ja rõhu järsk tõus põlemistsoonis.

Tulekahju tingimustes põlevad difusioonleegiga peaaegu kõik gaasid, aurud, vedelikud ja tahked ained ning materjalid. Selle leegi struktuur sõltub oluliselt põlevate aurude või gaaside voolu ristlõikest ja selle kiirusest. Selle voolu iseloomu järgi eristatakse laminaarset ja turbulentset difusioonileeki. Esimene ilmneb koos liikuvate põlevate aurude või gaaside voolu väikeste ristlõigetega väike kiirus (küünla leek, tikk, gaas kodupliidi põletis jne). Tulekahjudel tekib erinevate ainete ja materjalide põlemisel turbulentne difusioonleek, minar ja turbulentne leek on põlemisreaktsiooni tsoon, mis ümbritseb aurude või gaaside tsooni, viimane hõivab praktiliselt kogu põlemistsooni ruumala. Infusioonileegi põlemisreaktsiooni tsoon on väga õhuke (ainult mõne mikromeetri pikkune) kiht, milles eraldub soojust ja valgusturbulentset leeki, erinevalt laminaarsest, iseloomustab I, millel pole selgeid piirjooni, leegifrondi konstantsed lõigud ja asendid.

Temperatuur aurutsoonis on palju madalam kui reaktsioonitsoonis.

Lennukikütuste leegis läheneb auruvoolu temperatuur vedeliku pinna lähedal keemistemperatuurile (lennukikütuse TS-1 puhul on see temperatuur vahemikus 150–280 ° C). Kui auruvool liigub reaktsioonitsooni, tõuseb nende temperatuur kõigepealt leegi soojuskiirguse tõttu ja seejärel kuumutatud põlemisproduktide difusioon reaktsioonitsoonist. Kuumutamise tulemusena toimub aurude ainete termiline lagunemine (dissotsiatsioon) ning tekkivad vabad aatomid ja radikaalid sisenevad koos põlemisproduktidega otse reaktsioonitsooni ehk leeki. Põlemisreaktsiooni tsooni sisenevad süsinikuaatomid kuumenevad ja hakkavad hõõguma, moodustades nn helendava leegi. Põlemisreaktsiooni tsooni temperatuur varieerub sõltuvalt leegi kõrgusest. Leegi alumises osas langeb temperatuur märkimisväärse koguse soojuse tarbimise tõttu põlemistsooni siseneva külma õhu massi soojendamiseks ja on iga põlemistüübi puhul minimaalne. Kõrgeim temperatuur areneb leegi keskosas, kuna ülemises osas langeb reaktsioonikiirus reageerivate komponentide kontsentratsiooni languse (läbipõlemise) tõttu, millega seoses soojuse eraldumise tase väheneb ja temperatuur langeb. .

Hapniku osarõhk õhus on normaaltingimustes 228,72 kPa ja põlemisreaktsiooni tsoonis 0, mistõttu osarõhkude erinevuse tulemusena hajub (filtrib, imbub) välisõhust hapnik läbi õhu. põlemisproduktide kiht reaktsioonitsooni. Põlevate komponentide sisenemist põlemisreaktsiooni tsooni praktiliselt ei piira miski. Seega sõltub põlemisreaktsiooni kiirus arendatud protsessis peamiselt ainult reaktsioonitsooni siseneva hapniku kogusest, s.o selle difusiooni kiirusest. Ebahomogeense keskkonna põlemisel takistavad hapniku tungimist reaktsioonitsooni ka reaktsioonitsooniga külgnevasse ruumi eralduvad põlemisproduktid.

Põlemisreaktsiooni tsoonis piisava koguse hapniku puudumine aeglustab selle kulgu. Kui seda inhibeerimist ei toimuks, kulgeksid kõik atmosfääris toimuvad põlemisreaktsioonid üha suurema kiirusega ja lõppeksid reageerivate ainete plahvatusega. Põlemisprotsessid, nagu kõik keemilised protsessid, kulgevad erineva kiirusega, sõltuvalt nende toimumistingimustest, reageerivate ainete olemusest ja nende agregatsiooni olekust. Näiteks lõhkeained lagunevad sekundituhandikes, samas kui keemilised protsessid maakoores kestavad sadu ja tuhandeid aastaid. Ainete interaktsioon gaasi- ja aurufaasis toimub palju kiiremini kui vedelikus ja veelgi enam tahkes olekus. Seega põleb mahavalgunud lennukikütus TS-1 suhteliselt aeglaselt, moodustades suitsuleegi (mittetäielik põlemine) ning sellest kütusest valmistatud auru-õhu segu õhuga põleb plahvatuslikult. Tahkete ainete ja materjalide koostoime kiirus oksüdeeriva ainega muutub dramaatiliselt sõltuvalt nende purustamise astmest. Näiteks alumiinium ja titaan, mis eritingimustes valuplokkides aeglaselt põlevad, võivad tolmuses olekus moodustada plahvatusohtlikke tolmu-õhu segusid, tekitades põlemisel plahvatusrõhu vastavalt 0,62 ja 0,49 MPa.

