Sprogimo ir degimo mechanizmo teoriniai pagrindai. Degimas ir sprogimas

Dujų (ir aerozolių) degimas ir sprogimas- chemijos požiūriu tai yra tie patys degiųjų dujų ir oksidatoriaus mišinio pavertimo degimo produktais procesai, o fizikos požiūriu tai iš esmės skirtingi procesai, kurie turi žymiai skirtingas išorines apraiškas.

Sprogimas fizikoje suprantamas kaip platus ratas reiškiniai, susiję su didelio energijos kiekio išleidimu ribotame tūryje per labai trumpą laiką. Be įprastų, kondensuotų cheminių ir branduolinių sprogmenų sprogimų, sprogstamieji reiškiniai apima ir galingas elektros iškrovas, kai didelis skaičiusšiluma, kurios veikiama aplinka virsta jonizuotomis dujomis su aukštas spaudimas; metalinių laidų sprogimas, kai galingas elektros srovė, pakanka greitai paversti laidininką garu; staigus korpuso, laikančio aukšto slėgio dujas, plyšimas; dviejų kietų kosminių kūnų, judančių vienas prie kito dešimtimis kilometrų per sekundę greičiu, susidūrimas, kai dėl susidūrimo kūnai visiškai virsta kelių milijonų atmosferų slėgio garais ir kt. bendras bruožas nes visi šie sprogimo reiškiniai, kurie skiriasi savo fizine prigimtimi, yra padidėjusio slėgio zonos susidarymas vietinėje zonoje, po kurios šią sritį supančioje terpėje viršgarsiniu greičiu plinta sprogstama / smūginė banga, kuri yra tiesioginė terpės slėgio, tankio, temperatūros ir greičio šuolis.

Uždegus degiuosius dujinius mišinius ir aerozolius, per juos plinta liepsna, kuri yra cheminės reakcijos banga mažesnio nei 1 mm storio sluoksnio, vadinamo liepsnos frontu, pavidalu. Tačiau, kaip taisyklė (išskyrus detonacinius degimo būdus), šie procesai nevyksta pakankamai greitai, kad susidarytų sprogstamoji banga. Todėl daugumos degių dujų mišinių ir aerozolių degimo procesas negali būti vadinamas sprogimu, o toks pavadinimas plačiai paplitęs techninėje literatūroje, matyt, dėl to, kad jei tokie mišiniai užsiliepsnoja įrenginių ar patalpų viduje, tai kaip dėl reikšmingo slėgio padidėjimo pastarieji sunaikinami. , kurie savo prigimtimi ir visomis išorinėmis apraiškomis turi sprogimo pobūdį. Todėl jei neatskirsime degimo procesų ir tikrojo lukštų sunaikinimo, o vertinsime visą reiškinį kaip visumą, tada toks pavadinimas Skubus atvėjis tam tikru mastu gali būti laikomas pagrįstu. Todėl degiuosius dujų mišinius ir aerozolius vadinant „sprogiaisiais“ ir apibrėžiant kai kuriuos medžiagų ir medžiagų „sprogstumo“ rodiklius, reikėtų prisiminti visiems žinomą šių terminų sutartiškumą.

Taigi, jei tam tikrame inde užsidegė degiųjų dujų mišinys, bet indas atlaikė susidariusį slėgį, tai ne sprogimas, o paprastas dujų degimas. Kita vertus, jei indas plyšo, tai yra sprogimas, ir nesvarbu, ar dujos degė greitai, ar labai lėtai; be to, tai yra sprogimas, jei inde iš viso nebuvo degiojo mišinio ir jis sprogo, pavyzdžiui, dėl oro slėgio pertekliaus ar net neviršijant projektinio slėgio, bet dėl ​​to praradus indo stiprumą. nuo jo sienų korozijos.

Tam, kad bet kokį fizikinį reiškinį būtų galima pavadinti sprogimu, būtina ir pakanka, kad aplinka sklistų smūginė banga. Smūginė banga gali sklisti tik viršgarsiniu greičiu, kitu atveju tai ne smūginė, o akustinė banga, sklindanti garso greičiu. Ir tarpinių reiškinių nuolatinėje terpėje šia prasme nėra.

Kitas dalykas – detonacija. Nepaisant bendros cheminės prigimties su deflagracija (degimo reakcija), ji pati plinta dėl smūginės bangos sklidimo per degiųjų dujų mišinį ir yra smūginės bangos ir jame vykstančios cheminės reakcijos bangos kompleksas.

Literatūroje dažnai vartojamas terminas „sprogus degimas“, kuris suprantamas kaip deflagracija, kai turbulentinės liepsnos plitimo greitis yra 100 m/s. Tačiau toks pavadinimas neturi jokios fizinės reikšmės ir niekaip nepateisinamas. Dujinių mišinių degimas yra deflagracija ir detonacija, o „sprogstamojo degimo“ nėra. Šios koncepcijos įdiegimą praktikoje, be abejo, lėmė autorių noras pabrėžti labai audringą degimą, vieną iš svarbių žalingi veiksniai kuri yra dujų greičio galvutė, kuri savaime (nesusidarant smūginei bangai) gali ir sunaikinti, ir apversti objektą.

Yra žinoma, kad tam tikromis sąlygomis deflagracija gali virsti detonacija. Tokiam perėjimui palankios sąlygos paprastai yra ilgų, pailgų ertmių, tokių kaip vamzdžiai, galerijos, kasyklos ir kt., buvimas, ypač jei jose yra kliūčių, kurios tarnauja kaip dujų srauto turbuliatoriai. Jei degimas prasideda kaip deflagracija ir baigiasi kaip detonacija, tada atrodo logiška manyti, kad yra tam tikras pereinamasis režimas, kuris yra tarpinis savo fizine prigimtimi, kurį kai kurie autoriai vadina sprogstamu degimu. Tačiau taip pat nėra. Perėjimą nuo degimo degimo ilgame vamzdyje prie detonacijos galima pavaizduoti taip. Dėl turbulencijos ir atitinkamai didėjančio liepsnos paviršiaus, jos sklidimo greitis didėja, o degiosios dujos stumia į priekį didesniu greičiu, o tai savo ruožtu dar labiau padidina degių mišinių turbulenciją prieš liepsną. priekyje. Liepsnos plitimo procesas savaime įsibėgėja, didėjant degiojo mišinio suspaudimui. Degiojo mišinio suspaudimas slėgio bangos ir pakilusios temperatūros pavidalu (temperatūra akustinėje bangoje kyla pagal Puasono adiabatinį dėsnį, o ne pagal Hugonioto adiabatinį dėsnį, kaip vyksta smūgio suspaudimo atveju) sklinda pirmyn greičiu. garso. Ir bet koks naujas papildomas trikdymas iš turbulentinės liepsnos greitėjančio priekio pusės didesniu greičiu sklinda per suspaudimo jau įkaitintas dujas (garso greitis dujose yra proporcingas T1/2, kur T yra absoliuti liepsnos temperatūra). dujos), todėl greitai pasiveja ankstesnio trikdymo priekinę dalį ir su ja sumuojasi . Ir jis negali aplenkti ankstesnio trikdymo priekio, nes vietinis garso greitis šaltose degiosiose dujose, esančiose netrikdomose dujose, yra daug mažesnis. Taigi pirmojo akustinio perturbacijos priekiniame krašte visi vėlesni trukdžiai sumuojami, slėgio amplitudė akustinės bangos fronte didėja, o pats frontas nuo iš pradžių švelniai pasvirusio tampa statesnis ir ilgainiui iš akustinio virsta smūginiu. Toliau didėjant smūgio fronto amplitudei, temperatūra jame, pagal Hugoniot adiabatą, pasiekia degiojo mišinio savaiminio užsidegimo temperatūrą, o tai reiškia detonacijos atsiradimą. Detonacija yra smūginė banga, kurios metu savaime užsidega degus mišinys.

Atsižvelgiant į aprašytą detonacijos atsiradimo mechanizmą, svarbu pažymėti, kad jis negali būti suprantamas kaip nuolatinis perėjimas nuo deflagracijos dėl nuolatinio liepsnos fronto pagreičio: detonacija įvyksta staigiai prieš deflagracijos liepsną, net esant dideliu atstumu nuo jos, kai ten susidaro atitinkamos kritinės sąlygos. Vėliau detonacinė banga, kuri yra vienas smūginės bangos ir cheminės reakcijos bangos kompleksas, sklinda stacionariai pastoviu greičiu per netrikdomas degias dujas, neatsižvelgiant į jas sukėlusią deflagracijos liepsną, kuri greitai nustoja egzistuoti, kai artėja prie detonacijos produktų.

Taigi smūginė banga, cheminės reakcijos banga ir retėjimo banga degimo produktuose juda tuo pačiu greičiu ir kartu sudaro vieną kompleksą, kuris lemia slėgio pasiskirstymą detonacijos zonoje aštrios trumpos smailės pavidalu. Griežtai kalbant, cheminės reakcijos zona yra tam tikru atstumu nuo smūginės bangos fronto, nes savaiminio užsidegimo procesas įvyksta ne iš karto po degiojo mišinio smūgio suspaudimo, o po tam tikro indukcijos laikotarpio ir turi tam tikrą mastą, nes cheminė reakcija įvyksta, nors ir greitai, bet ne akimirksniu. Tačiau nei cheminės reakcijos pradžia, nei jos pabaiga nenustato jokių būdingų slėgio smailės eksperimentinės kreivės lūžių. Eksperimentuose slėgio jutikliai fiksuoja detonaciją labai aštrių smailių pavidalu, o dažnai jutiklių inercija ir jų linijiniai matmenys neleidžia patikimai išmatuoti ne tik bangos profilio, bet net ir jos amplitudės. Norėdami apytiksliai įvertinti slėgio amplitudę detonacijos bangoje, galime daryti prielaidą, kad ji yra 2–3 kartus didesnė už maksimalų tam tikro degiojo mišinio sprogimo slėgį uždarame inde. Jei detonacijos banga artėja prie uždaro vamzdžio galo, tada ji atsispindi, dėl to slėgis vis tiek didėja. Tai paaiškina didelę ardomąją detonacijos jėgą. Detonacijos bangos smūgis į kliūtį yra labai specifinis: jis turi stipraus smūgio pobūdį.

Analogiškai su kondensuotomis sprogstamosiomis medžiagomis, kurios paprastai skirstomos į raketinį (paraką) ir sprogdinimą, galima pastebėti, kad šia prasme detonacija, santykinai kalbant, turi sprogdinimo poveikį kliūtims, o deflagracija – varomąjį poveikį.

Grįžtant prie klausimo dėl deflagracijos perėjimo į detonaciją galimybės ir sąlygų, reikia pažymėti, kad tam reikalingi ne tik dujų srauto turbuliatoriai, bet ir detonacijos galimybės koncentracijos ribos, kurios yra daug siauresnės nei detonacijos koncentracijos ribos. deflagracinė liepsnos plitimas. Kalbant apie galimybę susprogdinti dujų debesį atviroje erdvėje, toli gražu ne visi degūs dujų mišiniai gali tai padaryti: yra žinomi eksperimentiniai tyrimai, kurie parodė, pavyzdžiui, kai detonacija buvo inicijuota metano-oro debesies centre. stechiometrinės sudėties, tai yra, buvo susprogdintas nedidelis kondensuoto sprogmens mėginys, tada prasidėjęs debesies detonavimas sunyko ir peraugo į deflagraciją. Todėl, kai reikia priversti dujų debesį susprogdinti atviroje erdvėje (vadinamoji vakuuminė bomba), pirmiausia reikėtų rinktis medžiagą, kuri gali sprogti mišinyje su oru atviroje erdvėje, pvz. , etileno oksido, ir, antra, ne tik padegti, o iš pradžių susprogdinti bent nedidelį kondensuotos sprogstamosios (detonuojančios) medžiagos pavyzdį.

Savaiminis užsidegimas arba detonacija

Galimas ir kitas labai įdomus dujų degimo būdas: deflagracijos perėjimas prie savaiminio degaus mišinio dalies užsidegimo. Tam tikromis sąlygomis tai įmanoma degant uždarame tūryje, kai liepsnos frontui plintant nuo užsidegimo taško didėja slėgis uždarame tūryje, o pagal Puasono adiabatinį dėsnį pakyla degiojo mišinio temperatūra. , o tam tikru momentu savaime užsidega likusi degiojo mišinio dalis, kartu su slėgio šuoliu vietiniame tūryje. Išsamesni teoriniai šio proceso aprašymai pateikti literatūroje.

Eksperimentuose aprašytas savaiminio užsidegimo reiškinys gali būti suvokiamas kaip perėjimas nuo deflagracijos prie detonacijos, nors tarp jo ir detonacijos yra esminių fizinių skirtumų: detonacijos metu mišinys užsidega nuo smūgio suspaudimo išilgai Hugoniot adiabato (negrįžtamas termodinaminis procesas). ), o aprašytu atveju – iš izentropinio suspaudimo išilgai Puasono adiabato (grįžtamas termodinaminis procesas); detonacija sklinda bangos pavidalu tam tikru baigtiniu greičiu, o aprašytas savaiminio užsidegimo procesas vyksta vienu metu visame likusiame degiojo mišinio tūryje, kurį sąlyginai galima interpretuoti kaip liepsnos plitimą be galo dideliu greičiu.

