Các trường hợp khẩn cấp về công nghệ và cháy nổ là những ví dụ. cacbua kim loại kiềm. Sự khuếch tán trong quá trình cháy trong đám cháy được hiểu chủ yếu là sự khuếch tán đối lưu của các phân tử khí vào vùng cháy, xảy ra do sự đối lưu tự nhiên xung quanh vùng cháy.

Cháy nổ do con người gây ra là sự cố do hoạt động của con người gây ra. Do sự bão hòa của lĩnh vực sản xuất với công nghệ phức tạp, như trường hợp khẩn cấp xảy ra ngày càng thường xuyên được các bác sĩ chuyên khoa hết sức quan tâm.

Các vụ tai nạn công nghiệp lớn gây thiệt hại đáng kể cho sức khỏe con người, không thể khắc phục được đối với môi trường và gây thiệt hại đáng kể cho nền kinh tế đất nước. Mức độ thiệt hại tương đối do hỏa hoạn ở Liên bang Nga vượt quá mức thiệt hại tương ứng ở Anh và Mỹ gấp ba lần.

Chấn thương

Nhiều cơ sở sản xuất nguy hiểm có thể gây cháy trong lãnh thổ Liên bang Ngađã tính toán tài nguyên thiết kế của họ lên 60-70%, có nghĩa là mức độ rủi ro cao đối với sức khỏe và tình trạng của con người Môi trường. Một lượng đáng kể các chất và hợp chất dễ cháy / nổ được sử dụng và chế biến trong các ngành công nghiệp năng lượng, hóa dầu và luyện kim.

Ngoài ra, lửa nhân tạo dẫn đến sản xuất thua lỗ, lợi nhuận và tiền lương của người lao động bị giảm sút. Sau đó cần thiết tiền mặt trên công tác khôi phục, trả tiền bồi thường cho nhân viên hoặc các thành viên trong gia đình của họ.

Nguy hiểm trong trường hợp khẩn cấp nhân vật công nghệ nằm ở một con số gây thiệt hại cho con người, thiên nhiên và các tòa nhà:

• hiệu ứng nhiệt dưới dạng bức xạ nhiệt;
• tác động cơ học dẫn đến sập nhà;
• tác động độc hại do nhiễm độc do các sản phẩm cháy hoặc hỏa hoạn trong các ngành công nghiệp hóa chất độc hại;
• tác động baric do vụ nổ của các chất độc hại, các đám mây khí, các bình áp suất quá trình.

Thiệt hại về kinh tế do hỏa hoạn gây ra bao gồm thiệt hại trực tiếp và gián tiếp.. Mức thiệt hại trực tiếp là tổng giá trị bảng cân đối của các tòa nhà và công trình bị hư hỏng, thiết bị xử lý và các tiện ích cũng như hệ thống năng lượng.

Thiệt hại gián tiếp là 8-10, và đôi khi trực tiếp gấp hàng trăm lần. Chỉ số thiệt hại gián tiếp được tính bằng tổng các chi phí của chi phí xây dựng mới, số lợi nhuận bị mất trong thời gian ngừng hoạt động, số tiền phạt do không thực hiện nghĩa vụ cung cấp sản phẩm, hỗ trợ tài chính cho nạn nhân và gia đình của họ, phương tiện kỹ thuậtđể loại bỏ tai nạn, quỹ để khử nhiễm và khử khí của lãnh thổ, hủy hoại môi trường.

Nguyên nhân của các vụ cháy công nghiệp thường là do công nhân không biết chuyên môn, trình độ thấp và thiếu kỷ luật công nghiệp. Theo thống kê, có đến 75% các trường hợp khẩn cấp xảy ra do vi phạm các quy tắc vận hành trong sản xuất. Một số ít các sự cố được gây ra chất lượng kém công trình xây dựng(15%) và sai sót trong thiết kế của doanh nghiệp (7,5%).

Xảy ra do hư hỏng bể sản xuất, vi phạm chế độ công nghệ, thiết bị trục trặc, không đáp ứng được thời hạn sửa chữa.

Cháy tại các cơ sở hóa chất nguy hiểm

Hỏa hoạn tại các cơ sở hóa chất nguy hiểm dẫn đến ngộ độc người, động vật và thực vật bằng các hóa chất nguy hiểm, bao gồm các chất có độc tính cao (amoniac, clo, thủy ngân, hydro sunfua, lưu huỳnh đioxit, cacbon monoxit và cacbon đioxit).

Chất độc công nghiệp có tác động nhiều mặt phức tạp đến cơ thể, gây tổn thương gan, thận, phổi, máu, cũng như phát triển các bệnh dị ứng, các quá trình khối u và suy giảm dẫn truyền xung thần kinh.

Nhiều chất được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, dệt may, thực phẩm dễ cháy, và một số chất dễ nổ. Sự suy giảm áp suất của các thùng chứa và thiết bị bằng các chất độc hại có thể gây tử vong cho con người.

Tại các cơ sở hóa chất nguy hiểm khi xảy ra tai nạn, một số yếu tố gây hại tác động với tốc độ cao - cháy, nổ, ô nhiễm độc hại trong khu vực và không khí. Tổn thương do hóa chất gây ra cho con người thường xảy ra nhất qua hệ hô hấp, ít thường xuyên hơn qua da và niêm mạc. Vì vậy, các biện pháp bảo vệ để ngăn ngừa hỏa hoạn và hạn chế nguồn chất độc hại xâm nhập vào môi trường đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa thiệt hại lớn đối với sức khỏe cộng đồng.

Việc đảm bảo an toàn và suy nghĩ các biện pháp ngăn ngừa tai nạn tại các doanh nghiệp hóa chất rẻ hơn nhiều so với việc loại bỏ hậu quả nặng nề của thảm họa sau này.

Vì vậy, vào mùa hè năm 1974, một vụ nổ xyclohexane đã xảy ra tại một nhà máy ở Anh, sau đó là một vụ hỏa hoạn lớn. Khoảng 150 người chết và bị thương trong vụ tai nạn và thiệt hại tài sản 36 triệu bảng Anh.

Một đám cháy tại một nhà máy hóa chất gần Barcelona vào mùa hè năm 2003 đã lan truyền một đám mây clo độc hại vào các khu vực gần đó. May mắn thay, kết quả của việc áp dụng các biện pháp phòng ngừa nhanh chóng để ngăn chặn ngộ độc của người dân, không có thương vong.

Trong khi thiết bị tiếp nhiên liệu ở St.Petersburg vào mùa hè năm 2004, methyl bromide đã phát nổ, khiến hơn 30 người bị thương và ngộ độc.

Trường hợp khẩn cấp tại các xí nghiệp dễ nổ

Các vụ nổ do con người tạo ra đặc biệt nguy hiểm do sự kiện diễn ra nhanh chóng và việc giải phóng một số lượng lớn năng lượng. Mức độ đe dọa của một vụ nổ phụ thuộc vào khu vực hoạt động của nó. Sóng kích nổ phá hủy hoàn toàn các cấu trúc thành nhiều mảnh văng ra với tốc độ cao.

Vùng nổ thứ nhất và thứ hai gây chết người. Sóng xung kích không khí là vùng hoạt động thứ ba của vụ nổ, nơi các công nhân bị thương ở các mức độ khác nhau.

Vào tháng 12 năm 1997, do sự bất cẩn của một công nhân, một vụ nổ khí mêtan đã xảy ra tại mỏ Zyryanovskaya, cướp đi sinh mạng của 67 người. Do vi phạm các quy tắc an toàn tại mỏ Ulyanovsk vào tháng 3 năm 2007, một vụ nổ đã cướp đi sinh mạng của 110 người, bao gồm gần như tất cả quản lý, những người đã xuống mỏ để kiểm tra hoạt động của các thiết bị mới.

Bức xạ các đối tượng nguy hiểm

Mối nguy hiểm lớn nhất trong lĩnh vực công nghệ được thể hiện bằng các tình huống khẩn cấp tại các đối tượng nguy hiểm bức xạ. Tai nạn bức xạ thường bắt đầu và kèm theo các vụ nổ và hỏa hoạn. Từ năm 1981 đến 1990, 255 vụ cháy nhà máy điện hạt nhân đã được đăng ký ở Liên Xô, trong 17 năm tiếp theo ở Liên bang Nga - 144 vụ cháy. Nguyên nhân của các vụ tai nạn tại các cơ sở nguy hiểm bức xạ chủ yếu là do không tuân thủ kỷ luật sản xuất, công nghệ và chế độ phòng cháy, chữa cháy.