Põlemine kui keemiline protsess on kõigil juhtudel sama. Füüsikalise protsessina erineb see aga põlemisreaktsiooni olemuse poolest, seega jagunevad põlemisprotsessid algstaadiumis järgmisteks tüüpideks: isesüttimine, süttimine ja isesüttimine.

Isesüttimine. Eraldi ained (materjalid, segud) ladustamisel ja tehnoloogiliste seadmete töötamise ajal on võimelised isesüttima. Isesüttimine on eksotermiliste reaktsioonide kiiruse järsu suurenemise nähtus, mis põhjustab aine põlemist süüteallika puudumisel. Isesüttimisvõimeliste ainete hulka kuuluvad taimsed ja rasvõlid, taimeõlidega niisutatud kaltsud ja lapid, raudsulfiidid ja muud üksikud kemikaalid. Taimsed ja rasvõlid (päevalille-, linaseemne-, kanepi-, maisi-, loomsed rasvad jt) kuuluvad rasvade klassi ja on suure molekulmassiga rasvhapete glütseriidide segu. Nende hapete molekulidel on küllastumata (kaksik)sidemed, mis teatud tingimustel aitavad kaasa nende ainete iseeneslikule süttimisele. A. N. Bachi peroksiiditeooria kohaselt võib oksüdatsioon toimuda hapniku lisamise tõttu kaksiksideme suhtes asendis olevale metüleenrühmale koos vesinikperoksiidi moodustumisega. Nagu teate, on kõik peroksiidid ja hüdroperoksiidid ebastabiilsed keemilised ühendid. Nende lagunemisel tekivad vabad radikaalid, mis polümeriseerivad suuremateks orgaanilisteks molekulideks. Polümerisatsiooni käigus eraldub alati teatud kogus soojust, mis lõpuks võib viia oksüdeeriva orgaanilise aine iseeneslikule põlemisele. Orgaaniliste ainete isesüttimine toimub teatud tingimustel. Nende hulka kuuluvad: suure molekulmassiga karboksüülhapete glütseriidide sisaldus õlis või rasvas ei ole väiksem kui teatud miinimumkogus; oksüdeerijaga kokkupuute suure pinna olemasolu ja madal soojusülekanne; teatud vahekorras rasvu ja õlisid ning nendega immutatud poorset või kiudmaterjali.

Raudsulfiide FeS, Fe 2 S 3 saab moodustada lennundusettevõtete kütuse- ja määrdeainete teeninduse ladude tehnoloogilistes seadmetes. Need on võimelised isesüttima õhus, eriti põlevate aurude ja gaaside juuresolekul. Vaatleme raudsulfiidide ja atmosfäärihapniku kombineerimise mehhanismi loodusliku püriidiühendi FeS2 oksüdatsioonireaktsiooni näitel:

FeS 2 + 2O 2 \u003d FeS + 2SO 2 + 222,3 kJ.

Lisaks raudsulfiididele võib selline materjal iseeneslikult süttida s, pruunsüsi, turvas, taimsed saadused: hein, põhk, silo jne.

Kõige ohtlikum on üksikute kemikaalide iseeneslik süttimine ebaõige ladustamise korral, kuna see protsess võib põhjustada tulekahju nende ainete ladustamiskohas. Need ained jagunevad vastavalt oma keemilistele omadustele kolme rühma: isesüttivad kokkupuutel õhuga, veega ja üksteisega. sõber.

Me ei pea esimesse rühma kuuluvaid aineid, kuna neid lennundusettevõtete tehnoloogias praktiliselt ei leidu.

Teise rühma kuuluvad mitmed ained, millest suurimat huvi pakuvad kaltsiumkarbiid CaC2 ja kaltsiumoksiid CaO. Veega suheldes vabastab kaltsiumkarbiid atsetüleeni, mis on põlev gaas, ja märkimisväärse koguse soojust. Suhteliselt väikese veekoguse korral võib kaltsiumkarbiidi-vee süsteem süttida kuni 920 K, mis võib põhjustada atsetüleeni-õhu segu plahvatuse:

CaC 2 + 2H 2 O \u003d C 2 H 2 + Ca (OH) 2 + 127 kJ.

Lisaks kaltsiumkarbiidile on kaltsiumoksiidil CaO võime vähese vee sattumisel kuumeneda hõõgumistemperatuurini, mis võib põhjustada ka konteinerite ja lao põlevate konstruktsioonielementide tulekahju:

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 64,5 kJ.

Kolmandasse rühma kuuluvad tugevad oksüdeerivad ained, üksikud kemikaalid ning orgaanilised ained ja materjalid. Näiteks ei saa koos hoida selliseid aineid nagu kaaliumpermanganaat ja glütseriin; kontsentreeritud lämmastikhape tärpentini, etüülalkoholi ja vesiniksulfiidiga; halogeenid põlevate gaaside ja tuleohtlike vedelikega; väävelhape nitraatide, kloraatide, perkloraatidega, kuna sel juhul on nende vahel võimalik keemiline reaktsioon, mis kulgeb suure hulga soojuse vabanemisega.