Kas vyksta vidaus degimo variklio cilindre

Šiuo atžvilgiu tikslinga pažymėti, kad vidaus degimo variklio cilindre nėra palankių sąlygų deflagracijai pereiti prie detonacijos, tačiau yra sąlygos savaime užsidegti paskutinėms degiojo mišinio dalims. Vidaus degimo variklių projektuotojai turi tai išsiaiškinti, nes tik teisingai supratus šių procesų fiziką galima rasti veiksmingų būdų, kaip susidoroti su detonacija arba su tuo, kas klaidingai suprantama kaip detonacija.

Beje, tikras detonavimas yra gana tikėtinas vidaus degimo varikliuose, tačiau dėl to, kad mišinyje jį iš pradžių sukelia kibirkštinis išlydis, o tai, kaip pažymėta pačioje pradžioje, yra sprogimas, o jei mišinys, esant tam tikram variklio darbo režimui, gali detonuoti nuo tokio smūgio bangos šaltinio, tada jis kyla. Tačiau šiuo atveju detonacijos sprendimo būdai pasirodo visiškai kitokie. Pavyzdžiui, patartina bandyti kibirkštinį uždegimą pakeisti kaitinimo uždegimu, bet, žinoma, ne tuo, kuris buvo naudojamas variklio gamybos aušroje nuolat šildomo korpuso pavidalu, o impulsiniu. Tai galima padaryti, pavyzdžiui, per rezistorių labai trumpą laiką praleidžiant labai didelę srovę. Itin supaprastinus tokį uždegimą galima pavaizduoti taip: per tam tikro dydžio ir formos metalinį laidą, galintį jį išlydyti, reikia leisti srovę per maždaug 0,1 s, tačiau tikrasis srovės pratekėjimo laikas. reikėtų sumažinti, kad mišinys užsidegtų ir viela išsilydytų - ne. Šiuolaikiniai tiristoriai ir kita pramoninės elektronikos elementinė bazė gana leidžia tai padaryti bekontaktiniais metodais ir tuo pačiu tiksliai nustato tiek uždegimo momentą, tiek švytėjimo uždegimo energijos impulso dydį.

Literatūra

• Vodyanik V.I. Didelių dujų debesų sprogimo neribotoje erdvėje pavojaus įvertinimas // Darbų sauga pramonėje, 1990 m., Nr. 11.
• Vodyanik V. I., Tarakanovas S. V. Slėgio bangų atsiradimas savaime užsiliepsnojančioms dujoms prieš liepsnos frontą uždarame inde // Fizika goreniya i vzryva. Nr.1, 1985 m.
• Vodyanik V.I. Technologinių įrenginių apsauga nuo sprogimo. - M.: Chemija, 1991. - 256 p.
• Zeldovičius Ya. B., Barenblatt G. I., Librovičius V. B., Makhviladze G. M. Matematinė degimo ir sprogimo teorija. - M .: Nauka, 1980. - 479 p.
• Zeldovičius Ya. B. Smūgių bangų teorija ir įvadas į dujų dinamiką. - M.: SSRS mokslų akademijos leidykla, 1946 m.
• Zeldovičius Ya.B., Kompaneets A.S. Detonacijos teorija. - M.: Gosteoretizdat, 1955 m.
• Soloukhin R. I. Smūgio bangos ir detonacija dujose. - M.: Fizmatgiz, 1963 m.

Ugniai pavojingos medžiagų ir medžiagų savybės. Degimo proceso esmė. Degimo ir sprogimo mechanizmo teoriniai pagrindai

4 TEMA

Išvada

Spektaklis

Norėdami pagerinti našumą, galite naudoti įvairios schemos anksčiau aptartus ryšius. Be to, kai kuriais atvejais galite kontroliuoti sistemos išteklių naudojimo laipsnį.

Pavyzdys. „Kaspersky Anti-Virus for CheckPoint Firewall“ objektams nuskaityti galite lygiagrečiai naudoti kelis antivirusinius variklius. Vienam fiziniam procesoriui rekomenduojama naudoti keturis branduolius.

Atsižvelgdami į visa tai, kas išdėstyta pirmiau, galime daryti išvadą, kad šliuzų antivirusinės programos visiškai neapsaugo virusų prasiskverbimo per interneto kanalus. Naudodami šifravimą, slaptažodžiu apsaugotus archyvus, atsisiųsdami failus dalimis, galite sukurti sąlygas įsiskverbti kenkėjiška programa. Todėl, net jei vartuose yra antivirusinė programa, tinklo darbo stotims ir serveriams vis tiek reikia vietoje įdiegtos antivirusinės programos.

Tačiau šliuzų antivirusai gali žymiai sumažinti virusų srautą iš interneto ir sumažinti vietinių antivirusinių įrankių apkrovą, o tai yra nepaprastai svarbus veiksnys kuriant. integruota sistema antivirusinė apsauga.

Kalnų proceso esmė. Degimo ir vibracijos mechanizmo teoriniai pagrindai. Kalnų vaizdų klasifikacija. Vis labiau dega. Laminarinis ir deflagracijos kalnas, vibracija ir detonacija. Homogeniškas ir nevienalytis kalnas.

Degimas- cheminė medžiagos oksidacijos reakcija, kurią lydi didelis šilumos ir šviesos kiekis, palaipsniui didėjant savaiminiam pagreičiui.

Degimo sąlygos:

1) degiosios medžiagos buvimas;

2) oksiduojančios medžiagos buvimas; (O 2, Cl 2, F 2, Br 2, I 2, NO, NO 2);

3) užsidegimo šaltinio (impulso) buvimas.

Liepsnos susidarymo sąlygos yra mišinio, kuriame gali įvykti cheminė reakcija, susidarymas. Tuo pačiu metu šilumos kiekis, išsiskiriantis deginant kuro vieneto svorį, turėtų būti pakankamas, kad žymiai padidintų reagentų temperatūrą, palyginti su degimo produktais. Cheminės reakcijos greitis, ᴛ.ᴇ. tūrio vienetui per laiko vienetą reaguojančios medžiagos kiekis stipriai didėja didėjant temperatūrai, dėl to tokiomis sąlygomis stebimas savaiminis reakcijos pagreitis.

degioji medžiaga- kieta, skysta, dujinė medžiaga, kuri gali degti veikiama ugnies. Sumažėjus deguonies koncentracijai ore, degimo intensyvumas mažėja. Tuo pačiu metu suspaustas acetilenas, azoto chloridas, ozonas dega net ir be oro prieigos.

Degimas vyksta judančioje terpėje. Šis judėjimas turi būti paties degimo proceso pasekmė (žvakė) arba dėl priverstinių priežasčių (dujų turbina).

laminarinis degimas– gretimi skysčio sluoksniai tolygiai slysta vienas ant kito.

Liepsnos greitis, palyginti su pradiniu mišiniu, priklauso nuo cheminės reakcijos pobūdžio ir dujų šilumos laidumo. Degimo procesas, kurio pradinė ir galutinė būsenos apibūdinami taškais A ir B, paprastai vadinamas normaliu arba deflagracija. Liepsnos plitimo greitis šiuo atveju yra keli metrai per sekundę.

Sprogstamasis deginimas- liepsnos plitimo greitis siekia apie dešimt metrų per sekundę.

Sprogimas – ϶ᴛᴏ medžiagos degimas, lydimas itin greito didelio energijos kiekio išsiskyrimo, dėl kurio degimo produktai įkaista iki aukštos temperatūros ir smarkiai padidėja slėgis.

detonacinis degimas– degimo greitis iki 1000 m/s – uždegimo impulsas iš mišinio sluoksnio į sluoksnį perduodamas ne dėl šilumos laidumo, o dėl slėgio impulso.

Atsižvelgiant į priklausomybę nuo degiojo mišinio savybių, degimas turi būti vienalytis ir nevienalytis. Jei pradinės medžiagos turi vieną agregacijos būseną (dujų degimą), tai vadinama degimu vienalytis.

ugnies pavojus įvairių medžiagų ir medžiagos vertinamos pagal jų gebėjimą sukelti gaisrą ir sprogimą. Degiosios medžiagos yra medžiagos, kurių padidėjęs ugnies pavojus. Sprogimo ir gaisro pavojus patalpose, kuriose išsiskiria degiųjų medžiagų garai ir dujos bei dulkės, priklauso nuo jų koncentracijos ore.

Jei ore yra tokia dulkių, garų ar dujų koncentracija, kuri yra didesnė už apatinę užsiliepsnojimo ribą, tada, esant atviram ugnies šaltiniui, įvyks sprogimas, o už viršutinės užsiliepsnojimo ribos bus degimas.

Apatinė ir viršutinė sprogimo ribos vadinamos atitinkamai žemiausia ir didžiausia garų, dujų ar dulkių koncentracija ore, kuriai esant yra mišinio sprogimo galimybė. Pagal GOST 12.1.004 - 85 medžiagų gaisro pavojų apibūdina jų degumas, užsiliepsnojimo ir sprogimo pavojus.

Degios medžiagos turi šiuos pavadinimus:

NG – nedegios medžiagos. Tai medžiagos, kurios negali degti normalios sudėties oro atmosferoje.

TG yra labai degi medžiaga. Jis gali degti tik veikiamas išorinio uždegimo šaltinio, tačiau pašalinus negali užsidegti pats.

GW yra degus skystis. Tai skystis, kuris, pašalinus uždegimo šaltinį, dega savaime. Pliūpsnio temperatūra yra aukštesnė nei 61 0 C uždarame puodelyje arba 66 0 C atvirame.

Degūs skysčiai – degūs skysčiai. Jis dega savarankiškai pašalinus uždegimo šaltinį, kurio pliūpsnio temperatūra ne aukštesnė kaip 61 0 С uždarame tiglyje arba 66 0 С atvirame tiglyje.

GG yra degiosios dujos, galinčios sudaryti degius ir sprogius mišinius su oru ne aukštesnėje kaip 55 0 C temperatūroje.

BB yra sprogi medžiaga, galinti sprogti arba detonuoti be deguonies (O 3, CHºCH, azoto chlorido). Tai taip pat metalai, kurie gali degti chloro, sieros garų ar anglies dioksido atmosferoje.

Degiųjų skysčių ir GZH garų užsidegimo ribos išreiškiamos temperatūros ribomis. Šiuo atveju apatinė ir viršutinė temperatūros ribos atitinka apatinę (LEL) ir viršutinę (URL) koncentracijos riba, išreikštas tūrio procentais.

Pavojingiausi yra skysčiai, kurių pliūpsnio temperatūra ne žemesnė kaip 15 0 C ir plačios degumo ribos (anglies disulfidas turi: T pliūpsnį = -43 0 C; NVP = 1%; ERW = 50%).

Viena iš nurodytų įdegio formų dėl to, kad vyksta degimo procesas, yra blyksnis. Blykstė– greitas garų degimo procesas degus skystisįvyksta, kai jie liečiasi su atviru ugnies šaltiniu. Uždegimas yra ilgas degimo procesas, kylantis iš ugnies šaltinio ir trunkantis tol, kol iš degiosios medžiagos išsiskiria garai. Užsidegimas įvyksta, kai temperatūra yra aukštesnė už degių skysčių pliūpsnio temperatūrą 2 ... 5 0 C, o degių - 5 ... 30 0 C.

Klasifikatsiya rіdin, scho deginti, ant lengvos apkrovos (LZR) ir ant degių rіdini (GR), skirtų miego temperatūrai.

Degiųjų medžiagų klasifikavimas pagal sprogimo ir gaisro pavojų:

- sprogus ir degus: GG, kurio apatinė sprogumo riba yra 10% arba mažesnė nuo oro tūrio; skysčiai, kurių garų pliūpsnio temperatūra yra iki 28 0 C imtinai, jeigu minėtos dujos ir skysčiai gali sudaryti sprogius mišinius, kurių tūris viršija 5 % patalpos tūrio; medžiagos, galinčios sprogti ir degti sąveikaudamos su vandeniu, atmosferos deguonimi arba viena su kita;

- GG, kurio apatinė sprogumo riba yra daugiau kaip 10% oro tūrio, skysčiai, kurių garų pliūpsnio temperatūra yra nuo 28 0 С iki 61 0 С imtinai; skysčiai, įkaitinti iki pliūpsnio temperatūros ir aukštesnės; degiosios dulkės ir pluoštai, kurių apatinė sprogumo riba yra 65 g / m 3 arba mažesnė oro tūriui;

- degūs: skysčiai, kurių garų pliūpsnio temperatūra viršija 61 0 С, degiosios dulkės ar pluoštai, kurių apatinė sprogumo riba yra didesnė kaip 65 g / m 3 oro tūriui; medžiagos, kurios gali degti sąveikaudamos su vandeniu, atmosferos deguonimi arba tarpusavyje, kietos degiosios medžiagos ir medžiagos.

- nedegios medžiagos ir medžiagos karštai kaitinamos arba išlydytos, kurias apdorojant išsiskiria spinduliuojanti šiluma, kibirkštys ir liepsnos;

- sprogios: degiosios dujos be skystos fazės ir sprogios dulkės tokiu kiekiu, kad gali sudaryti sprogius mišinius, kurių tūris viršija 5% patalpos tūrio ir kuriose pagal techninio proceso sąlygas yra tik galimas sprogimas (be vėlesnio degimo); medžiagos, galinčios (be vėlesnio degimo) sąveikaudamos su vandeniu, atmosferos deguonimi arba viena su kita.