Hậu quả của những vụ cháy như vậy là do bức xạ tác động lên mọi sinh vật và ô nhiễm môi trường với các hạt nhân phóng xạ. Do đó, vụ nổ và cháy sau đó trên Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl dẫn đến việc lãnh thổ bị ô nhiễm phóng xạ trong bán kính hơn 2.000 km - đây là khu vực của \ u200b \ u200b11 khu vực có 17 triệu người sinh sống. Thiệt hại vật chất trực tiếp ước tính khoảng 10 tỷ, gián tiếp - lên đến 250 tỷ rúp (theo giá năm 1987).

Các hạt nhân phóng xạ trong đám mây khí dung giải phóng không bị mặt nạ hô hấp bắt giữ. Sự ô nhiễm của khu vực được tăng cường do bản chất phân tán mịn của các hạt nhân phóng xạ, chúng thâm nhập vào các vết nứt nhỏ, lỗ rỗng, các vật thể có thể sinh sống được, khiến việc khử nhiễm trở nên khó khăn hơn nhiều.

Trong những năm tiếp theo, việc nghiên cứu kinh nghiệm hành động dịch vụ cứu hỏađể loại bỏ hậu quả của thảm họa Chernobyl đã góp phần nâng cao trình độ đào tạo chuyên môn và tâm lý cho nhân viên làm việc trong các tình huống khắc nghiệt. Cũng đã có những phát triển tích cực đáng kể trong việc cung cấp an toàn cháy nổ Các nhà máy điện hạt nhân: các khuyến nghị đã được phát triển về chế độ làm việc,

ĐỐI TƯỢNG NGUY HIỂM CHÁY VÀ NỔ

Cho đến nay, hỏa hoạn trong các tòa nhà và công trình cho các mục đích công nghiệp, dân cư, xã hội và văn hóa vẫn là thảm họa phổ biến nhất. Hỏa hoạn gây thiệt hại hàng tỷ đô la mỗi năm.

Cháy nổ vật thể nguy hiểm(PVOO) là những cơ sở sản xuất, lưu trữ, vận chuyển các sản phẩm dễ cháy hoặc các sản phẩm có khả năng bắt lửa hoặc phát nổ trong một số điều kiện nhất định. Phòng không bao gồm đường sắt và đường ống, khi chúng vận chuyển hàng hóa dễ cháy nổ ở thể lỏng và khí.

Theo quy định về nguy cơ cháy nổ, cháy nổ, tất cả các đối tượng của nền kinh tế quốc dân được chia thành năm loại: A, B, C, D, D.

Đến loại G- các kho hàng và xí nghiệp liên quan đến việc chế biến, lưu trữ các chất chống cháy ở trạng thái nóng, cũng như quá trình đốt cháy nhiên liệu rắn, lỏng hoặc khí.

Đến loại D- các kho và xí nghiệp để bảo quản các chất và vật liệu chống cháy ở trạng thái lạnh, ví dụ, thịt, cá và các xí nghiệp khác. VEO nhiều nhất là các doanh nghiệp thuộc nhóm A, B, C.

Tất cả các sản phẩm có thể phát nổ được chia thành thuốc nổ(BB) và chất nổ(Vv). Chất nổ là các chất thuộc loại ngưng tụ, ví dụ, trinitrotoluen, RDX, thuốc nổ. BB - đây là hỗn hợp nhiên liệu-không khí, khí, bụi. Chất nổ là bụi đường và naphtalen ở nồng độ bụi trong không khí là 15 g / m 3, than bùn và thuốc nhuộm ở nồng độ 15-65 g / m 3.

Tất cả các chất lỏng dễ cháy được chia thành 2 loại:

Loại 1 - chất lỏng dễ cháy (chất lỏng dễ cháy) bùng phát ở nhiệt độ dưới 45 ° C (xăng, dầu hỏa);

Loại 2 - chất lỏng dễ cháy (LL) bùng phát ở nhiệt độ trên 45 ° C (dầu nhiên liệu, dầu).

Nguyên nhân dẫn đến cháy doanh nghiệp có thể là:

vi phạm trong thiết kế và xây dựng các tòa nhà và công trình kiến ​​trúc;

nhân viên sản xuất không tuân thủ các biện pháp an toàn phòng cháy sơ cấp và xử lý hỏa hoạn bất cẩn;

vi phạm các quy tắc an toàn cháy nổ có tính chất công nghệ trong quá trình hoạt động của xí nghiệp công nghiệp (ví dụ, trong quá trình hàn);

vi phạm các quy tắc vận hành thiết bị điện và lắp đặt điện;

sử dụng thiết bị bị lỗi trong quá trình sản xuất.

Sự lan truyền của lửa đến doanh nghiệp công nghiệpđóng góp vào:

tích tụ một lượng đáng kể các chất và vật liệu dễ cháy trong khu vực sản xuất và lưu trữ;

sự hiện diện của các con đường tạo ra khả năng lan truyền ngọn lửa và các sản phẩm cháy sang các công trình lân cận và các cơ sở lân cận;

xuất hiện đột ngột trong quá trình này yếu tố cháy thúc đẩy sự phát triển của nó;

phát hiện cháy muộn và báo cho cơ quan cứu hỏa;

vắng mặt hoặc trục trặc của văn phòng phẩm và quỹ chính dập lửa,

những hành động không đúng của người dân khi dập lửa.

Ngọn lửa- đây là một quá trình đốt cháy, do đó các giá trị vật chất \ u200b \ u200b bị phá hủy hoặc bị hư hỏng, sẽ gây nguy hiểm cho tính mạng và sức khỏe của con người. Đốt cháy- Đây là quá trình oxi hóa diễn ra nhanh, kèm theo đó là sự tỏa ra một lượng nhiệt lớn và phát quang. Đốt cháy có thể hoàn toàn hoặc không hoàn toàn. Kết quả là đốt cháy hoàn toàn(với lượng dư oxy) các hợp chất trơ được tạo thành (nước, khí cacbonic, nitơ, v.v.). Tại đốt cháy không hoàn toàn(khi thiếu oxy) thành phần của khói bao gồm carbon monoxide, hơi axit (ví dụ, axit hydrocyanic), rượu, andehit, xeton - những sản phẩm này rất độc và có thể cháy. Đối với con người, mối nguy hiểm lớn nhất là quá trình đốt cháy không hoàn toàn.

Sự cháy xảy ra với sự có mặt của ba thành phần: chất cháy (chất có thể cháy), chất oxi hóa (oxi không khí, clo, flo, brom, thuốc tím, v.v.) và nguồn bắt lửa. Nguồn gây cháy có thể là tia lửa từ thiết bị bị lỗi, tác động của thân kim loại, công việc hànà, v.v ...; nhiệt từ ma sát; quá nhiệt của các tiếp điểm điện; tĩnh điện; phản ứng hóa học. Ví dụ, một tia lửa từ va chạm của các vật thể kim loại có thể đạt đến nhiệt độ hơn 1900 ° C, ngọn lửa diêm - 800 ° C, phóng điện - 10.000 ° C. Ngọn lửa có thể ngừng nếu ít nhất một trong ba thành phần được loại trừ khỏi vùng cháy.

Các yếu tố gây hại chính của hỏa hoạn được liệt kê dưới đây.

Cháy nổ và tia lửa. Trường hợp tiếp xúc trực tiếp với lửa trần vào người rất hiếm. Thông thường, sự thất bại xảy ra từ các luồng bức xạ do ngọn lửa phát ra.

Nhiệt độ tăng cao môi trường và các đối tượng. Nguy hiểm lớn nhất đối với con người là hít phải không khí nóng dẫn đến bỏng đường hô hấp trên, ngạt thở và tử vong. Ví dụ, ở nhiệt độ 100 ° C, một người bất tỉnh và chết trong vài phút. Bỏng da cũng rất nguy hiểm.