Süütamine. Lisaks isesüttimisele on võimalik lihtne süttimine, see tähendab süttimise tekkimine süüteallika mõjul. Süttimist, millega kaasneb leegi ilmumine, nimetatakse süttimiseks. Sel juhul kuumutatakse termilise toime punktiga külgnevat mahtu. Temperatuuri tõusu tulemusel määratud mahus levib soojus sellega külgnevatele põlevkeskkonna aladele (mahtudele). Mida rohkem põlevat ainet (materjal, segu) põlemisprotsessis osaleb, seda rohkem soojust eraldub ümbritsevasse ruumi. Seega areneb põlemisprotsess spontaanselt. Süüteallikas soojendab sel juhul esialgu vaid väikest kogust põlevast segust, samas kui kogu põleva keskkonna ruumala temperatuur võib jääda muutumatuks.

Süüteprotsess erineb olemuselt sõltuvalt põleva segu tüübist. Kõige ohtlikumad on gaasi-õhu segud. Kuid isegi nende jaoks sõltub süüteallika minimaalne energia paljudest parameetritest, millest peamised on segu protsentuaalne koostis, põleva aine tüüp, segu rõhk, kuna süttimistemperatuur, tavaline leek nendest suurustest sõltuvad levimiskiirus ja põlemistemperatuur. Lisaks mõjutab süüteallika minimaalset temperatuuri selle kokkupuute kestus põleva keskkonnaga.

Vedelike süttimine on võimalik ainult siis, kui keskkonna või vedeliku enda temperatuur on piisav stabiilse põlemise tekkeks vajaliku aurukoguse aurustamiseks. Erinevate põlevate vedelike puhul ei ole see temperatuur sama. Süttimistemperatuurist madalamal temperatuuril on põlemine võimatu, kuna konkreetse vedeliku aurustumiskiirus on sel juhul liiga madal. Välisõhu või põlevvedeliku enda temperatuuri tõusuga, kui kõik muud asjaolud on võrdsed, suureneb vedelike lenduvus ja auru kogus muutub stabiilseks põlemiseks piisavaks.

Isesüttimine. Seda nimetatakse isesüttimiseks, millega kaasneb leegi ilmumine. Lisaks isesüttimise ja süttimise protsessidele kohtab praktikas ka erinevate põlevate ainete isesüttimise protsessi. Kõik need kolm protsessi ei erine oma keemilise olemuse poolest üksteisest. Erinevus nende vahel seisneb põlemisprotsessi füüsilises olemuses, kuna erinevalt isesüttimise ja süttimise protsessidest toimub isesüttimisprotsess koheselt kogu reageeriva põleva keskkonna mahus. Füüsika seisukohalt on see juba segatud ja valmistatud segu kineetiline põlemisprotsess, mis toimub suure leegi levimiskiirusega. Auru, tolmu ja gaasi-õhu segude põletamisel on need reeglina plahvatuskiirused. Isesüttimisprotsessi toimumiseks on vajalik, et kogu põleva segu mahul oleks selle segu isesüttimistemperatuur. Isesüttimistemperatuuri all mõistetakse aine (materjali, segu) madalaimat temperatuuri, mille juures toimub eksotermiliste reaktsioonide kiiruse järsk tõus, mis lõpeb tulipõlemisega. Põleva aine isesüttimistemperatuur ei ole konstantne väärtus. See sõltub soojuse eraldumise ja soojuse eemaldamise kiirustest, mis omakorda sõltuvad segu mahust, kontsentratsioonist, rõhust ja muudest teguritest. Põlevate aurude ja gaaside segude isesüttimistemperatuur õhuga varieerub sõltuvalt nende protsendilisest koostisest. Stöhhiomeetrilise segu või sellele lähedaste segude madalaim isesüttimistemperatuur reagentide kontsentratsioonides. Tahkete ainete või materjalide isesüttimistemperatuur on pöördvõrdeline nende jahvatusastmega: mida kõrgem on aine jahvatusaste, seda madalam on selle isesüttimistemperatuur. See on tingitud asjaolust, et ainete ja materjalide jahvatamisel suureneb nende põlevate komponentide ja oksüdeerija kokkupuutepind järsult.

Põlemine on füüsikaline ja keemiline protsess, mida iseloomustavad järgmised tunnused: keemilised muutused, soojuse ja valguse vabanemine. Stabiilse põlemise toimumiseks on vajalik kolme teguri olemasolu: põlev aine (materjal, segu), oksüdeeriv aine ja süüteallikas.

Keemilise põlemisreaktsiooniga, mis toimub märkimisväärse koguse soojuse vabanemisega, kaasnevad peaaegu alati mitmesugused füüsikalised nähtused. Niisiis kandub põlemisprotsessis reageerivate ainete ja põlemisproduktide soojus ühest kohast teise. Kõik põlemisreaktsiooni tsoonis toimuvad protsessid on omavahel seotud – keemiliste reaktsioonide kiiruse määrab soojusülekande tase ja aine difusioonikiirus ning vastupidi, füüsikalised parameetrid (temperatuur, rõhk, aine ülekandekiirus) sõltuvad keemilise reaktsiooni kiirus.

põlev aine. Kõik tootmises ringlevad ained ja materjalid, mida kasutatakse toorainena, pooltoodetena,a, jagunevad kolme rühma: mittepõlevad, aeglaselt põlevad ja põlevad.