Ore esančių degiųjų dulkių sprogumą galima apibūdinti šiais parametrais:

- LEL, g / m 3;

– savaiminio užsidegimo temperatūra;

- vidutinė temperatūra;

– minimali užsidegimo energija;

- nedegių dulkių buvimas (koncentracija);

- oro drėgmė;

– pačių dulkių pasiskirstymas.

Savaiminis užsidegimas- medžiagos deginimo procesas, vykstantis nuo aplinkos temperatūros, bet be sąlyčio su atviru ugnies šaltiniu. Pavyzdžiui, savaiminis degių mišinių užsidegimas nuo jų suspaudimo, kai mišinio temperatūra pasiekia tam tikrą lygį.

Savaiminis užsidegimas- degimo procesas, atsirandantis dėl šilumos, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ, susikaupusios medžiagoje dėl biologinių arba fizikinių ir cheminių procesų.

Priešgaisrinė sistema Dega zahistu sistema. Organizacinių ir techninių vizitų sistema.

Ugniai pavojingos medžiagų ir medžiagų savybės. Degimo proceso esmė. Degimo ir sprogimo mechanizmo teoriniai pagrindai – samprata ir rūšys. Kategorijos "Medžiagų ir medžiagų gaisrui pavojingos savybės. Degimo proceso esmė. Degimo ir sprogimo mechanizmo teoriniai pagrindai" klasifikacija ir ypatumai 2014, 2015 m.

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Priglobta adresu http://www.allbest.ru/

• ESĖ
• tema

Degimo samprata. Degimo atsiradimo režimai

• Sankt Peterburgas, 2012 m

• TURINYS

Įvadas

1. Bendra informacija apie deginimą

1.1 Šilumos šaltiniai

1.3 Visiškas ir nepilnas degimas

1.4 Liepsna ir dūmai

Išvada

Literatūra

ĮVADAS

Degimas paprastai suprantamas kaip fizinių ir cheminių procesų visuma, kurios pagrindas yra greitai plintanti oksidacijos reakcija, lydima šilumos išsiskyrimo ir šviesos spinduliavimo. Dujinės terpės sritis, kurioje intensyvi cheminė reakcija sukelia liuminescenciją ir šilumos išsiskyrimą, vadinama liepsna.

Liepsna yra išorinis intensyvių medžiagų oksidacijos reakcijų pasireiškimas. Vienas iš kietųjų dalelių degimo būdų yra rūkstymas (degimas be liepsnos).

Degimo procese stebimi du etapai: molekulinio kontakto tarp kuro ir oksidatoriaus sukūrimas (fizinis) ir reakcijos produktų susidarymas (cheminis). Molekulių sužadinimas degimo metu atsiranda dėl jų kaitinimo. Taigi degimui pradėti ir vystyti būtini trys komponentai: degi medžiaga, oksidatorius ir uždegimo šaltinis (t. y. šilumos šaltinis).

Visų tipų degiųjų medžiagų ir medžiagų deginimas ore yra įmanomas, kai deguonies kiekis gaisro zonoje yra ne mažesnis kaip 14% tūrio, o kietų degiųjų medžiagų rūkymas tęsiasi iki 6%.

Uždegimo šaltinis turi turėti pakankamai šiluminės energijos, kad užsidegtų degi medžiaga. Bet kuri medžiaga dega dujų arba garų fazėje. Skystos ir kietos degios medžiagos kaitinamos virsta garais arba dujomis, po kurių užsidega. Esant pastoviam degimui, reakcijos zona veikia kaip likusios degiosios medžiagos uždegimo šaltinis.

1. Bendra informacija apie degimą

Yra šie degimo tipai:

Visiškas – degimas su pakankamu deguonies kiekiu arba pertekliumi;

Neužbaigtas - deginimas, kai trūksta deguonies.

Visiškai sudegus, degimo produktai yra anglies dioksidas (CO 2), vanduo (H 2 O), azotas (N), sieros dioksidas (SO 2), fosforo anhidridas. Nevisiškai degant, dažniausiai susidaro šarminiai, toksiški, degūs ir sprogūs produktai: anglies monoksidas, alkoholiai, rūgštys, aldehidai.

Medžiagų degimas gali vykti ne tik deguonies aplinkoje, bet ir tam tikrų medžiagų aplinkoje, kurioje nėra deguonies, chloro, bromo garų, sieros ir kt.

Degiosios medžiagos gali būti trijų agregacijos būsenų: skystos, kietos, dujinės. Atskiros kietosios medžiagos kaitinamos tirpsta ir išgaruoja, kitos suyra ir išskiria dujinius produktus bei kietą likutį anglies ir šlako pavidalu, kitos nesuyra ir netirpsta. Dauguma degiųjų medžiagų, nepriklausomai nuo agregacijos būsenos, kaitinant susidaro dujinius produktus, kurie, susimaišę su atmosferos deguonimi, sudaro degiąją terpę.

Pagal kuro ir oksidatoriaus sujungimo būseną jie išskiria:

Homogeninis degimas – dujų ir degiųjų garus formuojančių medžiagų deginimas dujiniame oksidatoriuje;

Sprogmenų ir parako deginimas;

Heterogeninis degimas – skystų ir kietų degiųjų medžiagų deginimas dujiniame oksidatoriuje;

Degimas sistemoje „skystas degus mišinys – skystas oksidatorius“.

1.1 Šilumos šaltiniai

Dauguma degiųjų medžiagų normaliomis sąlygomis, kaip žinoma, nevykdo degimo reakcijos. Jis gali prasidėti tik pasiekus tam tikrą temperatūrą. Tai paaiškinama tuo, kad oro deguonies molekulės, gavusios reikiamą šiluminės energijos tiekimą, įgyja galimybę geriau jungtis su kitomis medžiagomis ir jas oksiduoti. Šiuo būdu, šiluminė energija skatina oksidacijos reakciją. Todėl, kaip taisyklė, bet kokia gaisro priežastis yra susijusi su šilumos poveikiu degioms medžiagoms ir medžiagoms. Sudėtingus fizikinius ir cheminius bei daugelį kitų gaisrų metu vykstančių reiškinių taip pat pirmiausia lemia šiluminių procesų raida.

Procesai (impulsai), kurie prisideda prie šilumos vystymosi, skirstomi į tris pagrindines grupes: fizikinius (terminius), cheminius ir mikrobiologinius. Tekant tam tikromis sąlygomis, jie gali sukelti degiųjų medžiagų įkaitimą iki temperatūros, kuriai esant vyksta medžiagų degimas.

Pirmoji impulsų grupė, sukelianti uždegimą, daugiausia turėtų būti atvira liepsna, įkaitintas kūnas – kietas, skystas arba dujinis, kibirkštys (įvairios kilmės), sutelktos saulės spinduliai. Šie impulsai pasireiškia išoriniu šilumos poveikiu medžiagai ir gali būti kitaip vadinami terminiais.

Didžioji dauguma gaisrų, kylančių dėl įprastų, tai yra, dažniausiai pasitaikančių priežasčių, yra susiję su medžiagų ir medžiagų užsidegimu, veikiant daugiausia pirmiesiems trims iš nurodytų užsidegimo šaltinių.

Be jokios abejonės, nurodytas fizikinės, šiluminės grupės impulsų skirstymas tam tikru mastu yra sąlyginis. Metalo kibirkštys arba degančios organinės medžiagos taip pat yra kūnai, įkaitinti iki švytėjimo temperatūros. Tačiau vertinant jas kaip gaisrų priežastis, visų rūšių kibirkštis reikėtų išskirti į atskirą grupę.

Įkaitimas ir kibirkštis gali atsirasti dėl trinties, suspaudimo, smūgio, įvairių elektros reiškinių ir kt.

Vystantis cheminiams ar mikrobiologiniams impulsams, šiluma kaupiasi dėl cheminės reakcijos arba dėl gyvybinės mikroorganizmų veiklos. Skirtingai nuo šilumos šaltinio, veikiančio iš išorės, šiuo atveju šilumos kaupimosi procesas vyksta pačios medžiagos masėje.

Antrosios grupės procesų pavyzdys gali būti egzoterminės tam tikrų cheminių medžiagų sąveikos su drėgme arba tarpusavyje reakcijos, oksidacijos procesai. augaliniai aliejai, neretai sukeliantys savaiminį jų užsidegimą ir kt.

Trečiojo tipo šiluminis impulsas – mikrobiologinis – sukelia šilumos kaupimąsi medžiagoje ir savaiminį užsidegimą dėl daugybės paeiliui besivystančių procesų. Pradinė veikla gali būti augalų ląstelės jei augaliniai produktai nėra visiškai išdžiovinti. Tam tikras šilumos kiekis, susidarantis šiuo atveju, esant sąlygoms jos kaupimuisi, prisideda prie gyvybinės mikroorganizmų veiklos vystymosi, o tai savo ruožtu lemia tolesnį šilumos vystymąsi. Augalų ląstelės miršta aukštesnėje nei 45°C temperatūroje. Kai temperatūra pakyla iki 70–75 ° C, mikroorganizmai taip pat miršta. Tokiu atveju susidaro porėti produktai (akytos geltonosios anglys), kurie gali sugerti (adsorbuoti) garus ir dujas. Pastaroji absorbuojama išsiskiriant šilumai (adsorbcijos šilumai), kurią gali lydėti reikšmingos temperatūros išsivystymas esant palankioms šilumos kaupimuisi sąlygoms. Esant 150–200 ° C temperatūrai, suaktyvėja oksidacijos procesas, kuris, toliau vystantis, gali sukelti savaiminį medžiagos užsidegimą.

Praktikoje gerai žinomi savaiminio nedžiovinto šieno, gyvulių pašaro ir kt., augalinės kilmės produktų užsidegimo atvejai.

Mikrobiologinis procesas gali vykti ir augalinėse medžiagose, kuriose ląstelių veikla jau nutrūkusi. Tokiais atvejais medžiagos drėkinimas gali būti palankus tokiam procesui vystytis, kuris taip pat prisideda prie mikroorganizmų gyvybinės veiklos vystymosi.

Išvardinti procesai, lemiantys šilumos vystymąsi, kai kuriais atvejais egzistuoja glaudžiai tarpusavyje susiję. Po mikrobiologinio proceso seka fizikinis ir cheminis adsorbcijos reiškinys, pastarasis užleidžia vietą cheminei oksidacijos reakcijai kylant temperatūrai.

1.2 Degimo proceso atsiradimas

Nepaisant šilumos šaltinių, galinčių sukelti degimą tam tikromis sąlygomis, įvairovės, degimo proceso mechanizmas daugeliu atvejų yra tas pats. Tai nepriklauso nuo užsiliepsnojimo šaltinio ir degiosios medžiagos tipo.

Prieš bet kokį degimą pirmiausia pakyla degiosios medžiagos temperatūra, veikiant tam tikram šilumos šaltiniui. Žinoma, toks temperatūros padidėjimas turėtų vykti deguonies (oro) patekimo į prasidedančio degimo zoną sąlygomis.

Tarkime, kad kaitinimas vyksta veikiant išoriniam šilumos šaltiniui, nors, kaip žinoma, tai nebūtina visais atvejais. Pasiekus tam tikrą temperatūrą, kuri nėra vienoda skirtingoms medžiagoms, medžiagoje (medžiagoje) prasideda oksidacijos procesas. Kadangi oksidacijos reakcija vyksta egzotermiškai, t. y. išsiskiria šiluma, medžiaga (medžiaga) toliau įkaista ne tik veikiant išoriniam šilumos šaltiniui, kuris po kurio laiko gali sustoti, bet ir dėl oksidacijos procesas.

Šildomoji medžiaga (kieta, skysta ar dujinė) turi tam tikrą dydį, tūrį, paviršių. Todėl kartu su šios medžiagos masės šilumos kaupimu, ji išsisklaido aplinką dėl šilumos perdavimo.

Tolesni proceso rezultatai priklausys nuo kaitinimo medžiagos šilumos balanso. Jei išsklaidomos šilumos kiekis viršija medžiagos gaunamą šilumos kiekį, temperatūros kilimas sustos ir gali nukristi. Kitas dalykas, jei šilumos kiekis, kurį medžiaga gauna jos oksidacijos metu, viršija išsklaidytos šilumos kiekį. Tokiu atveju medžiagos temperatūra nuolat didės, o tai savo ruožtu suaktyvina oksidacijos reakciją, dėl kurios procesas gali pereiti į medžiagos degimo stadiją.