Sản phẩm cháy độc hại, khói. Trong đám cháy ở tòa nhà hiện đạiđược xây dựng bằng vật liệu polyme và tổng hợp, con người có thể tiếp xúc với các sản phẩm đốt cháy độc hại. Nguy hiểm nhất trong số họ cacbon monoxit. Nó phản ứng với hemoglobin trong máu, dẫn đến đói oxy. Một người trở nên thờ ơ và thờ ơ với nguy hiểm, anh ta bị tê, chóng mặt, trầm cảm và sự phối hợp các cử động bị rối loạn. Kết quả là ngừng thở và tử vong. Nguy hiểm không kém là xyanua và hydro clorua. Một người có thể bất tỉnh sau 2-3 phút và tử vong sau 5 phút.

Giảm nồng độ oxy. Trong điều kiện cháy, nồng độ ôxy trong không khí giảm dần. Giảm thậm chí 3% sẽ gây ra sự suy giảm các chức năng vận động của cơ thể. Nồng độ dưới 14% được coi là nguy hiểm - hoạt động của não và sự phối hợp các chuyển động bị rối loạn.

bộ phận rơi Công trình xây dựng, đơn vị và cài đặt. Chúng có thể đè bẹp một người hoặc làm anh ta bị thương, điều này sẽ làm phức tạp lối ra độc lập của một người khỏi vùng cháy.

Các vụ cháy tại các cơ sở công nghiệp lớn và các khu định cư được chia thành từng loại và từng đợt. Đám cháy riêng biệt- hỏa hoạn trong một tòa nhà hoặc cấu trúc. đám cháy lớn- đây là một tập hợp các đám cháy riêng lẻ đã nhấn chìm hơn 25% các tòa nhà. Các đám cháy nghiêm trọng trong một số điều kiện nhất định có thể biến thành bão lửa.

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỮA CHÁY

Phòng cháy- Đây là tập hợp các biện pháp tổ chức và kỹ thuật nhằm loại trừ các nguyên nhân có thể gây cháy (nổ), khoanh vùng và loại trừ đám cháy, tạo điều kiện cho việc sơ tán an toàn người và tài sản ra khỏi đám cháy.

Việc vận hành đúng các mạng điện và các thiết bị là điều tối quan trọng trong việc chữa cháy. Khi vận hành mạng điện, không sử dụng cầu chì tự chế ("con bọ"). Điều này dẫn đến quá tải đường dây, ngắn mạch và cháy nổ. Việc trang bị cho doanh nghiệp hệ thống báo cháy tự động cho phép bạn phát hiện đám cháy kịp thời và tiến hành dập lửa ban đầu.

Phòng cháy bao gồm:

thiết bị của các rào cản lửa bên trong tòa nhà, tức là việc tạo ra các bức tường, vách ngăn, trần nhà, rèm nước, v.v.;

xây dựng các cửa sập và trục thoát khói giúp loại bỏ các sản phẩm cháy và cho phép bạn nhanh chóng tìm ra nguồn lửa;

tạo ra các kết cấu dễ tái lập trong các kết cấu có sử dụng chất nổ. Do các cấu trúc này, các tòa nhà và công trình kiến ​​trúc không bị phá hủy khi hỏa hoạn, và các sản phẩm cháy được loại bỏ nhanh hơn nhiều;

sơ tán dân;

hoạch định lãnh thổ (khả năng tiếp cận máy bơm nước cứu hỏađến tòa nhà và cấu trúc, duy trì khoảng cách an toàn giữa các tòa nhà).

Quá trình dập lửa được chia thành khoanh vùng và tiêu diệt đám cháy. Ngăn cháy- các hành động nhằm hạn chế sự lan truyền của đám cháy và tạo điều kiện để loại bỏ đám cháy. Dưới dập lửa hiểu được sự dập tắt cuối cùng hoặc sự ngừng hoàn toàn của sự cháy và loại trừ khả năng đám cháy bùng phát trở lại.

Thiết bị chữa cháyđược chia thành ứng dụng (cát, nước, ga trải giường, chăn) và dịch vụ (bình chữa cháy, rìu, móc, xô).

bình chữa cháy - các thiết bị kỹ thuật được thiết kế để dập tắt đám cháy trong giai đoạn đầu khi chúng xảy ra. Có một số loại bình chữa cháy.

Bình chữa cháy bọtđược thiết kế để dập tắt đám cháy bằng bọt chữa cháy: hóa chất (bình chữa cháy OHP) hoặc cơ khí (bình chữa cháy OVP). Bình chữa cháy dạng bọt được sử dụng rộng rãi để dập tắt các chất rắn, chất lỏng dễ cháy. Chúng không chỉ được sử dụng trong trường hợp điện tích chữa cháy góp phần vào sự phát triển của quá trình cháy hoặc là vật dẫn dòng điện.

Bọt hóa học được tạo thành do phản ứng giữa kiềm và axit khi có tác nhân thổi. Khi sử dụng OCP, bạn có thể bị bỏng hóa chất. Bọt cơ khí là một chất keo bao gồm các bọt khí được bao bọc bởi các màng chất lỏng. Bọt thu được bằng cách trộn nước và chất tạo bọt với không khí.

Để kích hoạt bình chữa cháy OHP, bạn phải:

đưa bình chữa cháy đến đám cháy;

nâng cao tay cầm và ném nó đến thất bại;

lật ngược bình chữa cháy và rung lắc;

hướng tia lửa vào nguồn đánh lửa.

Bình chữa cháy carbon dioxide(OU) được sử dụng để dập tắt các vật liệu dễ cháy, đám cháy trên đường sắt điện khí hóa và giao thông đô thị, các thiết bị điện có điện áp không quá 10.000 V. Chất chữa cháy của DU là một khối lượng tuyết carbon dioxide ở nhiệt độ âm 80 “C. Trong quá trình dập tắt, khối tuyết làm giảm nhiệt độ của các chất cháy và làm giảm hàm lượng oxi trong vùng cháy.

Để kích hoạt HĐH, bạn phải:

phá vỡ niêm phong;

rút ra một tấm séc;

hướng chuông vào ngọn lửa;

đẩy cần gạt.

Khi dập lửa, Mái ấm không được:

giữ bình chữa cháy ở vị trí nằm ngang và úp ngược bình chữa cháy;

chạm vào chuông bằng các bộ phận trần của cơ thể, vì nhiệt độ trên bề mặt của nó giảm xuống âm 60-70 ° C;

đưa ổ cắm vào các thiết bị điện đang cháy dưới hiệu điện thế, gần hơn 1 m.

Bình chữa cháy carbon dioxide được chia thành thủ công (OU-2, OU-3, OU-5, OU-6, ° U-8), di động (OU-24, OU-80, OU-400) và tĩnh (OSU- 5, OSU -511). Bình chữa cháy bột(OP) được thiết kế để dập tắt các chất khí, gỗ và các vật liệu dựa trên carbon khác. Những chất chữa cháy này được sử dụng để loại trừ đám cháy và bắt lửa của kim loại kiềm, hợp chất chứa nhôm và silic, cũng như lắp đặt điện dưới điện áp * NOOO V. Chất chữa cháy OP là một loại bột dựa trên bicarbonate - ° và soda với các chất phụ gia. Bình chữa cháy bột Nên trang bị ô tô, nhà để xe, nhà kho, máy móc nông nghiệp, văn phòng, ngân hàng, cơ sở công nghiệp, trạm y tế, trường học, nhà riêng.

Để kích hoạt OP, bạn phải:

nhấn nút (cần gạt);

chĩa súng vào ngọn lửa;

nhấn cần súng lục;

dập tắt ngọn lửa từ khoảng cách không quá 5m; “lắc bình chữa cháy khi dập lửa;

giữ bình chữa cháy ở vị trí làm việc theo phương thẳng đứng, không lật úp.

Bình chữa cháy khí dung(OA) được thiết kế để dập tắt chất lỏng dễ cháy và chất lỏng dễ bắt lửa, lắp đặt điện dưới điện áp. Cacbon halogen hóa hơi (etyl bromua, freon, hỗn hợp freon hoặc hỗn hợp etyl bromua với freon) được dùng làm chất chữa cháy.