Mittesüttivad on ained ja materjalid, mis ei ole võimelised normaalse koostisega õhus põlema. Mittesüttivad ained ja materjalid moodustavad olulise rühma. Siia kuuluvad kõik ehituses kasutatavad looduslikud ja tehislikud anorgaanilised ained ja materjalid, metallid, samuti kips- või kipskiudplaadid orgaanilise massisisaldusega kuni 8%, mineraalvillaplaadid sünteetilisel, tärklise- või bituumensideainel koos selle sisaldusega kaal kuni 6%.

Aeglaselt põlevateks aineteks (materjalideks) nimetatakse neid, mis võivad süttida süüteallika toimel, kuid ei suuda pärast selle eemaldamist ise põleda. Nende hulka kuuluvad ained ja materjalid, mis koosnevad mittesüttivatest ja põlevatest komponentidest, näiteks: asfaltbetoon, kips ja betoonmaterjalid, mis sisaldavad üle 8 massiprotsendi orgaanilist täitematerjali; mineraal-puuvillaplaadid bituumensideainel, mille sisaldus on 7–15%; savi-õled materjalid puistetihedusega vähemalt 900 kg/m 3 ; savimördiga immutatud vilt; leegiaeglustitega sügavimmutatud puit; tsemendi puitkiudplaat; teatud tüüpi insenerplastid jne.

Põlevad on ained (materjalid, segud), mis on normaalse koostisega õhus võimelised isesüttima. Siia kuuluvad kõik ained ja materjalid, mis ei vasta mittesüttivate ja aeglaselt põlevate ainete ja materjalide nõuetele, näiteks: lennukikütused, alkoholid, orgaanilised ja anorgaanilised õlid, plastipõhised dekoratiiv- ja viimistlusmaterjalid, tekstiilmaterjalid, magneesium, naatrium, väävel ja muud materjalid ja kemikaalid.

Kõik põlevad ained ja materjalid jagunevad omakorda kolme alarühma: tuleohtlikud, keskmiselt süttivad ja raskesti süttivad.

Tuleohtlikud on ained (materjalid, segud), mis võivad süttida lühiajalisel kokkupuutel tikuleegi, sädeme, kuumutatud elektrijuhtme ja sarnaste madala energiatarbega süüteallikatega.

Ained (materjalid, segud), mis võivad süttida pikaajalisel kokkupuutel madala energiatarbega süüteallikaga, on keskmise süttivusega.

Tuleohtlikud ained on ained (materjalid, segud), mis võivad süttida ainult võimsa süüteallika mõjul, mis kuumutab olulise osa ainest süttimistemperatuurini.

Tuleohtlike ainete ja materjalide alarühma kuuluvad peamiselt gaasid ja tuleohtlikud vedelikud.

Kõigist tootmises ringlevatest vedelikest hõlmavad tuleohtlikud vedelikud (tuleohtlikud vedelikud) tuleohtlikke vedelikke, mille leekpunkt suletud tiiglis ei ületa + 61 ° C. Need on jagatud kolme kategooriasse:

I - eriti ohtlikud tuleohtlikud vedelikud, mille leekpunkt on kuni -18 ° C;

II - püsivalt ohtlikud tuleohtlikud vedelikud, mille leekpunkt on -18 kuni 23 ° C;

III – PLHIV, ohtlik kõrgel õhu- või vedelikutemperatuuril leekpunktiga 23–61 °C.

Leekpunkt on põleva aine madalaim (erilistes katsetingimustes) temperatuur, mille juures selle pinna kohal tekivad aurud või gaasid, mis võivad süttimisallikast õhku süttida, kuid nende tekkekiirus on siiski ebapiisav stabiilseks põlemiseks. . Tuleohtlike vedelike leekpunkt on 1–5 °C madalam kui süttimistemperatuur.

Süttimistemperatuur on põleva aine temperatuur, mille juures see eraldab tuleohtlikke aure ja gaase sellisel kiirusel, et pärast nende süütamist süüteallikast toimub stabiilne põlemine.