Analizuojant dėl ​​kokių nors priežasčių kilusių gaisrų kilimo sąlygas, reikėtų atsižvelgti į nurodytą degimo pradžios mechanizmą. Ypač į tai reikia atsižvelgti tais atvejais, kai tiriama savaiminio užsidegimo ar savaiminio užsidegimo galimybė. Pastaroji kartais gali atsirasti dėl ilgalaikio karščio poveikio santykinai žemoje temperatūroje ir sukelti gaisrus, pavyzdžiui, iš sistemų centrinis šildymas ir tt

Kietos ir skystos medžiagos, prieš jas deginant, veikiamos šilumos suyra, išgaruoja, virsta dujų ir garų produktais. Todėl kietų ir skystų medžiagų degimas, kaip taisyklė, vyksta garų ir dujų išsiskyrimo forma. Taigi šiluma ne tik suaktyvina deguonį. Dalis degimo metu išsiskiriančios šilumos išleidžiama ruošiant sekančias degiosios medžiagos sekcijas degimui, t.y. kaitinant, virsta skysta, garine ar dujine būsena.

Tiriant gaisrų priežastis dažnai tenka susidurti su celiuliozinėmis medžiagomis. Mechaninio ir cheminio medienos, medvilnės, linų apdorojimo gaminiuose pagrindinė sudedamoji dalis yra celiuliozė ir jos dariniai. Kaitinant, celiuliozės medžiagos suyra, o procesas vyksta dviem etapais. Pirmajame - parengiamajame - etape šiluminę energiją sugeria medžiagos masė.

Pagal TsNIIPO, celiuliozės medžiagos išdžiūsta 110°C temperatūroje ir pradeda išskirti kvapias lakias medžiagas. Esant 110–150 ° C temperatūrai, pastebimas šių medžiagų pageltimas ir stipresnis lakiųjų medžiagų išsiskyrimas. sudedamosios dalys. Kvapo buvimas kartais gali būti ženklas, į kurį, atsižvelgiant į kitas bylos aplinkybes, reikėtų atsižvelgti nustatant gaisro vietą ir laiką, taip pat tikrinant gaisro priežasties versijas. Esant 150-200°C temperatūrai, celiuliozės medžiagos dėl suanglėjimo įgauna rudą spalvą. Esant 210--230°C temperatūrai, jie išskiria didelį kiekį dujinių produktų, kurie ore savaime užsiliepsnoja. Tokiu atveju prasideda antrasis medžiagos terminio skilimo etapas – jos smilkimas arba ugninis degimas. Šiam etapui būdingas šiluminės energijos išsiskyrimas, t.y. reakcija yra egzoterminė. Šilumos išsiskyrimas ir temperatūros padidėjimas daugiausia vyksta dėl degančios medžiagos skilimo produktų oksidacijos.

Celiuliozės medžiagų degimas vyksta dviem laikotarpiais. Iš pradžių daugiausia išdega dujos ir kiti produktai, susidarantys terminio medžiagos skilimo metu. Tai ugnies degimo fazė, nors joje dega ir anglis.

Antrasis periodas – jis ypač būdingas medienai – pasižymi vyraujančiu anglių rūkymu. Antrojo medienos degimo etapo intensyvumas ir šiluminis efektas yra susiję su tuo, kiek anglies masės paviršius kontaktuoja su atmosferos deguonimi, koks jos poringumas. Pastarąjį daugiausia lemia degimo sąlygos pirmajame etape.

Kuo prastesnė dujų apykaita degimo zonoje ir kuo žemesnė degimo temperatūra jos liepsnos fazėje, tuo lėtesnis degimo procesas, tuo daugiau lakių ir kitų terminio skilimo (sausojo distiliavimo) produktų lieka anglies masėje, užpildydami jos poras. . Tai kartu su nepakankama dujų apykaita savo ruožtu užkerta kelią oksidacijai, t.y. anglies deginimas antroje degimo fazėje.

Tokiomis sąlygomis susidaro stambios anglys, o perkrovimas, pvz. medinis elementas struktūra gali susidaryti visoje elemento dalyje, vėliau nesudegus anglies masės.

Tai leidžia daryti tris išvadas:

1. Perdegimo greitis priklauso nuo sąlygų, kuriomis vyksta degimo procesas. Degimo sąlygos (pavyzdžiui, oro patekimas, temperatūra) skirtingose ​​ugnies vietose ir net vienoje vietoje, bet skirtingu metu yra nevienodos. Todėl literatūroje randama informacija apie vidutinį medienos degimo greitį, lygų 1 mm/min, negali būti pakankama išvadoms apie degimo trukmę konkrečiais atvejais.

2. Medinių konstrukcijų degimo laipsnis, t.y. jų pjūvio praradimas dėl gaisro, negali būti nustatytas tik pagal apanglėjimo gylį, nes anglys pradeda degti jau malkų degimo metu. Skirtingi degimo laipsniai, kartais praktiškai nulemti anglies sluoksnio storio, gali tik santykinai apibūdinti konstrukcijų ar jų elementų gaisro pažeidimo netolygumus. Faktinis sekcijos nuostolis, kaip taisyklė, visada bus didesnis.

3. Didelės, mažo poringumo akmens anglys, kurios kartais randamos atidarius konstrukcijas, rodo, kad degimo procesas buvo nebaigtas ir neintensyvus. Į šį požymį, atsižvelgiant į bylos aplinkybes, galima atsižvelgti nustatant gaisro šaltinį ir gaisro laiką, tikrinant gaisro priežasties versijas.

Pradiniam, parengiamajam kietųjų medžiagų degimo etapui apibūdinti vartosime du pagrindinius terminus – užsidegimą ir savaiminį užsidegimą.

Kietos degiosios medžiagos užsidegimas įvyksta veikiant terminiam impulsui, kurio temperatūra viršija medžiagos skilimo produktų savaiminio užsidegimo temperatūrą. Uždegimo procesui lemiamas veiksnys yra uždegimo šaltinis.

Šildymo medžiagos, pavyzdžiui, veltinio, degimas, kilęs veikiant degiklio liepsnai neatsargiai kaitinant vandens vamzdžius, yra vienas iš kietos degiosios medžiagos užsidegimo atvejų.

Kietos degiosios medžiagos savaiminis užsidegimas įvyksta nesant išorinio šiluminio impulso arba jo veikimo sąlygomis esant žemesnei nei šių produktų savaiminio užsidegimo temperatūrai. Savaiminio užsidegimo procesui lemiamos šilumos kaupimosi sąlygos.

Kaip geresnes sąlygasšilumos kaupimasis, mažiau jos išsklaidymo pradinėje degimo proceso stadijoje, todėl esant žemesnei aplinkos temperatūrai galimas savaiminis celiuliozės medžiagų užsidegimas. Didelė svarbašiais atvejais įgyja šildymo trukmę. Yra žinoma daug gaisrų, kurie kilo, pavyzdžiui, m medinės konstrukcijos pastatai dėl centrinio šildymo sistemų garo vamzdynų poveikio, kai aušinimo skysčio temperatūra 110–160 ° C, kuris truko keletą mėnesių. Tokie atvejai kartais vadinami terminiu savaiminiu užsidegimu. Prisiminkite, kad medžiagų savaiminio užsidegimo temperatūra greito kaitinimo metu yra 210–280°C. Tiriant gaisrų priežastis, būtina atsižvelgti į minėtą šių medžiagų savybę.

Kietų degiųjų medžiagų užsidegimo, savaiminio užsidegimo ir smilkimo sąvokos yra kilusios iš dviejų ankstesnių sąvokų – užsidegimo ir savaiminio užsidegimo.

Uždegimas yra medžiagos užsidegimo rezultatas ir pasireiškia ugnies degimu.

Savaiminis užsidegimas yra savaiminio medžiagų užsidegimo rezultatas ir taip pat pasireiškia ugnies degimu.

Rūkimas yra degimas be liepsnos ir gali atsirasti tiek dėl užsiliepsnojimo, tiek dėl savaiminio medžiagos užsidegimo.

Kitaip tariant, jei mūsų pavyzdyje veltinis užsidega, veikiant pūtiklio liepsnai, susidarant liepsnai, šiuo atveju galime sakyti: veltinis užsidegė. Nesant būtinas sąlygas deginant ugnimi, veltinio užsidegimas gali apsiriboti jo rūkstymu. Tą patį reikia atkreipti dėmesį į bet kokios savaime užsiliepsnojančios medžiagos užsiliepsnojimo ar rūkymo atveju.

Kietųjų medžiagų užsidegimas ir savaiminis užsidegimas skiriasi juos sukėlusio šiluminio impulso pobūdžiu. Tačiau kiekvienas iš jų, atstovaujantis tam tikro tipo pradiniam uždegimo etapui, gali sukelti kietų degiųjų medžiagų rūgimą ir užsidegimą.

Rūkimo procesas gali virsti liepsnos degimu, kai suaktyvėja oksidacinis procesas dėl tolimesnio temperatūros padidėjimo arba degime dalyvaujančio deguonies kiekio padidėjimo, t.y., esant geresnei oro patekimui.

Taigi degimo proceso atsiradimas nepriklauso tik nuo vieno šilumos impulso. Pastarųjų veikimas gali sukelti degimą tik tuo atveju, jei yra palankus visų degimo procesui būtinų sąlygų derinys. Todėl, jei vienu atveju didelio gaisro impulso gali nepakakti, tai kitu atveju degimas įvyks dėl labai silpno uždegimo šaltinio.

1.3 Visiškas ir nepilnas degimas

Oksidacinio proceso vaidmuo degant gaisruose. Šilumos vaidmuo plėtojant degimą buvo pažymėtas aukščiau. Tuo pačiu metu buvo akivaizdus glaudus ryšys tarp terminių ir oksidacinių procesų. Tačiau pastarieji atlieka labai svarbų vaidmenį deginant medžiagas ir medžiagas.

Medžiagų oksidacija degimo metu dažniausiai vyksta dėl ore esančio deguonies.

Norint visiškai sudeginti tą patį skirtingų medžiagų kiekį, reikia skirtingų oro kiekių. Taigi 1 kg medienos sudeginimui reikia 4,6 m 3 oro, 1 kg durpių - 5,8 m 3 oro, 1 kg benzino - apie 11 m 3 oro ir kt.

Tačiau praktiškai degimo metu visiškas deguonies absorbavimas iš oro neįvyksta, nes ne visas deguonis turi laiko susijungti su kuru. Reikalingas oro perteklius, kuris gali siekti 50% ar daugiau, viršijantis teoriškai degimui reikalingą oro kiekį. Daugumos medžiagų degimas tampa neįmanomas, jei deguonies kiekis ore nukrenta iki 14-18%, o skysčiams - iki 10% tūrio.

Dega dujų mainai. Oro srautą į degimo zoną lemia dujų mainų sąlygos. Degimo produktai, įkaitinti iki reikšmingos temperatūros (kelių šimtų laipsnių) ir dėl to turintys mažesnį tūrinį svorį, palyginti su aplinkos tūriniu svoriu, pereina į viršutinius erdvės sluoksnius. Mažiau šildomas oras savo ruožtu patenka į degimo zoną. Tokių mainų galimybė ir intensyvumas, žinoma, priklauso nuo degimo zonos izoliacijos nuo supančios erdvės laipsnio.

Gaisro sąlygomis degimas dažniausiai būna nepilnas, ypač jei tai susiję su gaisro atsiradimu medžiagų masėje ar pastatų dalyse. Nepilnas, uždelstas degimas būdingas gaisrams, kurie kyla, pavyzdžiui, konstrukcijose su tuščiaviduriais elementais. Nepalankios sąlygos dujų mainai sukelia nepakankamą oro tiekimą, o tai trukdo kilti gaisrui. Šilumos akumuliacija ir degančių konstrukcinių elementų abipusis kaitinimas nekompensuoja sumažėjusių dujų mainų slopinamojo poveikio.

Pasitaiko atvejų, kai nutraukus krosnį šildytuvas, kurio kamine lubų lygyje susidarė įtrūkimas, nutrūkus temperatūros poveikiui grindų elementams, degimas „savaimiškai“ nutrūko. Šiuo atveju lemiamą reikšmę turėjo deguonies trūkumas ir papildomo šilumos tiekimo, reikalingos degimui palaikyti šiomis sąlygomis, nutraukimas.

Uždelsto, nepilno degimo, atsiradusio dėl deguonies trūkumo, ir net savaiminio degimo nutrūkimo atvejų galima pastebėti ne tik pastatų dalyse, bet ir patalpose, kuriose trūksta reikiamų oro mainų. Tokios sąlygos būdingiausios rūsio patalpoms, sandėliukams ir pan., ypač sandariai uždarytoms langų ir durų angoms.

Tai taip pat palengvina didelis išmetamų dujinių produktų kiekis, nes jie neleidžia orui patekti į degimo zoną iš išorės. Taigi lauže deginant 1 kg medienos susidaro iki 8 m 3 dujinių produktų. Nors nepilno degimo metu jų išsiskiria mažiau, tačiau šiuo atveju degimo produktų kiekis skaičiuojamas kubiniais metrais nuo kiekvieno sudegusios medžiagos kilogramo (teorinis dujinių degimo produktų tūris – 1 kg medienos, sumažintas iki normalaus). sąlygomis, t. y. esant 760 mm Hg slėgiui gaminys ir 0 °C temperatūrai, yra apie 5 m 3).

Dėl šios aplinkybės pastebimai sumažėja degimo intensyvumas ir pailgėja jo trukmė patalpose, kai oro mainai yra nepakankami.