Bình chữa cháy chất lỏng(OZH) được sử dụng khi chữa cháy gỗ, vải, giấy. Như một chất chữa cháy, nước hoặc nước có bổ sung chất hoạt động bề mặt được sử dụng để tăng cường khả năng chữa cháy của nó. Chất làm mát không thể được sử dụng để dập tắt các sản phẩm dầu đang cháy, và chúng không thể được sử dụng ở nhiệt độ dưới 0, vì nước đóng băng.

Nổ- Đây là một quá trình đốt cháy, kèm theo việc giải phóng một lượng lớn năng lượng trong một khoảng thời gian ngắn. Vụ nổ dẫn đến sự hình thành và lan truyền của một sóng xung kích nổ với tốc độ siêu âm, có tác dụng cơ học xung quanh các vật thể xung quanh. Thông thường, một vụ nổ xảy ra do sự chảy ra của các chất lỏng hoặc khí dễ cháy, dẫn đến sự xuất hiện của nhiều đám cháy.

Các nguyên nhân phổ biến nhất của các vụ nổ trong doanh nghiệp là:

phá hủy và hư hỏng năng lực sản xuất, thiết bị và đường ống;

sai lệch so với chế độ đã thiết lập (tăng áp suất và nhiệt độ bên trong thiết bị sản xuất);

thiếu sự giám sát thường xuyên về khả năng phục vụ của thiết bị sản xuất và thiết bị;

sửa chữa theo lịch trình bị trì hoãn.

Các yếu tố gây hại chính của vụ nổ là:

sóng xung kích không khí, tham số chính là áp suất dư thừa ở phía trước của nó;

trường phân mảnh được tạo ra bởi các mảnh bay của vật thể nổ, tác động phá hủy của nó được xác định bởi số lượng mảnh vỡ bay, động năng và bán kính giãn nở của chúng.

sóng xung kích không khí- yếu tố gây sát thương mạnh nhất trong vụ nổ. Nó được hình thành "do năng lượng khổng lồ được giải phóng ở trung tâm vụ nổ, dẫn đến sự hiện diện của nhiệt độ và áp suất khổng lồ. Các sản phẩm nóng sáng của vụ nổ, với sự giãn nở nhanh chóng, tạo ra một cú đánh mạnh vào các lớp không khí xung quanh, Tôi nén chúng đến một áp suất và mật độ đáng kể, nung nóng đến nhiệt độ cao. Sự nén như vậy xảy ra theo mọi hướng từ tâm vụ nổ, tạo thành mặt trước của một sóng xung kích không khí. Gần tâm vụ nổ, tốc độ lan truyền của sóng xung kích trong không khí cao gấp mấy lần tốc độ âm thanh, nhưng khi nó chuyển động, tốc độ lan truyền của nó giảm, áp suất phía trước cũng giảm.

Tác động của sóng xung kích không khí đối với một người có thể là gián tiếp và trực tiếp. Tại thất bại gián tiếp sóng xung kích, phá hủy các tòa nhà, liên quan đến chuyển động của một số lượng lớn các hạt, mảnh thủy tinh và các vật thể khác nặng từ 1,5 g với tốc độ lên đến 35 m / s. Với áp suất dư thừa khoảng 60 kPa, mật độ của các hạt nguy hiểm như vậy đạt tới 4500 mảnh / m 2. Số nạn nhân lớn nhất là nạn nhân của tác động gián tiếp của sóng xung kích trên không.

Thất bại ngay lập tức sóng nổ gây ra thương tích cực kỳ nghiêm trọng, nghiêm trọng, trung bình hoặc nhỏ cho một người.

Các thương tích cực kỳ nghiêm trọng (thường không tương thích với cuộc sống) được quan sát khi tiếp xúc với áp suất vượt quá 100 kPa.

Chấn thương nặng (toàn bộ cơ thể bị tổn thương nghiêm trọng, bại trận cơ quan nội tạng và não, mất tứ chi, chảy máu nghiêm trọng từ tai và mũi) xảy ra với áp suất vượt quá 100-60 kPa.

Chấn thương vừa phải (chấn động, tổn thương cơ quan thính giác, chảy máu mũi và tai, trật khớp) - với áp lực trung bình 60-40 kPa.

Các chấn thương nhẹ (bầm tím, trật khớp, mất thính giác tạm thời, co cứng nói chung) được quan sát ở áp suất thấp 40-20 kPa.

Các đám cháy do vụ nổ dẫn đến bỏng, và việc đốt cháy chất dẻo và vật liệu tổng hợp dẫn đến việc hình thành các hóa chất nguy hiểm (hợp chất xyanua, phosgene, hydro sulfua, carbon monoxide). Cao su xốp cực kỳ nguy hiểm, vì khi cháy sẽ thải ra nhiều chất độc hại.

Tai nạn tại các cơ sở phòng không liên quan đến nổ mạnh và cháy nổ dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng về xã hội và môi trường.

Gửi công việc tốt của bạn trong cơ sở kiến ​​thức là đơn giản. Sử dụng biểu mẫu bên dưới

Các sinh viên, nghiên cứu sinh, các nhà khoa học trẻ sử dụng nền tảng tri thức trong học tập và làm việc sẽ rất biết ơn các bạn.

Lưu trữ tại http://www.allbest.ru/

• 1.2 Các kiểu đốt
• 1.4 Nhiệt đốt cháy
• 1.7 Mô hình động lực cháy
• 1.11 Sự cháy lan tỏa của chất lỏng
• 1.12 Cấu trúc của ngọn lửa khuếch tán trên bề mặt chất rắn
• 1.13 Sự cháy và nổ của hỗn hợp khí và hơi-không khí
• 1.14 Cơ chế phát ra ngọn lửa
• Chất chữa cháy làm mát
• Cách điện chất chữa cháy
• Pha loãng chất chữa cháy
• Đại lý dập tắt phanh hóa chất
• Chương 2. Các chỉ số nguy cơ hỏa hoạn chất và vật liệu
• 2.1 Các chất bốc cháy tự phát khi trộn lẫn với nhau
• 2.2 Các loại đám cháy, các thông số của chúng
• Phân loại chung về đám cháy
• Việc phân loại các đám cháy trên cơ sở phân bố có liên quan chặt chẽ đến thời gian phát triển của chúng.
• Tốc độ truyền ngọn lửa tuyến tính
• nhiệt độ lửa
• 2.3 Các hiện tượng đi kèm với quá trình cháy trong đám cháy
• Vùng cháy
• Vùng bị ảnh hưởng nhiệt
• vùng khói
• 2.4 Các giai đoạn phát triển của đám cháy
• Chương 3
• 3.1 Vùng hư hỏng
• Chương 4. Sự cố môi trường
• 4.1 Phân loại các trường hợp khẩn cấp
• 4.2 Các tai biến địa chất tự nhiên
• Núi lửa
• Phân loại động đất
• Thông tin chung về lở đất
• đa ngôi xuông
• 4.3 Các hiểm họa về thời tiết tự nhiên
• Bão và cuồng phong
• Phân loại bão và bão
• Phân loại lốc xoáy
• Lượng mưa trong khí quyển và sự vắng mặt của nó
• 4.4 Cháy trong các hệ sinh thái tự nhiên
• Cháy rừng
• Phân loại cháy rừng
• Đặc điểm của cháy rừng
• Đánh giá các lô rừng theo mức độ nguy hiểm cháy rừng
• Cháy than bùn
• Cháy than bùn
• Cháy trên các vũng than bùn ở Polissya
• 4.5 Các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm cho người, vật nuôi và cây trồng
• Vai trò của vi sinh vật trong sự xuất hiện và phát triển của các tình huống khẩn cấp
• Đặc điểm định lượng của quá trình dịch
• Điều kiện xảy ra dịch
• Đặc điểm chính của các bệnh truyền nhiễm đặc biệt nguy hiểm trong cộng đồng dân cư
• Phân loại bệnh truyền nhiễm ở người
• Các bệnh truyền nhiễm đặc biệt nguy hiểm chính của động vật
• Các điều kiện để xảy ra panzootics
• Bệnh cây đặc biệt nguy hiểm
• Điều kiện xuất hiện của bệnh epiphytosis
• Đặc điểm chính của bệnh hại cây trồng đặc biệt nguy hiểm
• Phân loại bệnh hại cây trồng
• 5. Các yếu tố nguy hiểm của trường hợp khẩn cấp công nghệ: tai nạn tại các cơ sở nguy hiểm về bức xạ và hóa chất
• 5.1 Cơ sở nguy hiểm về hóa chất
• 5.2 Thông tin chung về các đối tượng nguy hiểm về mặt hóa học đặc điểm chung xí nghiệp
• 5.3 Tai nạn bức xạ. Phân loại nguồn ô nhiễm phóng xạ
• 5.4 Tai nạn hóa chất điển hình và phân loại chúng

Chương 1. Thông tin chung về quá trình đốt cháy. Các loại và chế độ đốt

1.1 Đốt cháy như một quá trình oxy hóa khử

Theo quan điểm của lý thuyết điện tử, quá trình cháy bao gồm sự hình thành một trạng thái năng lượng có lợi hơn của các điện tử trong các chất mới được hình thành.