Peaaegu kõik põlevad ja aeglaselt põlevad ained ja materjalid põlevad auru- või gaasifaasis, välja arvatud titaan, alumiinium, antratsiit ja mitmed teised. Põlevad ained ja materjalid võivad erineda keemilise koostise, agregatsiooniastme ja muude omaduste poolest, millest lähtuvalt kulgevad erinevalt nende põlemiseks ettevalmistamise protsessid. Gaasid sisenevad põlemisreaktsiooni praktiliselt ilma muutusteta, kuna nende segunemine oksüdeeriva ainega (õhuhapnik) toimub igal ümbritseval temperatuuril ega nõua olulisi lisaenergiakulusid f. Vedelikud peavad esmalt aurustuma ja minema auruolekusse, mille jaoks kulutatakse teatud kogus soojusenergiat, ja alles aurufaasis segunevad nad oksüdeeriva ainega ja põlevad. Tahked ained ja materjalid nende põlemiseks ettevalmistamisel nõuavad palju rohkem energiat, kuna need peavad esmalt sulama või lagunema. Sulanud või lagunenud ained ja materjalid peavad aurustuma ja segunema oksüdeeriva ainega, misjärel toimub süüteallika mõjul põlemisprotsess. Kumm, kumm ja muud plastmaterjalid, samuti magneesium ja selle sulamid sulavad ja aurustuvad enne süttimist (plasti lagunemisel). Sellised materjalid nagu paber, puit, puuvillased kangad ja teatud tüüpi insenerplastid lagunevad kuumutamisel gaasilisteks toodeteks ja tahkeks jäägiks (tavaliselt kivisüsi).

Oksüdeeriv aine. Oksüdeeriv aine on tavaliselt õhuhapnik. Selle koostises olev õhk on segu paljudest gaasidest, millest peamised on: lämmastik (N 2) - 78,2% mahust ja 75,5% massist; hapnik (O 2) - 20,9% mahust ja 23,2% massist; inertgaasid (He, Ne, Ar, Kg) - 0,9% mahust ja 1,3% massist. Lisaks nendele gaasidele on õhuhulgas alati ebaolulises koguses süsihappegaasi, veeauru ja tolmu. Kõik need õhukomponendid, välja arvatud hapnik, orgaaniliste ainete ja materjalide põlemisel praktiliselt ei astu põlemisreaktsiooni. Hapnikku, lämmastikku ja inertgaase peetakse õhu püsivateks koostisosadeks. Süsinikdioksiidi, veeauru ja tolmu sisaldus ei ole konstantne ning võib muutuda sõltuvalt sellest, millistes tingimustes konkreetne põlemisprotsess toimub.

Süüteallikas. See võib olla nii põlev või hõõguv keha kui ka elektrilahendus, mille energiavarustus ja temperatuur on piisav, et põhjustada teiste ainete põlemist.

Praktikas esineb või esineb erinevaid nähtusi, mis tõstavad tootmisel või ladustamisel ainete ja materjalide temperatuuri, mis enamasti toob kaasa põlemisprotsessi toimumise nii lokaalselt kui ka põleva aine või materjali kogumahus. Süüteallikate hulka kuuluvad: metalli või muu tahke materjaliga kokkupõrkel tekkivad sädemed; sulametalli sädemed ja tilgad elektriseadmete lühiste ning keevitamise ja muude kuumade tööde tegemisel; elektrijuhtmete soojendamine elektrivõrkude ülekoormuste ajal; hõõrumismasinaosade mehaaniline kuumutamine, bioloogiline kuumutamine taimeõlide ja nende õlidega niisutatud kaltsude oksüdeerimisel; põletav kõne, sigaretikonid jne. Nende süüteallikate mõju olemus ei ole sama. Seega on metallesemete kui süüteallika löökidest tekkivad sädemed väga väikese võimsusega ja on võimelised süütama ainult gaasi-auru-õhu segusid: metaan-õhk, atsetüleen-õhk, süsinikdisulfiid-õhk jne. Sädemed, mis tekivad elektriseadmetes või elektrikeevitamisel tekkinud lühistel on võimas süttivus ja need võivad põhjustada peaaegu kõigi põlevate ainete ja materjalide põlemist, olenemata nende agregatsiooni olekust.

põlev keskkond. Kui põlemisprotsess toimub ja kulgeb, on põlev aine ja oksüdeerija reageerivad ained ja on põlev keskkond ning süüteallikas on põlemisprotsessi käivitaja. Püsipõlemisel on veel mittepõlevate ainete ja materjalide süttimisallikaks põlemisreaktsioonitsoonist eralduv soojus.

Põlev keskkond võib olla füüsiliselt homogeenne (homogeenne) ja ebahomogeenne (heterogeenne). Esimeste hulka kuuluvad keskkonnad, milles põlev aine ja oksüdeeriv aine (õhk) on ühtlaselt segunenud: põlevate gaaside, aurude ja tolmu segud õhuga. Homogeense keskkonna põletamise näideteks on: vedeliku vabalt pinnalt tõusvate aurude (lennuõnnetuse käigus mahavalgunud lennukikütus TS-1) põletamine; kahjustatud silindrist või torujuhtmest voolava gaasi põlemine; gaasi, auru ja tolmu-õhu segude plahvatused. Heterogeensed keskkonnad on sellised, milles põlev aine (materjal) ja oksüdeerija ei ole segunenud ja neil on liides: tahked põlevad ained ja materjalid, põlevate gaaside ja vedelike joad, mis satuvad õhku kõrge rõhu all jne. mittehomogeense keskkonna põlemine on titaani, alumiiniumi, antratsiidi või nafta ja gaasi purskkaevude põlemine, kui õli ja gaas satuvad põlemistsooni kõrge rõhu all ning neil on väga suured väljalaskekiirused.