Nevisiško degimo produktuose yra medžiagų, susidarančių dėl terminio skilimo ir degiųjų medžiagų oksidacijos. Tarp jų – anglies monoksidas, acetaldehido garai, acto rūgštis, metilo alkoholis, acetonas ir kai kurios kitos gaisro vietai suteikiančios medžiagos, apdegę daiktai specifinį skonį ir kvapą, taip pat suodžiai.

Nepilno degimo produktai gali degti, o tam tikru santykiu mišinyje su oru sudaro sprogius mišinius. Tai paaiškina sprogstamojo užsidegimo atvejus, kurie kartais įvyksta gaisrų metu. Tokių reiškinių priežastys dažnai būna paslaptingos. Intensyvus užsidegimas, kartais labai artimas sprogimui, vyksta patalpose, tokiomis sąlygomis, kuriose, atrodytų, neturėtų būti jokių sprogmenų.

Net ir gaisro gesinimo metu galimas sprogios koncentracijos nepilno degimo produktų (daugiausia anglies monoksido) susidarymas ir atskirų uždarų nevėdinamų patalpų tūrių užpildymas. Tačiau pastarieji atvejai yra gana reti. Dažniau sprogus užsidegimas gali būti stebimas pirmajame gaisro gesinimo etape, kilusiame uždarose patalpose su bloga dujų apykaita, kai, atidarant angas, nepilno degimo produktų koncentracija gali būti sprogimo ribose, jei prieš tai buvo už viršutinės ribos.

Išaiškinimas, kokiomis sąlygomis vyko degimo procesas ant gaisro, ypač prieš jį atskleidžiant, yra tiesiogiai susijęs su gaisro kilimo laikotarpio nustatymu, taigi ir su tam tikrų versijų apie jo atsiradimo priežastį tyrimu.

Degimas, vykstantis gaisruose, kai dujų mainai yra nepakankami, kartais labai primena sauso distiliavimo procesą. Tokie gaisrai, laiku nepastebėti, gali tęstis kelias valandas. Paprastai jos atsiranda naktimis įstaigose ir objektuose, kuriuose nedarbo metu ir naktį susilpnėja priežiūra, nėra automatinės priešgaisrinės signalizacijos.

Kartais buvo galima stebėti, kaip dėl tokių gaisrų patalpų atitvarinės konstrukcijos ir jose esantys daiktai pasidengia juodu blizgančiu rusenančių medžiagų terminio skilimo produktų kondensuotųjų sluoksniu.

Nepilno degimo atvejai, įvykę mažose gyvenamosiose patalpose, pavyzdžiui, dėl neatsargaus rūkymo lovoje, yra susiję su mirtinomis pasekmėmis jų kaltininkams. 0,15 % anglies monoksido kiekis ore jau yra pavojingas gyvybei, o 1 % anglies monoksido kiekis sukelia mirtį. Todėl tiriant tokius gaisro atvejus būtina atsižvelgti į nesmurtinės mirties tikimybę, kuri gali įvykti dėl nelaimingo atsitikimo dėl anglies monoksido poveikio. Tiesioginę mirties priežastį nustato teismo medicinos ekspertizė.

Nepakankamas dujų apykaita gali sukelti subtilų ir ilgalaikį medžiagų rusenimą ne tik kilusio gaisro stadijoje, bet ir jį užgesinus, kai dėl vienokių ar kitokių priežasčių liko nelikviduoti pavieniai smulkūs židiniai. Kitas, pakartotinis ugniagesių komandų išvykimas šiais atvejais yra susijęs su to paties anksčiau neužgesusio gaisro likvidavimu. Tokie atvejai labiau tikėtini degant pluoštinėms ir birioms medžiagoms, kurių masėje dujų mainai yra apsunkinti.

1.4 Liepsna ir dūmai

Degimo procese dažniausiai atsiranda liepsnos ir dūmai, kurie dažniausiai yra pirmieji gaisro požymiai. Liepsna – dujų tūris, kuriame vyksta egzoterminė dujinių skilimo produktų arba degiosios medžiagos garų derinio su deguonimi reakcija. Todėl liepsna sudegina tas medžiagas, kurios kaitinamos gali išskirti garus ir dujas. Tai celiuliozės medžiagos, naftos produktai ir kai kurios kitos medžiagos.

Šviečiančioje liepsnoje yra kaitinančių nesudegusių anglies dalelių, kurios buvo degančios medžiagos dalis. Vėliau aušinant šias daleles susidaro suodžiai. Gaisro metu ant konstrukcijų ir medžiagų paviršiaus nusėdę suodžiai išdega aukštesnės temperatūros vietose ir lieka ten, kur temperatūra suodžių degimui buvo nepakankama. Todėl nustatant gaisro židinį atsižvelgiama į tai, kad atskirose, kartais ryškiai apibrėžtose atitvarinių konstrukcijų, objektų dalyse nėra suodžių, ar yra suodžių pėdsakų, atsižvelgiant į šių ženklų pobūdį.

Švytinčios liepsnos temperatūra priklauso ne tik nuo degančios medžiagos pobūdžio ir sudėties, bet ir nuo degimo sąlygų. Taigi, medienos liepsnos temperatūra gali būti nuo 600 iki 1200 ° C, priklausomai nuo jos rūšies, išsamumo ir degimo greičio.

Liepsnos temperatūra paprastai atitinka praktinę konkrečios medžiagos degimo temperatūrą. Pastarąjį lemia degančios medžiagos kaloringumas, degimo pilnumas ir greitis bei oro perteklius. Būtent oro perteklius lemia tai, kad praktinė degimo temperatūra visada yra žemesnė nei teorinė.

Beliepsnio degimo pavyzdžiai yra medžiagų rūkstymas, taip pat tų medžiagų, kurios neišskiria dujinių degių terminio skilimo produktų, degimas. Visų pirma, koksas ir medžio anglis dega be liepsnos, įkaista iki aukštos temperatūros, tuo pačiu skleisdami šilumą ir šviesą.

Pagal tokį netiesioginį požymį, kaip įkaitusių plieninių daiktų, konstrukcijų, plytų, akmens, liepsnos spalva, kartais galima susidaryti apytikslį vaizdą apie temperatūrą gaisro degimo zonoje.

Kaitinto plieno spalvos atitinka tokią temperatūrą (apytiksliai):

tamsiai raudona 700°C;

šviesiai oranžinė 1200°C

vyšnių raudona 900°C;

balta 1300°С

ryškiai vyšnių raudonumo 1000°C;

ryškiai balta 1400°C

tamsiai oranžinė 1100°C;

akinančiai balta 1500°С

Degimą ugnyje lydi dūmai, kartais labiau nei atvira liepsna, ypač prasidedančio gaisro stadijose.

Degimas vis dar gali vykti rūkstymo pavidalu, tačiau jį jau lydės dūmų išsiskyrimas. Todėl tais atvejais, kai gaisras vyksta be liepsnos degimo arba jis kyla paslėptas pastato konstrukcijose, dūmų susidarymas gali būti vienas iš pirmųjų kilusio gaisro požymių.

Dūmuose yra visiško ir nepilno degimo, degančios medžiagos irimo produktų, ore esančio azoto ir iš dalies deguonies (priklausomai nuo jo pertekliaus degimo metu), taip pat suodžių ir pelenų, susidarančių degant medžiagai.

Taigi dūmai yra degių ir nedegių garų ir dujų, kietųjų organinių ir mineralinių dalelių, vandens garų mišinys.

Degančių medžiagų sudėtis ir savybės bei degimo sąlygos lemia degimo metu susidarančių dūmų sudėtį, taigi ir kvapą, skonį bei kitus išorinius požymius. Kartais tokie liudininkų duomenys iš kilusio gaisro padeda lengviau nustatyti gaisro šaltinį ir jo priežastį, jei yra žinoma tam tikrų medžiagų ir medžiagų vieta gaisro zonoje. Tačiau reikia pažymėti, kad kartu degant įvairioms medžiagoms, ypač išsivysčiusio gaisro sąlygomis, charakteristikos kiekvienas iš jų gali būti nematomas. Tokiais atvejais toli gražu ne visada iš dūmų galima daryti išvadą apie degančios medžiagos pobūdį.

2. Šilumos perdavimas ir degimo plitimo ypatumai gaisruose

Prasidėjus degimo procesui, prasideda šilumos plitimas, kuris gali vykti šilumos laidumo, spinduliavimo ir konvekcijos būdu. Taip pat vyksta šilumos perdavimas ir degimas plinta gaisruose.

Šilumos perdavimas šilumos laidumo būdu vyksta esant skirtingoms skirtingų kūno dalių (medžiagos, struktūros) arba skirtingų kūnų, kurie liečiasi vienas su kitu, temperatūromis. Todėl šis šilumos perdavimo būdas dar vadinamas kontaktiniu. Šiluma tiesiogiai perduodama iš labiau šildomų kūno dalių į mažiau šildomus, mažiau šildomus kūnus labiau įkaitusiais kūnais.

Elektrinis lygintuvas, paliktas įjungtas ant degaus pagrindo, degančios anglys ar konstrukcijų dalys, kurios gaisro metu nukrito ant degiųjų medžiagų, yra gaisro kilimo arba plitimo dėl kontaktinio šilumos perdavimo pavyzdžiai.

Analizuojant gaisrų priežastis, kartais reikia atsižvelgti į medžiagų šilumos laidumą, kuris gali būti siejamas su tam tikromis gaisro priežasties versijomis ar jo išsivystymo sąlygomis.

Šilumos laidumas įvairios medžiagos skiriasi ir paprastai yra tiesiogiai susijęs su jų tūriniu tankiu. Metalai turi didžiausią šilumos laidumą. Pluoštinių ir poringų medžiagų šilumos laidumas yra mažas, o dujų, ypač oro, šilumos laidumas yra labai mažas. Didėjant temperatūrai ar drėgmei, medžiagų ir medžiagų šilumos laidumas šiek tiek padidėja.

Medžiagos, turinčios mažą šilumos laidumą, ypač esant nepakankamam dujų mainams, net esant ilgas deginimas gali perdegti palyginti mažose, kartais griežtai ribotose srityse. Tokios medžiagos yra mediena, medvilnė, popierius, tekstilės medžiagos ir kitos, turinčios masyvią dalį arba su tankiu įpakavimu.

Be to, praktikoje gerai žinomi šilumos perdavimo atvejai, kai metaliniai elementai praeina per nedegias pastatų dalis – lubas, sienas, dangas ir kt.

Kartais tai buvo gaisrų priežastimi, kai kuriais atvejais tai prisidėjo prie tolesnio jų vystymosi formuojant antrinius izoliuotus degimo centrus.

Šilumos perdavimas spinduliavimo būdu įkaitusių kietų ar skystų kūnų paviršiais, taip pat dujos (spinduliacija) vyksta visuose gaisruose. Tačiau priklausomai nuo sąlygų, spinduliuojančios šilumos poveikis pasireiškia įvairiais laipsniais. Stipriausios spinduliuotės šaltinis tokiais atvejais yra liepsna, mažiau įkaitę kūnai ir dūmai. Svarbi savybėŠis šilumos perdavimo būdas slypi tame, kad spinduliuotė nepriklauso nuo aplinkos judėjimo krypties, pavyzdžiui, nuo konvekcijos ar vėjo.

šiluminė konvekcija deganti ugnis

3. Konvekcija. Pagrindinis degimo plitimo gaisruose dėsningumas

Šilumos perdavimas konvekcijos būdu gaisruose yra labiausiai paplitęs.

Konvekcija – labiau įkaitusių dalelių judėjimas – vyksta dujose ir skysčiuose. Jis susidaro dėl tūrinių svorių skirtumo, pasikeitus temperatūrai atskiri skyriai skystis ar dujos.

Tokios dėl kokių nors priežasčių įkaitintos terpės tūriai juda aukštyn (jei nėra srovių ar kliūčių, nukreipiančių konvekciją), užleisdami vietą mažiau įkaitusioms ir todėl sunkesnėms terpės dalims.

Konvekcija įvyksta, kai tik temperatūra pakyla, vystantis degimo procesui. Konvekcija skatina dujų mainus, skatina prasidedančio gaisro vystymąsi.

Gaisro sąlygomis pagrindinės šilumos masės perduodamos konvekcija.

Vienoje iš parduotuvių įvykusio ir anksčiau aprašyto gaisro atveju didelis konvekcinių srovių mastas turėjo būti priskirtas būdingų reiškinių skaičiui. Jų kelias – nuo ​​gaisro židinio iki kambario lubų prekybos aukšte, po lubomis iki angos grindyse ties laiptais ir per šią angą į antrą aukštą (iš viso apie 20 m). Suanglėjus vidaus apdailai ir deformuojant plafonus, dekoruotus naudojant organinį stiklą, buvo galima atsekti konvekcijos kelią ir spręsti apie reikšmingą šių srautų temperatūrą.

Kelių šimtų laipsnių temperatūros konvekcinės srovės, savo kelyje plaunančios konstrukcijas ir medžiagas jas įkaitina, o tai gali sukelti medžiagų užsidegimą, deformuotis ir sunaikinti nedegius pastato elementus ir dalis.

Taigi konvekcija, nepaisant jos masto, kiekvienu individualiu atveju lemia vieną iš pagrindinių degimo plitimo gaisruose dėsnių. Nesvarbu, ar degimas vyksta pastato tūryje, ar atskiroje patalpoje, ar jis vystosi, pavyzdžiui, balduose, įrangoje ir pan., visais atvejais konvekcija yra aukštyn. Į šią gaisro plitimo tendenciją reikia atsižvelgti tiriant gaisrus.