Kết quả của sự chuyển đổi các electron hóa trị này sang một trạng thái mới, ổn định hơn, một số nguyên tố bị mất electron, trong khi những nguyên tố khác nhận chúng, tức là một số nguyên tố bị ôxy hóa (vật liệu dễ cháy) và một số nguyên tố khác bị khử, chẳng hạn như ôxy.

Ở điều kiện bình thường, quá trình cháy là một quá trình oxy hóa hoặc kết hợp giữa chất cháy và oxy trong không khí, kèm theo sự tỏa nhiệt và ánh sáng. Tuy nhiên, người ta biết rằng một số chất, chẳng hạn như axetylen nén, nitơ clorua, ozon, chất nổ, có thể phát nổ ngay cả khi không có oxy trong khí quyển với sự hình thành nhiệt và ngọn lửa. Do đó, sự hình thành nhiệt và ngọn lửa không chỉ có thể là kết quả của các phản ứng kết hợp mà còn do sự phân hủy. Người ta cũng biết rằng hydro và nhiều kim loại có thể "cháy" trong bầu khí quyển có clo, đồng - trong hơi lưu huỳnh, magiê - trong khí cacbonic, v.v.

Không phải tất cả các quá trình tỏa nhiệt oxy hóa đều tiến hành dưới hình thức đốt cháy. Vì vậy, quá trình oxi hóa rượu etylic thành axetanđehit hoặc SO 2 thành SO 3 chậm không thể là do quá trình cháy.

đốt cháy Một phản ứng hóa học xảy ra nhanh được gọi là, kèm theo sự tỏa ra một lượng nhiệt đáng kể và phát ra ánh sáng. Định nghĩa này không phổ biến: có một cái gọi là ngọn lửa lạnh, trong đó một phản ứng hóa học, kèm theo sự phát sáng, diễn ra với tốc độ vừa phải và không có hiện tượng nóng lên đáng chú ý. Tuy nhiên, ngọn lửa lạnh chỉ xảy ra trong những điều kiện đặc biệt (xem bên dưới). Tùy thuộc vào tốc độ của quá trình, quá trình cháy có thể xảy ra ở dạng:

đốt cháy thực tế,

nổ và

sự phát nổ.

Tốc độ cháy ở trạng thái ổn định cao nhất được quan sát thấy trong oxy tinh khiết, thấp nhất - khi không khí chứa 14-15% (thể tích) oxy (đối với hydro, ethylene, acetylene và các chất dễ cháy khác, hàm lượng oxy tối thiểu có thể giảm xuống 10 % hoặc ít hơn); với sự giảm thêm của hàm lượng oxy, quá trình đốt cháy của hầu hết các chất dừng lại. Sự cháy cũng có thể xảy ra khi phản ứng với các chất có chứa oxi. Các chất đó bao gồm peroxit, clorat, ... Quá trình đốt cháy các chất xảy ra càng nhanh, diện tích bề mặt riêng của chúng càng lớn; với sự trộn cẩn thận của chất cháy và oxy (chất oxy hóa), tốc độ cháy tăng lên.

Tất cả các chất lỏng dễ cháy đều bay hơi trước khi bắt lửa, và hỗn hợp hơi với oxy trong khí quyển tham gia vào phản ứng cháy oxy hóa, tạo thành các sản phẩm cháy và giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt và ánh sáng (bức xạ). Do oxy liên kết hoặc oxy hòa tan trong chất lỏng, các quá trình oxy hóa cũng có thể xảy ra trong pha lỏng, đặc biệt là trên bề mặt của nó. Các phản ứng oxy hóa này có thể được tăng tốc ở nhiệt độ cao, nhưng chúng thường không được coi là phản ứng cháy và do đó không được xem xét trong nghiên cứu cơ chế cháy trong đám cháy.

Điều tương tự cũng xảy ra khi đốt cháy. chất rắn và vật liệu. Sự đánh lửa của chúng được bắt đầu bằng sự thăng hoa, tức là tách các phần khí dễ bay hơi khỏi cấu trúc cơ thể cường tráng(gỗ, than đá, đá phiến sét và nhiều nhiên liệu rắn tự nhiên và tổng hợp).

Do đó, nhiên liệu, chất oxy hóa và nguồn đánh lửa thường cần thiết cho việc bắt đầu và phát triển quá trình cháy. Quá trình đốt sẽ dừng nếu bất kỳ điều kiện nào gây ra nó bị vi phạm. Vì vậy, khi dập tắt chất lỏng cháy bằng bọt, dòng hơi nhiên liệu vào vùng cháy sẽ dừng lại; Khi dập tắt cây đang cháy bằng nước, nó được làm lạnh dưới nhiệt độ bắt lửa.

Thành phần hóa học của chất cháy và tỷ lệ các thành phần của hỗn hợp chất cháy có tầm quan trọng cho quá trình đốt cháy.

1.2 Các kiểu đốt

Có hai kiểu đốt:

hoàn thành - với một lượng oxy đủ và dư thừa và

không đầy đủ - với sự thiếu oxy.

Nếu oxy thâm nhập vào vùng cháy do sự khuếch tán, thì ngọn lửa tạo thành được gọi là sự khuếch tán.

Vùng đầu tiên chứa khí hoặc hơi; sự cháy không xảy ra trong vùng này (nhiệt độ trong đó không vượt quá 500 ° C). Trong vùng thứ hai, hơi hoặc khí không cháy hoàn toàn và bị khử một phần thành cacbon. Ở vùng thứ ba, các sản phẩm của vùng thứ hai được đốt cháy hoàn toàn và quan sát được nhiệt độ ngọn lửa cao nhất. Chiều cao của ngọn lửa tỷ lệ nghịch với hệ số khuếch tán, tỷ lệ nghịch với nhiệt độ với công suất từ ​​0,5 đến 1. Chiều cao của ngọn lửa tăng khi tốc độ dòng khí tăng và biến thiên nghịch với khối lượng riêng của khí và hơi. .

Ngọn lửa được hình thành trong quá trình đốt cháy khí cháy được trộn sẵn với không khí khác với ngọn lửa khuếch tán. Ngọn lửa này, khi bắt lửa một phần bất kỳ của thể tích hỗn hợp dễ cháy, là một vùng phát sáng trong đó hỗn hợp tươi và sản phẩm cháy tiếp xúc với nhau; vùng luôn di chuyển về phía hỗn hợp dễ cháy mới, và mặt trước của ngọn lửa chủ yếu là hình cầu. Trong quá trình đốt cháy hỗn hợp khí hoặc hơi dễ cháy với không khí được cung cấp ở một tốc độ nhất định vào vùng cháy, ngọn lửa hình nón đứng yên được hình thành. Ở phần bên trong của hình nón, hỗn hợp được đốt nóng đến nhiệt độ bốc cháy. Trong phần còn lại của hình nón, sự cháy xảy ra, bản chất của nó phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp. Nếu không có đủ oxy trong hỗn hợp, thì ở phần ngoài của hình nón có sự cháy hoàn toàn các sản phẩm được tạo thành trong quá trình cháy không hoàn toàn ở phần trong của hình nón.

Do đó, các quá trình đốt cháy khuếch tán và đốt cháy các thành phần đã trộn sẵn của hỗn hợp dễ cháy có thể xảy ra đồng thời trong ngọn lửa.