Leek. Ruumi, milles aurud, gaasid ja suspensioonid põlevad, nimetatakse leegiks. Leek võib olla kineetiline või difusioon, olenevalt sellest, kas põleb eelnevalt ettevalmistatud aurude, gaaside või tolmu segu õhuga või tekib selline segu põlemisprotsessi käigus otse leegi tsoonis. Kineetilises leegis toimuvaid protsesse iseloomustavad kõrged põlemisreaktsiooni kiirused (leegi levimise lineaarkiirus võib ületada 1000 m/s) ja reeglina kujutavad need endast põleva keskkonna plahvatust, millega kaasneb kõrge soojuseraldus. ja rõhu järsk tõus põlemistsoonis.

Tulekahju tingimustes põlevad difusioonleegiga peaaegu kõik gaasid, aurud, vedelikud ja tahked ained ning materjalid. Selle leegi struktuur sõltub oluliselt põlevate aurude või gaaside voolu ristlõikest ja selle kiirusest. Selle voolu iseloomu järgi eristatakse laminaarset ja turbulentset difusioonileeki. Esimene ilmneb koos liikuvate põlevate aurude või gaaside voolu väikeste ristlõigetega väike kiirus (küünla leek, tikk, gaas kodupliidi põletis jne). Tulekahjudel tekib erinevate ainete ja materjalide põlemisel turbulentne difusioonleek, minar ja turbulentne leek on põlemisreaktsiooni tsoon, mis ümbritseb aurude või gaaside tsooni, viimane hõivab praktiliselt kogu põlemistsooni ruumala. Infusioonileegi põlemisreaktsiooni tsoon on väga õhuke (ainult mõne mikromeetri pikkune) kiht, milles eraldub soojust ja valgusturbulentset leeki, erinevalt laminaarsest, iseloomustab I, millel pole selgeid piirjooni, leegifrondi konstantsed lõigud ja asendid.

Temperatuur aurutsoonis on palju madalam kui reaktsioonitsoonis.

Lennukikütuste leegis läheneb auruvoolu temperatuur vedeliku pinna lähedal keemistemperatuurile (lennukikütuse TS-1 puhul on see temperatuur vahemikus 150–280 ° C). Kui auruvool liigub reaktsioonitsooni, tõuseb nende temperatuur kõigepealt leegi soojuskiirguse tõttu ja seejärel kuumutatud põlemisproduktide difusioon reaktsioonitsoonist. Kuumutamise tulemusena toimub aurude ainete termiline lagunemine (dissotsiatsioon) ning tekkivad vabad aatomid ja radikaalid sisenevad koos põlemisproduktidega otse reaktsioonitsooni ehk leeki. Põlemisreaktsiooni tsooni sisenevad süsinikuaatomid kuumenevad ja hakkavad hõõguma, moodustades nn helendava leegi. Põlemisreaktsiooni tsooni temperatuur varieerub sõltuvalt leegi kõrgusest. Leegi alumises osas langeb temperatuur märkimisväärse koguse soojuse tarbimise tõttu põlemistsooni siseneva külma õhu massi soojendamiseks ja on iga põlemistüübi puhul minimaalne. Kõrgeim temperatuur areneb leegi keskosas, kuna ülemises osas langeb reaktsioonikiirus reageerivate komponentide kontsentratsiooni languse (läbipõlemise) tõttu, millega seoses soojuse eraldumise tase väheneb ja temperatuur langeb. .

Hapniku osarõhk õhus on normaaltingimustes 228,72 kPa ja põlemisreaktsiooni tsoonis 0, mistõttu osarõhkude erinevuse tulemusena hajub (filtrib, imbub) välisõhust hapnik läbi õhu. põlemisproduktide kiht reaktsioonitsooni. Põlevate komponentide sisenemist põlemisreaktsiooni tsooni praktiliselt ei piira miski. Seega sõltub põlemisreaktsiooni kiirus arendatud protsessis peamiselt ainult reaktsioonitsooni siseneva hapniku kogusest, s.o selle difusiooni kiirusest. Ebahomogeense keskkonna põlemisel takistavad hapniku tungimist reaktsioonitsooni ka reaktsioonitsooniga külgnevasse ruumi eralduvad põlemisproduktid.