Neretai ikiteisminio tyrimo metu ar teisiamajame posėdyje galima išgirsti gaisro liudininkų pareiškimus, kad gaisras pirmą kartą buvo pastebėtas viršutinėje pastato dalyje. Tačiau tai nereiškia, kad gaisro šaltinis yra ten, kur aptinkamas gaisro kilimas. Ugnies vieta gali būti konstrukcijos apačioje, tačiau degimas pagal nurodytą modelį pirmiausia gali plisti į viršų, pavyzdžiui, išilgai tuščiavidurių konstrukcijų elementų ir ten įgauti atvirą pobūdį.

Angos ir skylės, įskaitant atsitiktinius ir mažus dydžius, nutekėjimus ir įtrūkimus, vietinis apsauginio sluoksnio (pavyzdžiui, tinko) nebuvimas arba jo susilpnėjimas gaisro metu prisideda prie degimo vystymosi. Todėl galime teigti, kad degimo plitimo gaisruose schema bendra forma yra tiesiogiai priešinga laisvam skysčio judėjimui. Pastarasis visada linkęs tekėti žemyn, kartais prasiskverbdamas į smulkiausias skylutes, nuteka. Įkaitusių degimo produktų konvekcija ir su ja susijęs sklidimas, kaip jau minėjome, turi kylantį pobūdį.

Kartais konvekcija sukelia degančių daiktų pernešimą: rūkstantį popierių, anglis, ant atviros ugnies – smėlius ("jackdaws") ir net degančią medieną, rąstus. Degimas tokiais atvejais įgauna sūkurinį pobūdį. Gaisro zonoje vėjas kyla dėl milžiniškų dujų mainų, sukeltų savaiminio gaisro. Tokių rūkstančių ir degančių objektų pašalinimas konvekcijos būdu gali suformuoti naujus degimo centrus.

Praeidami pažymime, kad vėjas gali sukelti panašių rezultatų plėtojant atvirą ugnį. Vėjo vaidmuo vystymuisi atviros ugnies pakankamai gerai žinomas.

Konvekcijos kryptis gaisro metu tiek atskirose jo dalyse, tiek pagrindinėje gali keistis. Tai atsitinka dėl pažeidimo langų stiklinimas, perdegimų ir nutekėjimų susidarymas, konstrukcijų sunaikinimas, taip pat dėl ​​specialaus priešgaisrinių skyrių atidarymo.

Konvekcija ant gaisro formuoja ženklus, pagal kuriuos galima nustatyti degimo vystymosi kryptį ir būdus, taigi ir gaisro šaltinį. Taip yra dėl to, kad konvekciniame sraute vyksta intensyvesnis konstrukcijų ir medžiagų ardymas. Šiuo atžvilgiu ypač būdingas konvekcinių srovių judėjimas skylėse ir angose.

Kalbant apie natūralios konvekcijos vaidmenį gaisruose, taip pat būtina atkreipti dėmesį į oro judėjimo, nesusijusio su gaisru, įtaką degimo plitimui. Oro srovės gali būti prieš gaisrą pastato konstrukcijose ar patalpoje, taip pat objektą, ant kurio kilo gaisras, supančioje atmosferoje.

Temperatūros skirtumas skirtingose ​​pastato dalyse, jungtis tarp jų, leidžianti cirkuliuoti, vėjo kryptis ir stiprumas lems vietines oro aplinkos judėjimo sąlygas, taip pat turės įtakos gaisro kilimui ir pastato ypatumams. jo plėtra.

Tiriant konkrečias gaisro atvejų aplinkybes, reikia atsižvelgti į oro srovių egzistavimo galimybę. Būtent tokia būsena kartais paaiškina pirmųjų vienoje vietoje prasidėjusio gaisro požymių nebuvimą ar jų aptikimą kitoje, degimo vystymosi kryptį konstrukcijose (daugiausia horizontalia kryptimi), plitimo greitį. gaisro, jo masto, kai ugnis įgavo atvirą pobūdį.

4. Veiksniai, lemiantys degimo gaisruose pobūdį ir jo rezultatus

Aukščiau trumpai atskirai aptarėme būtinas degimo sąlygas ir šilumos perdavimo būdus. Pastebėta šių veiksnių įtaka degimo plitimo procesams gaisrų metu. Tačiau reikia pabrėžti, kad didžiąja dauguma atvejų gaisruose įvyksta šių veiksnių derinys arba įvairios jų kombinacijos.

Sudėtingos ir įvairios sąlygos, kuriomis vyksta degimo procesas gaisruose, lemia tai, kad konstrukcijos ir medžiagos dega netolygiai. Netolygumus visų pirma lemia tai, kad ugnies plitimo greitis ir degimo plotas didėja ne proporcingai degimo laikui, o palaipsniui, t. tiesiogiai nepriklauso nuo jos dydžių. Tai paaiškinama tuo, kad didėjant degimo plotui ir jo intensyvumui, laipsniškai didėja šiluminiai ir kiti veiksniai, turintys įtakos gaisro vystymuisi.

5. Šiluminiai procesai, vykstantys degant ugnies sėdynėje ir jų įtaka židinio ženklų susidarymui

Dėl gaisro kilusio degimo medžiagos, konstrukcijos, įrenginiai ir atskiri daiktai, esantys aukštos temperatūros zonoje, įvairiai sunaikinami, deformuojami arba visiškai sunaikinami. Sunkiausi nudegimai ir sunaikinimai paprastai būna toje vietoje, kur kilo gaisras. Kitose gaisro vietose, ant konstrukcijų, įrenginių ir medžiagų, dėl šiluminio poveikio susidaro būdingi ženklai, rodantys degimo kryptį. Židinio požymių susidarymo priežastis yra natūraliai vykstantys šiluminiai procesai degant ugnyje. Pagrindiniai šiluminių procesų ugnies sėdynėje dėsningumai yra šie:

ilgesnis degimo laikas židinyje, palyginti su kitomis ugnies vietomis;

pakylėtas temperatūros režimas;

šilumos perdavimas kylančiu konvekciniu srautu.

Šiluminių procesų trukmė ugnies sėdynėje

Degimo trukmę gaisro metu patalpoje lemia daugybė veiksnių, tarp kurių svarbiausi yra patalpos degios apkrovos vertė, medžiagų išdegimo greitis ir dujų mainų sąlygos.

Gaisrų tyrimo rezultatai rodo, kad degimo trukmė gaisro židinyje, kaip taisyklė, viršija degimo trukmę kitose gaisro vietose, o skirtumas gali būti reikšmingas.

Tai paaiškinama degimo vystymosi proceso pobūdžiu, kurį galima suskirstyti į tris nuoseklius periodus (1 pav.).

Pirmasis periodas (OA) atitinka degimo vystymąsi nuo mažo židinio iki bendro užsidegimo kambario tūryje. Šiuo laikotarpiu gaisras vystosi nestacionariomis sąlygomis, kai laikui bėgant kinta perdegimo greitis ir dujų mainų sąlygos. Paskutiniame šio laikotarpio etape degimo plotas smarkiai padidėja, vidutinė tūrinė temperatūra patalpoje greitai pakyla dėl beveik vienu metu (per 30–60 s) užsidegančios pagrindinės degiosios medžiagos dalies.

Ryžiai. 1. "Temperatūros ir laiko" kreivė, apibūdinanti gaisro vystymosi laikotarpius

Pirmojo periodo laikas labai skiriasi ir gali siekti kelias valandas esant ribotoms dujų mainų sąlygoms. Vidutinio dydžio patalpoms (administracinėms, gyvenamosioms ir kt.), kuriose yra nepakankamas dujų mainai, pirmojo periodo laikas yra 30-40 minučių, o esant optimaliam dujų mainui ir nedegiam sienų apmušimui - 15-28 minutės.

Reikšmingi pokyčiai, palyginti su antruoju gaisro vystymosi periodu, taip pat pastebimi šilumos perdavimo pobūdyje. Pirmuoju laikotarpiu ugnis plinta daugiausia dėl šilumos perdavimo konvekcijos būdu ir šilumos laidumo. Tuo pačiu metu temperatūros skirtingose ​​patalpos vietose labai skiriasi viena nuo kitos.

Antruoju (pagrindiniu) gaisro vystymosi periodu (kreivė AB) pagrindinė degiosios medžiagos dalis (iki 80% visos apkrovos) išdega beveik pastoviu greičiu. Šiuo atveju vidutinė tūrio temperatūra pakyla iki didžiausios vertės. Šiuo laikotarpiu šilumos perdavimas daugiausia vyksta spinduliuote.

Trečiasis periodas atitinka ugnies slopinimo periodą, kurio metu anglies likučiai lėtai išdega, o temperatūra patalpoje mažėja.

Taigi degimo ugnies sėdynėje trukmė viršija panašias vertes kitose gaisro vietose pirmuoju gaisro vystymosi laikotarpiu.

Temperatūros režimas ugnies sėdynėje

Aukštesnės temperatūros režimo susidarymą ugnies sėdynėje, palyginti su kitomis gaisro zonomis, lemia šie veiksniai:

didelis šilumos išsiskyrimas ugnies sėdynėje, palyginti su kitomis gaisro zonomis,

temperatūros lauko pasiskirstymo pobūdis gaisro patalpoje metu;

fizikiniai temperatūros lauko susidarymo konvekciniuose srautuose dėsniai.

Degimo metu išsiskirianti šiluma yra pagrindinė gaisro išsivystymo ir jį lydinčių reiškinių priežastis. Šilumos išsiskyrimas vyksta ne visame degimo zonos tūryje, o tik šviečiančiame sluoksnyje, kur vyksta cheminė reakcija. Šilumos pasiskirstymas gaisro zonoje laikui bėgant nuolat kinta ir priklauso nuo daugybės veiksnių. Išskiriamą šilumą suvokia degimo produktai, kurie konvekcijos, šilumos laidumo ir spinduliavimo būdu perduoda šilumą tiek į degimo zoną, tiek į šilumos poveikio zoną, kur susimaišo su oru ir ją šildo. Maišymo procesas vyksta per visą degimo produktų judėjimo kelią, todėl temperatūra šilumos paveiktoje zonoje mažėja tolstant nuo degimo zonos. Pradiniame gaisro vystymosi etape šilumos suvartojimas orui, pastato konstrukcijoms, įrangai ir medžiagoms šildyti yra didžiausias. Suvokta šiluma statybinės konstrukcijos, sukelia jų įkaitimą, dėl kurio degiosios medžiagos deformuojasi, griūva ir užsidega.

Pirmuoju kūrimo laikotarpiu degimo ugnies sėdynėje trukmė viršija panašias vertes kitose ugnies vietose. Tai sukelia didesnį šilumos išsiskyrimą ir padidina temperatūrą židinyje, palyginti su kitomis ugnies vietomis.

Temperatūros lauko pasiskirstymo pobūdis gaisro patalpoje metu taip pat nulemia aukščiausios temperatūros susidarymą šaltinyje pradiniu gaisro vystymosi laikotarpiu. Maksimali temperatūra, kuri paprastai yra aukštesnė už vidutinį tūrį, susidaro degimo zonoje (ugnies vietoje), o jai tolstant nuo jos mažėja dujų temperatūra dėl degimo produktų praskiedimo oru ir kita šiluma. nuostoliai aplinkai.

Daugiau karštis ugnies sėdynėje taip pat yra dėl konvekcinės srovės skerspjūvio temperatūros lauko susidarymo pobūdžio.

Konvekcinės srovės susidaro visur, kur yra šilumos šaltinių ir erdvės joms vystyti. Konvekciniai srautai atsiranda dėl šių priežasčių. Degimo metu į degimo zoną patenka oras, dalis jo dalyvauja degimo reakcijoje, dalis įkaista. Šaltinyje susidaręs dujų sluoksnis yra mažesnio už aplinkos tankį, todėl jį veikia kėlimo (archimedo) jėga ir veržiasi aukštyn. Atsilaisvinusią vietą užima tankus nešildomas oras, kuris, dalyvaudamas degimo reakcijoje ir kaitindamas, taip pat veržiasi aukštyn. Taigi iš degimo zonos yra reguliarus kylantis konvekcinis šildomų dujų srautas. Dujinė terpė, pakilusi virš degimo zonos, sutraukia orą iš aplinkos, dėl to jos skerspjūvyje susidaro temperatūros laukas. Temperatūros laukas kylančių konvekcinių srautų skerspjūvyje paskirstomas simetriškai apie vertikalią ašį, maksimaliai išilgai srovės ašies. Esant atstumui nuo ašies, temperatūra mažėja iki aplinkos temperatūros ties srovės riba.

Šie dėsningumai vyksta pirmajame raidos periode, t.y. kai dega ugnyje. Šiuo laikotarpiu degimo plotas yra nereikšmingas ir konvekcinė srovė sklinda pagal srauto aukštyn dėsnius neribotoje erdvėje, o maksimalios temperatūros susiformuos centre virš ugnies.