Cũng có:

đồng nhất và

sự cháy không đồng nhất.

Sự cháy đồng nhất xảy ra trong bát lửa. Trong quá trình đốt cháy đồng nhất, cả hai chất phản ứng (nhiên liệu và chất oxy hóa) đều ở pha khí (hơi).

Quá trình đốt cháy dị thể xảy ra khi nhiên liệu ở trạng thái rắn, và chất oxy hóa ở trạng thái khí, và phản ứng oxy hóa nhiên liệu được thực hiện trong pha rắn. Các phân tử nhiên liệu không rời khỏi pha rắn trước khi quá trình oxy hóa bắt đầu, và các phân tử dễ dàng di động của chất oxy hóa thể khí đi vào các phân tử nhiên liệu và tham gia phản ứng cháy tỏa nhiệt với chúng, tạo thành oxit. Sản phẩm tạo thành của quá trình oxi hóa không hoàn toàn CO hoặc sản phẩm cháy của CO 2 , ở dạng khí, nó không bị liên kết trong pha rắn, nhưng khi rời khỏi nó, vượt ra ngoài giới hạn của nó, trong trường hợp đầu tiên, bị oxy hóa thêm trong pha khí thành CO 2, trong trường hợp thứ hai, nó được loại bỏ cùng với khí thải. . Vì vậy, ví dụ, carbon cháy trong một lớp than.

Có những chất chuyển qua 3 trạng thái tập hợp: chất cháy rắn nóng chảy, chất cháy nóng chảy bay hơi và cháy ở pha hơi (ví dụ: parafin, stearin, một số loại cao su).

Khi đun nóng, có thể xảy ra sự phân hủy nhiệt - nhiệt phân một vật liệu dễ cháy (cơ sở rắn của nó), trong khi các sản phẩm được giải phóng đi vào pha hơi hoặc khí và trộn với oxy trong khí quyển. Sau đó, chúng tham gia vào một tương tác hóa học với việc giải phóng nhiệt, ánh sáng và hình thành các sản phẩm oxy hóa hoàn toàn. Đồng thời, phản ứng phân hủy tỏa nhiệt hoặc phản ứng oxy hóa một phần có thể xảy ra trong pha rắn, bắt đầu dưới tác động của nguồn nhiệt bên ngoài, sau đó dẫn đến việc đốt nóng thêm vật liệu dễ cháy, tăng cường nhiệt phân và tăng cường khí- quá trình đốt cháy giai đoạn. Tuy nhiên, theo quy luật, khi nghiên cứu các cơ chế cháy trong đám cháy, các quá trình này cũng không được coi là phản ứng cháy.

Sự khuếch tán trong quá trình cháy trong đám cháy được hiểu chủ yếu là sự khuếch tán đối lưu của các phân tử khí vào vùng cháy, xảy ra do đối lưu tự nhiên xung quanh vùng cháy và sự khuếch tán hỗn loạn của các dòng khí cường độ cao.

1.3 Cơ chế của quá trình đốt cháy

Những ý tưởng hiện đại về cơ chế hóa lý của phản ứng đốt cháy được đặt ra trong các công trình của các nhà khoa học Liên Xô N.N. Semenova, D.A. Frank-Kamenetsky, Ya.B. Zel'dovich và những người khác. Những ý tưởng này dựa trên lý thuyết nhiệt quá trình tự bốc cháy bằng nhiệt và thuyết dây chuyền của quá trình oxi hóa.

Tự bốc cháy bằng nhiệt

Theo lý thuyết này, điều kiện quyết định để xảy ra quá trình cháy là sự dư thừa (hoặc bằng nhau) của tốc độ tỏa nhiệt phản ứng hóa học trên tốc độ truyền nhiệt từ hệ phản ứng ra môi trường (ví dụ trong trường hợp hệ thống dễ cháy ở thể khí tới thành bình phản ứng trong điều kiện phòng thí nghiệm).

môi trường khẩn cấp chữa cháy

Hình 1.3.1 Sự phụ thuộc của dQ / df vào nhiệt độ ở các áp suất khác nhau (f - thời gian): 1 - loại bỏ nhiệt, 2 - 4 nhiệt đầu vào.

Thông thường, quá trình được xem xét trong các điều kiện đốt cháy hỗn hợp dễ cháy với sự gia nhiệt cục bộ của nó đến nhiệt độ bốc cháy, sau đó là đốt cháy ổn định bằng ngọn lửa. Để bắt đầu phản ứng nhanh ở nhiệt độ cao, có thể thực hiện một chế độ khác: đun nóng đồng thời đến nhiệt độ vừa phải của toàn bộ thể tích của hỗn hợp dễ cháy (khí dễ cháy cộng với một hoặc một chất oxy hóa khác) được bao bọc bên trong một bình nhất định. Khi nhiệt độ của hỗn hợp trong bình tăng, phản ứng oxy hóa bắt đầu với tốc độ tương đối thấp. Do nhiệt lượng thoát ra, hỗn hợp được đốt nóng, và tốc độ phản ứng tăng, do đó dẫn đến sự nóng dần lên của chất khí. Trong trường hợp này, tốc độ phản ứng và độ nóng của hỗn hợp tăng lên giống như một trận tuyết lở: phản ứng xảy ra gia tốc không giới hạn, được gọi là một vụ nổ nhiệt hoặc tự bốc cháy.

Lý thuyết về sự tự bốc cháy do nhiệt giải thích tốt mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ tự bốc cháy của hỗn hợp chất cháy. Giả sử rằng bình chứa hỗn hợp được đưa vào có nhiệt độ không đổi t 0. Khi tăng áp suất (hoặc nồng độ của các khí phản ứng), tốc độ phản ứng tăng và nhiệt lượng tỏa ra tăng. Tuy nhiên, ở áp suất đủ thấp, lượng nhiệt này không vượt quá lượng nhiệt thoát ra, không phụ thuộc vào áp suất, và phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thực tế không đổi, gần với nhiệt độ của bình. Rõ ràng, đối với một số nhiệt độ ban đầu nhất định, có một áp suất tối thiểu mà tại đó lượng nhiệt tỏa ra và tỏa ra bằng nhau; tại nhiều hơn áp suất cao nhiệt lượng toả ra nhiều hơn nhiệt lượng toả ra, nhiệt độ của chất khí tăng lên và xảy ra hiện tượng tự bốc cháy.

Trong hình 1.3.1, các đường cong 2 - 4 cho thấy sự phụ thuộc của sự tỏa nhiệt vào nhiệt độ ở các áp suất khác nhau và cùng thành phần của hỗn hợp. Ở nhiệt độ không đổi của bình và môi trường và thành phần hỗn hợp không đổi, nhiệt lượng thoát ra khỏi vùng cháy được đặc trưng bởi đường thẳng 1. Khi thành phần của hỗn hợp thay đổi, tốc độ mất nhiệt cũng thay đổi và, do đó, hệ số góc của đường thẳng. Áp suất càng cao thì nhiệt lượng tỏa ra càng nhiều trong quá trình phản ứng (đường cong 4). Trong các điều kiện được xác định bởi đường cong 2, sự đánh lửa không thể xảy ra, vì sự mất nhiệt là trực tiếp - 1 cao hơn sự tỏa nhiệt ở áp suất này. Điểm tiếp xúc của đường cong 3 với đường thẳng tương ứng với trạng thái cân bằng giữa nhiệt lượng sinh ra và nhiệt lượng tỏa ra ở ti - nhiệt độ nhỏ nhất tự bốc cháy của một hỗn hợp chất cháy đã cho ở điều kiện đã cho.

Với một nguồn cung cấp năng lượng nhẹ từ bên ngoài, có thể đánh lửa. Đường cong 4 đặc trưng cho các điều kiện mà sự đánh lửa là không thể tránh khỏi, vì nhiệt lượng tỏa ra nhiều hơn nhiệt lượng được loại bỏ.