Põlemisreaktsiooni tsoonis piisava koguse hapniku puudumine aeglustab selle kulgu. Kui seda inhibeerimist ei toimuks, kulgeksid kõik atmosfääris toimuvad põlemisreaktsioonid üha suurema kiirusega ja lõppeksid reageerivate ainete plahvatusega. Põlemisprotsessid, nagu kõik keemilised protsessid, kulgevad erineva kiirusega, sõltuvalt nende toimumistingimustest, reageerivate ainete olemusest ja nende agregatsiooni olekust. Näiteks lõhkeained lagunevad sekundituhandikes, samas kui keemilised protsessid maakoores kestavad sadu ja tuhandeid aastaid. Ainete interaktsioon gaasi- ja aurufaasis toimub palju kiiremini kui vedelikus ja veelgi enam tahkes olekus. Seega põleb mahavalgunud lennukikütus TS-1 suhteliselt aeglaselt, moodustades suitsuleegi (mittetäielik põlemine) ning sellest kütusest valmistatud auru-õhu segu õhuga põleb plahvatuslikult. Tahkete ainete ja materjalide koostoime kiirus oksüdeeriva ainega muutub dramaatiliselt sõltuvalt nende purustamise astmest. Näiteks alumiinium ja titaan, mis eritingimustes valuplokkides aeglaselt põlevad, võivad tolmuses olekus moodustada plahvatusohtlikke tolmu-õhu segusid, tekitades põlemisel plahvatusrõhu vastavalt 0,62 ja 0,49 MPa.

Põlemine kui keemiline protsess on kõigil juhtudel sama. Füüsikalise protsessina erineb see aga põlemisreaktsiooni olemuse poolest, seega jagunevad põlemisprotsessid algstaadiumis järgmisteks tüüpideks: isesüttimine, süttimine ja isesüttimine.

Isesüttimine. Eraldi ained (materjalid, segud) ladustamisel ja tehnoloogiliste seadmete töötamise ajal on võimelised isesüttima. Isesüttimine on eksotermiliste reaktsioonide kiiruse järsu suurenemise nähtus, mis põhjustab aine põlemist süüteallika puudumisel. Isesüttimisvõimeliste ainete hulka kuuluvad taimsed ja rasvõlid, taimeõlidega niisutatud kaltsud ja lapid, raudsulfiidid ja muud üksikud kemikaalid. Taimsed ja rasvõlid (päevalille-, linaseemne-, kanepi-, maisi-, loomsed rasvad jt) kuuluvad rasvade klassi ja on suure molekulmassiga rasvhapete glütseriidide segu. Nende hapete molekulidel on küllastumata (kaksik)sidemed, mis teatud tingimustel aitavad kaasa nende ainete iseeneslikule süttimisele. A. N. Bachi peroksiiditeooria kohaselt võib oksüdatsioon toimuda hapniku lisamise tõttu kaksiksideme suhtes asendis olevale metüleenrühmale koos vesinikperoksiidi moodustumisega. Nagu teate, on kõik peroksiidid ja hüdroperoksiidid ebastabiilsed keemilised ühendid. Nende lagunemisel tekivad vabad radikaalid, mis polümeriseerivad suuremateks orgaanilisteks molekulideks. Polümerisatsiooni käigus eraldub alati teatud kogus soojust, mis lõpuks võib viia oksüdeeriva orgaanilise aine iseeneslikule põlemisele. Orgaaniliste ainete isesüttimine toimub teatud tingimustel. Nende hulka kuuluvad: suure molekulmassiga karboksüülhapete glütseriidide sisaldus õlis või rasvas ei ole väiksem kui teatud miinimumkogus; oksüdeerijaga kokkupuute suure pinna olemasolu ja madal soojusülekanne; teatud vahekorras rasvu ja õlisid ning nendega immutatud poorset või kiudmaterjali.

Raudsulfiide FeS, Fe 2 S 3 saab moodustada lennundusettevõtete kütuse- ja määrdeainete teeninduse ladude tehnoloogilistes seadmetes. Need on võimelised isesüttima õhus, eriti põlevate aurude ja gaaside juuresolekul. Vaatleme raudsulfiidide ja atmosfäärihapniku kombineerimise mehhanismi loodusliku püriidiühendi FeS2 oksüdatsioonireaktsiooni näitel:

FeS 2 + 2O 2 \u003d FeS + 2SO 2 + 222,3 kJ.

Lisaks raudsulfiididele võib selline materjal iseeneslikult süttida s, pruunsüsi, turvas, taimsed saadused: hein, põhk, silo jne.

Kõige ohtlikum on üksikute kemikaalide iseeneslik süttimine ebaõige ladustamise korral, kuna see protsess võib põhjustada tulekahju nende ainete ladustamiskohas. Need ained jagunevad vastavalt oma keemilistele omadustele kolme rühma: isesüttivad kokkupuutel õhuga, veega ja üksteisega. sõber.

Me ei pea esimesse rühma kuuluvaid aineid, kuna neid lennundusettevõtete tehnoloogias praktiliselt ei leidu.

Teise rühma kuuluvad mitmed ained, millest suurimat huvi pakuvad kaltsiumkarbiid CaC2 ja kaltsiumoksiid CaO. Veega suheldes vabastab kaltsiumkarbiid atsetüleeni, mis on põlev gaas, ja märkimisväärse koguse soojust. Suhteliselt väikese veekoguse korral võib kaltsiumkarbiidi-vee süsteem süttida kuni 920 K, mis võib põhjustada atsetüleeni-õhu segu plahvatuse:

CaC 2 + 2H 2 O \u003d C 2 H 2 + Ca (OH) 2 + 127 kJ.