Ateityje, kai gaisro plotas smarkiai padidės, temperatūros formavimosi konvekciniuose srautuose pobūdis pasikeis. Esant tokioms sąlygoms, konvekcinė srovė sklinda ribotoje erdvėje, o tai pakeičia temperatūros lauko vaizdą sraute. Tačiau išlaikomas bendras temperatūros pasiskirstymo nuo maksimumo ašyje iki aplinkos temperatūros ties srovės riba.

Taigi, visi trys šie veiksniai sukelia padidėjusią temperatūrą ugnies sėdynėje, palyginti su kitomis zonomis, ir ši aplinkybė yra būdingas bruožasšiluminiai procesai ugnies sėdynėje.

Šilumos perdavimo iš ugnies pobūdis

Šiluminių procesų ugnies dėtuvėje dėsningumai taip pat apima besiplečiantį konvekcinių srautų sklidimą iš ugnies sėdynės ir dėl to savotišką konstrukcijų pažeidimą dėl šilumos, esančios konvekcinės srovės masėje.

Degimo metu konvekcinės srovės judėjimas virš ugnies sėdynės yra audringas. Sūkurinės masės, judėdamos skersai už srovės ribų, sutraukia nejudrios terpės sluoksnius. Maišymo metu tarp srovės ir stacionarios terpės vyksta šilumos mainai. Dėl to didėja purkštuko masė, didėja jos plotis, o konvekcinės srovės forma įgauna besiplečiantį pobūdį, judant aukštyn. Konvekcinės srovės pradinio turbulencijos laipsnis nulemia jos atsidarymo kampą. Kuo didesnis purkštuko turbulencijos laipsnis, tuo intensyviau su juo susimaišo aplinka ir tuo didesnis jos pradinio išsiplėtimo kampas.

Taigi fizikiniai šilumos mainų ir judėjimo dėsniai nulemia didėjantį konvekcinių srautų sklidimo pobūdį, o šiuo atveju vykstantys šilumos mainai būdingi šiluminiams procesams ugnies sėdynėje.

Svarstomi pagrindiniai šiluminių procesų dėsningumai (ilgesnė jų eigos trukmė, padidėjęs temperatūros režimas kitų degimo sričių atžvilgiu ir šilumos perdavimo konvekciniais srautais pobūdis) būdingi tik degimui ugnies sėdynėje. Žinios apie fizikinių reiškinių, lemiančių šiluminių procesų susidarymą, prigimtį leidžia racionaliau žiūrėti į gaisro šaltinio nustatymo klausimą.

Nurodytos šiluminių procesų dėsningumai priešgaisrinėje sėdynėje yra ryškesni pradiniame gaisro vystymosi etape arba pašalinant degimą antrojo laikotarpio pradžioje. Vėliau pašalinus degimą, pamažu išsilygina šiluminių procesų skirtumai gaisro šaltinyje ir kitose gaisro vietose, o tai natūraliai įtakoja konstrukcijų, medžiagų ir įrenginių pažeidimų pobūdį. Į šią aplinkybę reikia atsižvelgti nustatant gaisro šaltinį.

IŠVADA

Degimas yra cheminė reakcija lydimas šilumos ir šviesos išsiskyrimo. Tai įmanoma, kai derinamos šios trys sąlygos:

Degios medžiagos buvimas;

Šilumos, kurios pakaktų degioms medžiagoms uždegti ir degimo procesui palaikyti, buvimas;

Deguonies (oro) buvimas tokiais kiekiais, kurių reikia degimui.

Prasidėjus degimo procesui, prasideda šilumos plitimas, kuris gali vykti šilumos laidumo, spinduliavimo ir konvekcijos būdu.

Degimo gaisre trukmę lemia daugybė veiksnių, tarp kurių svarbiausi yra degiosios apkrovos dydis, medžiagų perdegimo greitis ir dujų mainų sąlygos. Perdegimo greitis priklauso nuo sąlygų, kuriomis vyksta degimo procesas. Degimo sąlygos (pavyzdžiui, oro patekimas, temperatūra) skirtingose ​​ugnies vietose ir net vienoje vietoje, bet skirtingu metu yra nevienodos.

Po degimo pradžios nuolatinis uždegimo šaltinis yra degimo zona. Degimo atsiradimas ir tęsimas galimas esant tam tikram kiekybiniam degiosios medžiagos ir deguonies santykiui, taip pat esant tam tikroms temperatūroms ir uždegimo šaltinio šiluminės energijos rezervui. Didžiausias stacionaraus degimo greitis stebimas gryname deguonyje, mažiausias - kai ore yra 14-15% deguonies. Esant mažesniam deguonies kiekiui ore, daugumos medžiagų degimas sustoja.

LITERATŪRA

Megorsky B.V. Gaisrų priežasčių nustatymo metodika, - M .: Stroyizdat, 1966 m.

Zeldovich Ya.B., Matematinė degimo ir sprogimo teorija. - M.: Nauka, 2000 m.

Williamsas F.A., Degimo teorija. - M.: Nauka, 2001 m.

Gaisro tyrimas. Vadovėlis. / Red. G.N. Kirillova, M.A. Gališeva, S.A. Kondratjevas. - Sankt Peterburgas: Rusijos nepaprastųjų situacijų ministerijos valstybinės priešgaisrinės tarnybos Sankt Peterburgo universitetas, 2007 - 544 p.

Fedotovas A.Zh. tt Gaisrinė techninė ekspertizė, - M., 1986 m.

Gaisrų tyrimas, - M .: VNIIPO MVD RF, 1993 m.

Cheshko I.D. Gaisrų ekspertizė, - Sankt Peterburgas; Rusijos SPb IPB VRM, 1997 m.

V.G. Dontsovas, V.I. Putilinas. Vadovas „Gaisrų tyrimas ir tyrimas“, SSRS vidaus reikalų ministerijos aukštoji mokykla, Volgogradas.

Cheshko I.D. Gaisro tyrimo techniniai pagrindai, - M., 2002 m

S.I. Taubkinas. Celiuliozinių medžiagų priešgaisrinės apsaugos pagrindai. Red. MKH RSFSR, 1960 m.

Žinynas priešgaisriniams ir techniniams ekspertams, - L., 1982 m

S.I. Zernovas. Pradiniai veiksmai dėl gaisro fakto, M., 2005 m

Cheshko I.D. Gaisro vietos apžiūra, M., 2004 m

Priglobta Allbest.ru

Panašūs dokumentai

Fizinės ir cheminės degimo ir sprogimo pagrindai. Šiluminės, grandininės ir difuzinės medžiagų, sprogmenų degimo teorijos. Savybės kietasis kuras ir degimo produktai, degimo produktų termodinaminės savybės. Liepsnos tipai ir jos plitimo greitis.

paskaitų kursas, pridėtas 2013-01-05


degimo kinetika. Drėgmės įtaka angliavandenilių degalų lašo degimui. Kritinė lašelių užsidegimo ir jo priklausomybės sąlyga. Zeldovičiaus metodas. degimo histerezė. Liepsnos suskaidymas. Degimas oro srove. Natūrali ir priverstinė konvekcija.

Kursinis darbas, pridėtas 2008-03-28


Difuzijos ir kinetinio degimo teorijos pagrindai. Inovatyvių pokyčių degimo srityje analizė. Dujų degimo temperatūros apskaičiavimas. Uždegimo ir slėgio ribos dujų sprogimo metu. Dujų degimo stabilumo problemos ir jų sprendimo būdai.

kursinis darbas, pridėtas 2014-12-08


Išorinių elektrinių laukų įtakos makroskopinėms organinio kuro degimo charakteristikoms. Išorinio elektrinio lauko taikymo liepsnai schemos. Organizuotų išorinių laukų įtaka angliavandenilių kuro degimo procesui.

Kursinis darbas, pridėtas 2008-03-14


Pulsuojančio degimo katilo įrenginio schema. Bendra forma degimo kameros. Specifikacijos katilai. Perspektyvi AE „Ecoenergomash“ plėtra. Pulsuojantis degimo garo generatorius su tarpiniu šilumnešiu, kurio garo talpa 200 kg.

pristatymas, pridėtas 2013-12-25


Kuro degimo ore skaičiavimo metodas: deguonies kiekio ore, degimo produktų, kuro kaloringumo, kalorimetrinės ir faktinės degimo temperatūros nustatymas. Kuro deginimas deguonimi prisodrintame ore.

Kursinis darbas, pridėtas 2011-08-12


Dujinio kuro šilumingumo nustatymas kaip degiųjų dujų komponentų šiluminio poveikio produktų suma pagal jų kiekį. Teoriškai reikalingas oro srautas deginant gamtines dujas. Degimo produktų tūrio nustatymas.

testas, pridėtas 2010-11-17


Naudinga krosnies šiluminė apkrova. Kuro degimo krosnyje proceso apskaičiavimas. Oro pertekliaus santykis. Degimo produktų schemos sudarymas. Degimo proceso terminis balansas. Atliekos šilumos katilo pasirinkimas. Garavimo paviršiaus skaičiavimas, ekonomaizeris.

Kursinis darbas, pridėtas 2012-12-03


Fizikinės ir cheminės degimo bazės, pagrindiniai jo tipai. Sprogimų apibūdinimas kaip didelio kiekio energijos išskyrimas ribotu tūriu per trumpą laiką, jo rūšys ir priežastys. Cheminių, branduolinių ir šiluminių sprogimų energijos šaltiniai.

kontrolinis darbas, pridėtas 2010-12-06


Oro srauto ir degimo produktų kiekio nustatymas. Akmens anglių dulkių sudėties ir oro pertekliaus koeficiento apskaičiavimas sukepinant boksitą rotacinėse krosnyse. Naudojant pusiau empirinę Mendelejevo formulę kuro degimo šilumai apskaičiuoti.

Pagal bendriausią formulę degimas yra greitai vykstanti fizinė ir cheminė reakcija, kai išsiskiria šiluma ir šviesa. Gamtoje ir technikoje dažniausiai stebimi degimo procesai, susiję su degiųjų medžiagų oksidacija atmosferos deguonimi. Tačiau daugelis medžiagų pradeda degti viena su kita net ir nesant deguonies. Taigi vandenilis ir kai kurie metalai dega dujiniame chlore, varis – sieros garuose, aliuminis – brome ir kt.

Kartu su degimo reakcijomis, atsirandančiomis dėl įvairių medžiagų cheminio derinio, vyksta degimo reakcijos, susijusios su dujų, skysčių ir kietųjų medžiagų (acetileno, nitroglicerino, nitroceliuliozės, švino azido ir kt.) irimu.

Savotiškas degimas yra sprogimas ir detonacija, kai medžiagų jungimosi ar skilimo reakcija vyksta šimtų ir net tūkstančių metrų per sekundę greičiu.

Atskirkite kietas, skystas ir dujines (garines) degias medžiagas. Kietos ir skystos medžiagos gali būti suspenduotos ore (dulkių ar rūko pavidalu).

Degimas galimas tik esant tam tikroms sąlygoms: esant degiajai ir degimo procesą palaikančiai medžiagai bei pakankamam jų kaitinimui. Prasidėjęs degimas gali tęstis tik tuo atveju, jei degimo metu išsiskiriančios šilumos kiekis viršija šilumos perdavimą aplinkai. Degimas taip pat apima sprogimą ir detonaciją.

Degimo produktai visiško medžiagų degimo metu yra nedegios dujos ir vanduo. Nevisiško degimo metu degimo produktuose yra anglies monoksido ir kitų degių junginių.

Pažymėtina, kad smarkios gaisro nelaimės dažnai įvyksta dėl per didelio dūmų ir anglies monoksido gaisro zonoje.

Degimo metu išsiskiria didelis šilumos kiekis, kurį lemia degių medžiagų degimo šiluma. Gaisro metu šiluma į aplinką išsiskiria konvekcijos ir daugiausia spinduliuotės būdu. Degimo temperatūra daugiausia priklauso nuo degių medžiagų degimo šilumos ir nuo susidarančių degimo produktų kiekio.

Degiosios medžiagos gali užsidegti tiesiogiai kontaktuojant su labai įkaitusiais kūnais arba atvira liepsna, kai kaitinamos nuo spinduliuotės, taip pat kai degioje medžiagoje vyksta egzoterminės reakcijos.

Oksidacinis degimo procesas apima pakaitinimo, oksidacijos, savaiminio užsidegimo ir vėlesnio degimo fazes. 1 paveiksle parodyta degimo proceso temperatūros kreivė laikui bėgant. Kaitinant degiąją medžiagą, kurios pradinė temperatūra t n iki oksidacijos pradžios temperatūros t, stebimas lėtas temperatūros kilimas, nes iš išorės tiekiama šiluma išleidžiama degiųjų medžiagų tirpimui, garavimui ar skaidymui. Įkaitinus degiąją medžiagą iki t o, degimo temperatūros padidėjimas laiku vyksta greičiau dėl prasidėjusios oksidacijos reakcijos metu išsiskiriančios šilumos.

1 pav. – Temperatūros pokytis laikui bėgant kaitinant degiąsias medžiagas

Tačiau tolimesniam savaiminiam įkaitimui temperatūros t apie vis dar nepakanka, nes prasidėjusios oksidacijos reakcijos metu šilumos perdavimas į aplinką viršija šilumos susidarymą. Pasiekus savaiminio užsidegimo temperatūrą t c, susidaro pusiausvyra tarp šilumos patekimo į degiąją medžiagą ir šilumos perdavimo aplinkai. Rezultatas yra tolesnis greitas temperatūros kilimas. Esant temperatūrai t p, atsiranda liepsna ir prasideda stabilus degimo procesas t g.