Phân tích lược đồ trên, N.N. Semenov đã thiết lập mối quan hệ giữa t i và p, được biểu thị bằng phương trình:

lg p cr / T s \ u003d E / (nRT s) + B

trong đó p cr - áp suất đánh lửa tối thiểu,

T c - nhiệt độ tối thiểu của quá trình tự bốc cháy,

E - năng lượng kích hoạt,

R. - hằng số khí phổ,

n là thứ tự phản ứng,

B là hằng số, phụ thuộc vào thành phần và các tính chất khác của hỗn hợp.

Dựa trên phương trình này, về mặt lý thuyết có thể xác định trước liệu có thể tự bốc cháy hỗn hợp dễ cháy trong các điều kiện cụ thể hay không.

Mối quan hệ kết nối giữa áp suất tối thiểu với nhiệt độ tự cháy đã được xác nhận bởi nhiều thí nghiệm và đã được chứng minh là có giá trị trong việc nghiên cứu động học của các quá trình đốt cháy, cũng như trong phòng cháy. Đồng thời, lý thuyết nhiệt về sự tự cháy không thể giải thích một số đặc điểm quan sát được trong quá trình cháy: xúc tác dương hoặc âm khi các tạp chất nhỏ của các chất riêng lẻ được đưa vào hệ thống phản ứng, giới hạn bắt lửa như một hàm của áp suất, v.v. Những tính năng này được giải thích bằng cách sử dụng lý thuyết về phản ứng dây chuyền.

Lý thuyết về phản ứng dây chuyền

Ngay sau tương tác hóa học, các sản phẩm của phản ứng có động năng cung cấp rất lớn. Năng lượng này có thể bị tiêu tán trong không gian xung quanh bằng va chạm phân tử hoặc bức xạ, và cũng có thể được sử dụng để làm nóng hỗn hợp phản ứng.

Tuy nhiên, có một khả năng khác là phân phối lại năng lượng dư thừa, được thực hiện trong các phản ứng hóa học dây chuyền. Nguồn năng lượng hóa học tập trung trong phân tử của sản phẩm của phản ứng sơ cấp được chuyển sang một trong các phân tử phản ứng, phân tử này chuyển sang trạng thái hoạt động hóa học. Những điều kiện như vậy thuận lợi hơn cho phản ứng xảy ra hơn là những điều kiện mà năng lượng tương tác hóa học được chuyển thành năng lượng của chuyển động hỗn loạn nhiệt.

Với cơ chế truyền năng lượng này, phản ứng dẫn đến sự hình thành một hoặc nhiều hạt hoạt động mới - phân tử kích thích, gốc tự do hoặc nguyên tử. Đó là, ví dụ, hydro nguyên tử, oxy, clo, gốc và hydroxyl HO ", nitroxy HNO", metyl CH3, v.v. Tất cả những chất này, không bão hòa về mặt hóa học, rất phản ứng và có thể phản ứng với các thành phần của hỗn hợp, lần lượt hình thành các gốc tự do và nguyên tử. Các nhóm hoạt động hóa học được gọi là trung tâm hoạt động của chuỗi phản ứng. Do đó, một chuỗi phản ứng dài ít nhiều nảy sinh, trong đó năng lượng được chuyển một cách có chọn lọc từ hạt hoạt động này sang hạt hoạt động khác.

Đánh lửa dây chuyền

Phản ứng dây chuyền diễn ra khác nhau, tùy thuộc vào số lượng trung tâm hoạt động thứ cấp được hình thành cho mỗi trung tâm hoạt động đã sử dụng - một hoặc nhiều hơn một. Trong trường hợp đầu tiên, tổng số tâm hoạt động không thay đổi và phản ứng diễn ra với tốc độ không đổi (đối với nhiệt độ và nồng độ đã cho), tức là đứng im. Trong trường hợp thứ hai, số lượng tâm hoạt động liên tục tăng lên, các nhánh dây chuyền và phản ứng tự tăng tốc.

Sự tự gia tốc không giới hạn này, cho đến khi tiêu thụ hoàn toàn các thành phần phản ứng, được coi là tự bốc cháy. Bên ngoài, phản ứng tiến hành giống như trong quá trình tự bốc cháy bằng nhiệt. Sự khác biệt là với cơ chế nhiệt, nhiệt được tích lũy trong hệ thống phản ứng, trong khi với cơ chế dây chuyền, các trung tâm hoạt động được tích lũy. Cả hai yếu tố đều dẫn đến hiện tượng tự gia tốc của phản ứng. Đánh lửa dây chuyền về nguyên tắc có thể được thực hiện ở nhiệt độ không đổi mà không cần lưu ý đến sự gia nhiệt của hỗn hợp. Bản chất của sự phát triển của quá trình dây chuyền và khả năng hoàn thành quá trình đó bằng cách tự bốc cháy (hoặc nổ) được xác định bởi tỷ lệ giữa phản ứng phân nhánh và phản ứng phá vỡ dây chuyền.

Một ví dụ điển hình của phản ứng dây chuyền phân nhánh là quá trình oxy hóa hydro (nổ khí nổ)

2H 2 + O 2 - \ u003e 2H 2 O

Phản ứng tiến hành theo sơ đồ sau:

Khởi đầu chuỗi H 2 + O 2 \ u003d 2OH-

OH + H 2 \ u003d H 2 O + H- sự tiếp tục của chuỗi

H + O 2 \ u003d OH + O

O + H 2 \ u003d OH + H - chuỗi phân nhánh (sự xuất hiện của hai trung tâm hoạt động hóa học)

H + O 2 + M \ u003d HO 2 + M - kết thúc chuỗi về khối lượng với sự hình thành của gốc hoạt động thấp HO 2

Về Nstenka - đứt xích trên tường

NHƯNG 2 + H 2 \ u003d H 2 O 2 + H

HO 2 + HO \ u003d H 2 O 2 + OH- sự tiếp tục của chuỗi thông qua gốc không hoạt động HO 2

trong đó M là phân tử bất kỳ.

Sự kết thúc chuỗi liên quan đến sự chết của trung tâm hoạt động, có thể xảy ra cả về thể tích của hỗn hợp phản ứng và trên thành của bình phản ứng.

Các lý do cho sự kết thúc chuỗi trong khối lượng của hỗn hợp là.

a) phản ứng phụ của tâm hoạt động với các tạp chất chứa trong -

b) sự tiêu tán năng lượng hóa học dư thừa của một hạt hoạt động trong va chạm với các phân tử không hoạt động.

Sự kết thúc chuỗi trên thành của bình phản ứng được giải thích là do sự hấp phụ của các vị trí hoạt động trên bề mặt của nó.

Sự dư thừa số nhánh của chuỗi phản ứng so với số lần ngắt của chúng là điều kiện chính để đẩy nhanh phản ứng oxy hóa.

Lý thuyết dây chuyền giải thích các hiện tượng của xúc tác dương và xúc tác âm. Chất xúc tác dương là chất tạo ra các trung tâm hoạt động ban đầu (ví dụ, phản ứng oxy hóa của các hydrocacbon được tăng tốc đáng kể khi đưa vào một lượng nhỏ các sản phẩm peroxit). Chất ức chế chất xúc tác tiêu cực là chất làm vô hiệu hóa các vị trí hoạt động riêng lẻ và ngăn chặn các phản ứng có thể xảy ra nếu các chuỗi được tiếp tục. Một ví dụ về xúc tác âm là ngăn chặn quá trình đốt cháy các sản phẩm dầu mỏ với việc bổ sung các hydrocacbon halogen hóa.

Nếu theo thuyết nhiệt, nhiệt là nguyên nhân gây ra hiện tượng tự bốc cháy, thì theo thuyết dây chuyền, nhiệt chỉ là hệ quả của quá trình. Trong điều kiện thực tế, các quá trình tự bốc cháy và cháy đều có bản chất dây chuyền và nhiệt. Hầu hết các phản ứng hóa học khí đều tiến hành theo cơ chế dây chuyền. Các phản ứng dây chuyền, giống như phản ứng nhiệt, tăng tốc khi nhiệt độ tăng. Sự gia nhiệt của hỗn hợp và sự tích tụ của các tâm hoạt động dẫn đến phản ứng tăng tốc đến mức hỗn hợp tự bốc cháy.

Khi ngọn lửa lan truyền, phản ứng, theo quy luật, cũng diễn ra theo cơ chế này.