Lisaks kaltsiumkarbiidile on kaltsiumoksiidil CaO võime vähese vee sattumisel kuumeneda hõõgumistemperatuurini, mis võib põhjustada ka konteinerite ja lao põlevate konstruktsioonielementide tulekahju:

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 64,5 kJ.

Kolmandasse rühma kuuluvad tugevad oksüdeerivad ained, üksikud kemikaalid ning orgaanilised ained ja materjalid. Näiteks ei saa koos hoida selliseid aineid nagu kaaliumpermanganaat ja glütseriin; kontsentreeritud lämmastikhape tärpentini, etüülalkoholi ja vesiniksulfiidiga; halogeenid põlevate gaaside ja tuleohtlike vedelikega; väävelhape nitraatide, kloraatide, perkloraatidega, kuna sel juhul on nende vahel võimalik keemiline reaktsioon, mis kulgeb suure hulga soojuse vabanemisega.

Süütamine. Lisaks isesüttimisele on võimalik lihtne süttimine, see tähendab süttimise tekkimine süüteallika mõjul. Süttimist, millega kaasneb leegi ilmumine, nimetatakse süttimiseks. Sel juhul kuumutatakse termilise toime punktiga külgnevat mahtu. Temperatuuri tõusu tulemusel määratud mahus levib soojus sellega külgnevatele põlevkeskkonna aladele (mahtudele). Mida rohkem põlevat ainet (materjal, segu) põlemisprotsessis osaleb, seda rohkem soojust eraldub ümbritsevasse ruumi. Seega areneb põlemisprotsess spontaanselt. Süüteallikas soojendab sel juhul esialgu vaid väikest kogust põlevast segust, samas kui kogu põleva keskkonna ruumala temperatuur võib jääda muutumatuks.

Süüteprotsess erineb olemuselt sõltuvalt põleva segu tüübist. Kõige ohtlikumad on gaasi-õhu segud. Kuid isegi nende jaoks sõltub süüteallika minimaalne energia paljudest parameetritest, millest peamised on segu protsentuaalne koostis, põleva aine tüüp, segu rõhk, kuna süttimistemperatuur, tavaline leek nendest suurustest sõltuvad levimiskiirus ja põlemistemperatuur. Lisaks mõjutab süüteallika minimaalset temperatuuri selle kokkupuute kestus põleva keskkonnaga.

Vedelike süttimine on võimalik ainult siis, kui keskkonna või vedeliku enda temperatuur on piisav stabiilse põlemise tekkeks vajaliku aurukoguse aurustamiseks. Erinevate põlevate vedelike puhul ei ole see temperatuur sama. Süttimistemperatuurist madalamal temperatuuril on põlemine võimatu, kuna konkreetse vedeliku aurustumiskiirus on sel juhul liiga madal. Välisõhu või põlevvedeliku enda temperatuuri tõusuga, kui kõik muud asjaolud on võrdsed, suureneb vedelike lenduvus ja auru kogus muutub stabiilseks põlemiseks piisavaks.

Isesüttimine. Seda nimetatakse isesüttimiseks, millega kaasneb leegi ilmumine. Lisaks isesüttimise ja süttimise protsessidele kohtab praktikas ka erinevate põlevate ainete isesüttimise protsessi. Kõik need kolm protsessi ei erine oma keemilise olemuse poolest üksteisest. Erinevus nende vahel seisneb põlemisprotsessi füüsilises olemuses, kuna erinevalt isesüttimise ja süttimise protsessidest toimub isesüttimisprotsess koheselt kogu reageeriva põleva keskkonna mahus. Füüsika seisukohalt on see juba segatud ja valmistatud segu kineetiline põlemisprotsess, mis toimub suure leegi levimiskiirusega. Auru, tolmu ja gaasi-õhu segude põletamisel on need reeglina plahvatuskiirused. Isesüttimisprotsessi toimumiseks on vajalik, et kogu põleva segu mahul oleks selle segu isesüttimistemperatuur. Isesüttimistemperatuuri all mõistetakse aine (materjali, segu) madalaimat temperatuuri, mille juures toimub eksotermiliste reaktsioonide kiiruse järsk tõus, mis lõpeb tulipõlemisega. Põleva aine isesüttimistemperatuur ei ole konstantne väärtus. See sõltub soojuse eraldumise ja soojuse eemaldamise kiirustest, mis omakorda sõltuvad segu mahust, kontsentratsioonist, rõhust ja muudest teguritest. Põlevate aurude ja gaaside segude isesüttimistemperatuur õhuga varieerub sõltuvalt nende protsendilisest koostisest. Stöhhiomeetrilise segu või sellele lähedaste segude madalaim isesüttimistemperatuur reagentide kontsentratsioonides. Tahkete ainete või materjalide isesüttimistemperatuur on pöördvõrdeline nende jahvatusastmega: mida kõrgem on aine jahvatusaste, seda madalam on selle isesüttimistemperatuur. See on tingitud asjaolust, et ainete ja materjalide jahvatamisel suureneb nende põlevate komponentide ja oksüdeerija kokkupuutepind järsult.