Gaisro temperatūros ir laiko kreivė parodyta 2 paveiksle.

Degimas yra labai sudėtingas fizinis ir cheminis procesas. Pagal šiuolaikines koncepcijas degimo procese atsiranda mažai stabilūs, bet labai aktyvūs tarpiniai produktai laisvųjų atomų, peroksidų ir radikalų pavidalu. Kaitinant, deguonies reaktyvumas žymiai padidėja.

Degiųjų medžiagų savaiminio užsidegimo temperatūra labai skiriasi ne tik skirtingų medžiagų, bet ir tos pačios medžiagos atžvilgiu. Ši temperatūra priklauso nuo daugelio kintamųjų veiksnių: mišinio koncentracijos, slėgio, indo tūrio (dujų-garų ir dulkių-oro mišiniams), susmulkintos ™ (kietoms degioms medžiagoms). 1 lentelėje pateiktos kai kurių degiųjų medžiagų savaiminio užsidegimo temperatūros svyravimų ribos.

Degiųjų dujų, garų ir dulkių mišinių su oru sprogimai gali įvykti tik tuo atveju, jei jų degiosios sudedamosios dalys iš pradžių sumaišomos su atmosferos deguonimi. Įvairioms dujoms, garams ir dulkėms yra nustatytos tam tikros sprogių koncentracijų ribos, kurios yra apatinė ir viršutinė sprogstamojo mišinio ribos. Kai degiųjų komponentų kiekis mišinyje yra mažesnis už apatinę ribą, mišinys nesprogsta ir nedega, o kai degiųjų medžiagų kiekis viršija viršutinę ribą, mišinys nesprogsta, o dega ir, todėl yra gaisro pavojus.

Kuo žemesnė sprogios medžiagos koncentracijos riba, tuo pavojingesnė yra degi medžiaga. Mišinių sprogumą taip pat lemia intervalas tarp apatinės ir viršutinės mišinio ribos. Kuo didesnis šis intervalas, tuo pavojingesnis sprogus mišinys. Taigi acetileno (C 2 H 2) mišinio su oru apatinė sprogumo riba (tūrio procentais) yra 2,6%, o viršutinė - 82%. Metano (CH 4) atveju šios vertės yra atitinkamai 5,3 ir 14%. Todėl acetileno sprogstamumas yra daug didesnis nei metano.

Temperatūra dujų ir garų mišinių sprogimo metu labai svyruoja ir yra 1500-3000 ° C, o sprogimo metu susidarantis slėgis paprastai neviršija 1,1 mN/m 2 (11 atm). Tačiau padidėjus deguonies kiekiui mišinyje ir suspaudus mišinį sprogimo metu (pavyzdžiui, dujotiekiuose - didelis ilgis) sprogimo slėgis gali labai padidėti ir net virsti detonacija, kai liepsnos plitimo greitis pasiekia 1000–4000 m/s, o slėgis yra 8 MN/m 2 (80 atm) ar daugiau.

Kietų degiųjų medžiagų gaisro pavojus

Kietųjų medžiagų gaisro pavojų lemia jų sudėtis ir labai priklauso nuo specifinio šių medžiagų paviršiaus. Taigi susuktas popierius dega labai lėtai, o nesulenktas – labai greitai. .Padidėjus kietųjų dalelių drėgmei, žymiai sumažėja jų degumas ir degimo greitis. Kietųjų dalelių degimo greitis priklauso ir nuo lakiųjų produktų, išsiskiriančių skaidant medžiagas degimo metu, kiekio; padidėjus lakiųjų komponentų kiekiui, didėja ir degimo greitis.

Kietųjų medžiagų degimo metu stebimi liepsnos ir beliepsnio degimo procesai. Degiant be liepsnos, degiosios medžiagos oksidacija vyksta paviršiniame sluoksnyje. Viena iš pagrindinių degiųjų dujų gesinant medžiagas, kuriose yra anglies, yra anglies monoksidas.

Ištirpę šarminiai metalai pradeda degti (kai kurie iš jų sąveikaudami su vandeniu susidaro liepsna). Aliuminio, magnio ir kalcio degimo metu susidaro nemažas kiekis baltų dūmų, susidedančių iš šių metalų oksidų. degimo procesas šarminių metalųžymiai sustiprėja jas susmulkinus. Taigi magnio ir magnio lydinių drožlės (pavyzdžiui, elektronas) dega labai intensyviai. Šių metalų dulkės aerogelio būsenoje (nuosėdų pavidalu) dega lėtai, tačiau patekusios į suspensiją sprogsta.

Medienos deginimas yra sudėtingas procesas. Kai medienos temperatūra pakyla iki 110-130 °C, išsiskiria vanduo, tada prasideda medienos irimas. Skilimo produktus 130-200 °C temperatūroje sudaro vandens garai ir anglies dioksidas. Toliau kylant temperatūrai, išsiskiriančių dujų sudėtyje atsiranda anglies monoksido, vandenilio, metano ir kitų degiųjų dujų. 230-250 °C temperatūroje nuo išorinio šilumos šaltinio užsidega medienos skilimo produktai, po kurių mediena dega toliau. 300 °C temperatūroje iš medienos išsiskiria didžiausias degiųjų dujų kiekis.

Medienos liepsnos degimo fazė palaipsniui, ant jos paviršiaus susidarius anglies sluoksniui, mažėja ir prasideda beliepsnio šios anglies degimo fazė. Išdegus anglies sluoksniui, vėl intensyviai išsiskiria degios dujos ir atsiranda liepsna. Tada susidaro naujas anglies sluoksnis ir prasideda beliepsnio degimo fazė ir kt.

Pasibaigus liepsnos ir beliepsnio degimo ciklų serijai, kai visa mediena yra suirusi, medžio anglis dega be liepsnos.
Pažymėtina, kad ilgai kaitinant medieną, pastarojoje vyksta irimo bei oksidacijos procesai, kurie gali sumažinti medienos užsidegimo temperatūrą iki 110-130 °C.

Skystų degiųjų medžiagų gaisro pavojus

Degiųjų skysčių gaisro pavojų lemia garuojančio skysčio garų pliūpsnio temperatūra įvedant šilumos šaltinį Pliūpsnio temperatūra yra žemiausia temperatūra, kuriai esant degiosios medžiagos garai virš jos paviršiaus sukuria garų ir oro mišinį. , kuris užsidega, kai įvedamas šilumos šaltinis (pavyzdžiui, atvira ugnis).

Blyksnio metu degaus skysčio paviršius neįšyla iki temperatūros, pakankamos intensyviam skysčio išgaravimui, ir toliau degimas sustoja. Jei pasirodo, kad skysčio temperatūra blyksnio metu yra pakankama, kad po blyksnio vyktų degimas, tada ši temperatūra vadinama degiojo skysčio užsidegimo temperatūra.

Kuo žemesnė degaus skysčio pliūpsnio temperatūra, tuo didesnis gaisro pavojus.Pagal esamą klasifikaciją visi degūs skysčiai skirstomi į dvi klases. I klasei priskiriami skysčiai, kurių pliūpsnio temperatūra mažesnė nei 45 °C (pavyzdžiui, benzinas, alkoholis, eteris, žibalas ir kt.), o II klasei priskiriami skysčiai, kurių pliūpsnio temperatūra didesnė nei 45 0 C (pavyzdžiui, alyvos). , mazutas ir kt.). I klasės degūs skysčiai priskiriami degiems skysčiams, o II klasės skysčiai – degiesiems.

Reikėtų pažymėti, kad kai kurių kietų medžiagų (pavyzdžiui, naftalino, fosforo, kamparo ir kt., kurios garuoja esant normaliai temperatūrai) gaisro pavojus taip pat būdingas pliūpsnio temperatūrai.

Degiuose skysčiuose yra nedidelis (1–2 °C) skirtumas tarp garų pliūpsnio temperatūros ir užsidegimo temperatūros. Degiųjų skysčių atveju šis skirtumas siekia 30 0 C ar daugiau.

Skysčių gaisro pavojus didėja mažėjant pliūpsnio temperatūrai, užsiliepsnojimo temperatūrai ir savaiminiam užsidegimui, taip pat didėjant garavimo greičiui ir mažėjant sprogstamojo skysčio garų mišinio su oru koncentracijos apatinei ribai. .

Gaisro pavojingos dulkės

Degiųjų medžiagų dulkės aerogelio būsenoje (dulkių nuosėdų pavidalu) gali smilkti ir degti, o būdamos aerozolio pavidalu, tai yra, pakibusios ore, gali sprogti, sudarydamos sprogius dulkių ir oro mišinius. Dulkių degimą labai palengvina atmosferos deguonies adsorbcija dulkėmis. Dulkių sprogimo pavojus didėja mažėjant dulkių dalelių, nes padidėja jų specifinis paviršiaus plotas. Degiųjų dulkių savaiminio užsidegimo temperatūra paprastai svyruoja nuo 700–900 °C, tačiau kai kurių rūšių dulkės turi santykinai žema temperatūra savaiminis užsidegimas (pavyzdžiui, suodžiai sprogsta 360 ° C temperatūroje).

Kaip ir degios dujos ir garai, dulkės turi apatinę ir viršutinę sprogios koncentracijos ribas. Apatinė sprogios koncentracijos riba (šilumos šaltinis – karštas kūnas) sieros dulkėms yra 7, cukrui 10,3, aliuminio 7 ir anglims 17,2 g/m 3 .

Dulkių sprogios koncentracijos ribos priklauso nuo drėgmės, sklaidos, temperatūros ir šilumos šaltinio galios bei kitų veiksnių. Dulkių sprogimo metu susidarantis slėgis paprastai neviršija 0,4-0,6 mN/m 2 (4-6 atm).

Savaiminis užsidegimas

Kai kurios medžiagos turi savybę adsorbuoti iš oro dujas ir deguonį, dėl to didėja oksidacinių reakcijų greitis ir pakyla šių medžiagų temperatūra. Jei susidaro sąlygos, kai šilumos patekimas yra didesnis nei grįžimas į aplinką, tai nuolat didėjant temperatūrai, tokios medžiagos gali degti. Procesas, kurio metu užsidega (medžiagos vyksta dėl savaiminio įkaitimo) vadinamas savaiminiu užsidegimu.Akivaizdu, kad medžiagos, kurių savaiminio degimo procesas prasideda žemoje temperatūroje, kelia padidintą gaisro pavojų.

Medžiagos, galinčios savaime užsidegti, skirstomos į kelias grupes. I grupei priskiriamos augalinės kilmės medžiagos, tokios kaip šlapi grūdai, šienas, pjuvenos. Temperatūros padidėjimo priežastis jiems yra biologiniai procesai; dėl oksidacijos atsiranda tolesnis temperatūros padidėjimas, dėl kurio tokios medžiagos užsidega savaime.

II grupei priklauso akmeninės ir rudosios anglys (išskyrus liesas anglis) ir durpės. Savaiminį durpių degimą skatina jose vykstantys biologiniai procesai. Durpės savaime užsiliepsnoja santykinai žemoje temperatūroje (120-140°C).

Į III grupė apima aliejus ir riebalus, o augalinis aliejus kelia didesnį gaisro pavojų ( linų sėmenų aliejus ir tt), nes juose yra nesočiųjų organinių junginių, kurie gali oksiduotis ir polimerizuotis. Gyvūninės ir mineralinės alyvos kelia žymiai mažesnį gaisro pavojų.

Savaiminio užsidegimo rizika smarkiai padidėja, kai alyvos liečiasi su valymo medžiagomis ir darbo drabužiais. Šių medžiagų paviršiuje susidariusi alyvos plėvelė adsorbuoja atmosferos deguonį, todėl pakyla temperatūra, todėl medžiagos gali užsidegti. Metalurgijos gamyklų praktikoje yra žinomi gaisrų atvejai dėl savaiminio aliejingų valymo medžiagų ir kombinezonų užsidegimo.

IV grupė apima chemines medžiagas ir kai kuriuos junginius. Šiai grupei priklauso medžiagos, galinčios savaime užsidegti susilietus su oru, pavyzdžiui, vandenilio fosforas, silicio vandenilis, baltasis fosforas, arsinai, aliuminio ir cinko dulkės, šviežiai paruošta medžio anglis ir suodžiai, organiniai metaliniai junginiai. Geležies sulfidai FeS ir Fe 2 S 3 turi piroforinių savybių. Kai šie sulfidai liečiasi su oru, jų temperatūra pakyla taip aukštai, kad tai yra degių medžiagų užsiliepsnojimo šaltinis.

Kai kurios medžiagos užsiliepsnoja sąlytyje su vandeniu, pvz., šarminiai metalai, kalcis ir šarminių metalų karbidai ir kt. Užsidegimas įvyksta dėl to, kad dėl šių medžiagų sąveikos su vandeniu susidaro degiosios dujos, kurios užsidega dėl egzoterminių reakcijų. . Suslėgtame deguonyje aliejai ir riebalai užsidega savaime.