1.4 Nhiệt đốt cháy

Đặc tính nhiệt kỹ thuật quan trọng nhất của chất cháy là nhiệt của quá trình cháy (cháy). Giá trị của nhiệt lượng các chất khác nhauđược sử dụng khi tính toán giới hạn nồng độ của chất bắt lửa, nhiệt độ cháy, khi xác định nhóm dễ cháy và trong các trường hợp khác.

Nhiệt lượng của quá trình cháy được hiểu là nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy một đơn vị khối lượng (mol, kg) hoặc đơn vị thể tích (m 3) của một chất có tạo thành khí cacbonic, nước, nitơ, hiđro halogenua và sự cháy cuối cùng. Mỹ phẩm.

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng cháy không chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất phản ứng mà còn phụ thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng. Do đó, trong tính toán kỹ thuật nhiệt, các đại lượng có trong công thức tính toán nên được quy về cùng điều kiện. Điều kiện ứng với nhiệt độ 298,15 K và áp suất bình thườngđược gọi là tiêu chuẩn.

Nhiệt lượng đốt cháy các chất quy về điều kiện tiêu chuẩn được gọi là nhiệt lượng đốt cháy tiêu chuẩn. Phân biệt giữa nhiệt trị cao hơn và nhiệt trị thấp hơn.

Nhiệt trị tổng (Q B) là nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng của chất có tạo thành khí cacbonic và nước lỏng.

Nhiệt trị thấp hơn (Q N) - nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy một đơn vị khối lượng của chất có tạo thành khí cacbonic và nước ở trạng thái hơi. Khi tính Q H, nhiệt lượng tiêu thụ cho quá trình bay hơi ẩm của môi chất cũng được tính đến.

Khi tính toán sự tỏa nhiệt từ đám cháy, giá trị nhiệt thực được tính đến. Nhiệt trị cao hơn và thấp hơn có liên quan với nhau theo tỷ lệ:

Q H \ u003d Q B -25, l (9H + W), (1.2.1)

trong đó 25,1 (9H + W) là nhiệt lượng chi cho sự bay hơi của hơi ẩm có trong chất cháy và nước tạo thành trong quá trình đốt cháy hyđrô của chất cháy, J / kg.

Nhiệt do cháy một số loại chất cháy được xác định bằng thực nghiệm bằng nhiệt lượng kế. Nhiệt đốt cháy các chất có thành phần không đổi (gỗ, than, xăng,…) được xác định theo thành phần nguyên tố. Để tính toán gần đúng, các công thức của D.I. Mendeleev:

Q B = 339,4C + 1257H - 108,9 (O - S); (1.2.2)

Q H \ u003d 339,4С + 1257Н - 108,9 (О - S) - 25,1 (9Н + W), (1.2.3)

Trong đó Q H là nhiệt trị thấp nhất của khối lượng làm việc của chất cháy, kJ / kg;

C, H, S, W-hàm lượng cacbon (tính bằng phần trăm), hydro, lưu huỳnh và độ ẩm trong khối lượng làm việc;

O là tổng của oxy và nitơ,%.

Thí dụ. Xác định nhiệt trị thực của dầu nhiên liệu lưu huỳnh có thành phần:

C-82,5%, H-10,65%, S-3,1%, (O + N) - 0,5%, A-0,25%, W-3%.

Dung dịch. Sử dụng công thức D.I. Mendeleev (1.2.3), chúng tôi nhận được:

Q H \ u003d 339.482,5 + 125710,65-108,9 (0,5-3,1) - 25,1 (9 - 10,65 + 3) \ u003d 38622,7 kJ / kg.

Nhiệt trị thấp hơn của 1 m 3 khí khô có thể được xác định theo công thức:

Q H \ u003d 126,5 CO + 107,7 H 2 + 358,2 CH 4 + 590,8 C 2 H 2 + 636,9 C 2 H 6 + 913,4 C 3 H 8 + 1185,8 C 4 H 10 + 1462,3 C 5 H 12 + 234,6 H 2 S

Trong đó Q H là nhiệt trị thực của khí khô, kJ / m 3

CO, H 2, CH 4, v.v. - hàm lượng của các thành phần riêng lẻ của khí theo phần trăm thể tích.

Giả sử rằng cân bằng nhiệt đã được thiết lập trong vùng phản ứng cháy ở nhiệt độ 1000 ° C. Nếu vì bất kỳ lý do gì, tốc độ tỏa nhiệt tăng lên, thì dưới ảnh hưởng của nhiệt thừa trong vùng phản ứng, nhiệt độ và do đó, tốc độ truyền nhiệt sẽ bắt đầu tăng. Một cân bằng nhiệt mới sẽ được thiết lập, nhưng ở nhiệt độ cao hơn. Ngược lại, nếu ở nhiệt độ cháy 1000 ° C, tốc độ tỏa nhiệt giảm, điều này sẽ làm giảm nhiệt độ cháy cho đến khi cân bằng nhiệt mới được thiết lập, nhưng đã ở nhiệt độ thấp hơn.

Như vậy, mỗi cân bằng nhiệt ứng với một nhiệt độ cháy nhất định. Khi sự tỏa nhiệt tăng lên, nhiệt độ đốt cháy tăng lên và sự truyền nhiệt tăng lên một trạng thái cân bằng nhiệt mới. Khi giảm nhiệt lượng tỏa ra, nhiệt độ cháy giảm và truyền nhiệt giảm.

Nhiệt độ cháy lý thuyết của một số chất cháy được nêu trong phần phụ lục.

Trên thực tế, nhiệt độ phát sinh trong đám cháy thấp hơn 30 - 50% so với nhiệt độ lý thuyết.

1.5 Quá trình trao đổi nhiệt trong đám cháy

Hình 1.5.1 Sự truyền nhiệt trong ngọn lửa.

Một trong những quá trình chính xảy ra trong đám cháy là quá trình truyền nhiệt. Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình cháy, thứ nhất, làm phức tạp thêm tình hình hỏa hoạn, và thứ hai, là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự phát triển của đám cháy. Ngoài ra, việc đốt nóng các sản phẩm cháy gây ra sự chuyển động của các dòng khí và tất cả các hậu quả phát sinh từ việc này (hút thuốc của các cơ sở và lãnh thổ nằm gần vùng cháy, v.v.).

Nhiệt lượng toả ra trong vùng xảy ra phản ứng hoá học là bao nhiêu thì nhiệt lượng toả ra khỏi vùng đó bấy nhiêu. Nó có thể dùng như một lời giải thích (Hình 1.1).

Q hình = Q khí + Q môi trường + Q núi. Điều

trong đó Q o6 lần - lượng nhiệt sinh ra do phản ứng,

Q núi wt - nhiệt lượng tiêu thụ để điều chế các chất dễ cháy cho quá trình đốt cháy;

Môi trường Q, - sự thoát nhiệt từ vùng cháy ra không gian xung quanh;

Các khí Q - nhiệt thoát ra có sản phẩm phản ứng.

Cần một lượng nhiệt nhỏ để duy trì và tiếp tục quá trình đốt cháy. Tổng cộng, có tới 3% nhiệt lượng giải phóng được bức xạ truyền tới các chất cháy và được sử dụng cho quá trình phân hủy và bay hơi của chúng. Đại lượng này được lấy làm cơ sở để xác định phương pháp, kỹ thuật ngừng cháy trong đám cháy và thiết lập các thông số chữa cháy quy chuẩn.

Nhiệt lượng truyền ra môi trường bên ngoài góp phần làm cháy lan, làm tăng nhiệt độ, biến dạng kết cấu, v.v.

Phần lớn nhiệt trong các đám cháy được truyền qua đối lưu. Vì vậy, khi xăng được đốt trong thùng, 57-62% nhiệt được truyền theo cách này, và khi đốt đống củi là 60-70%.

Khi không có hoặc gió yếu, phần lớn nhiệt được tỏa ra cho các lớp trên của khí quyển. Với sự hiện diện của gió mạnh tình hình trở nên phức tạp hơn, vì dòng đi lên của các khí được nung nóng lệch đáng kể so với phương thẳng đứng.

Trong các đám cháy bên trong (tức là đám cháy trong hàng rào), một phần nhiệt thậm chí còn lớn hơn sẽ được truyền qua đối lưu so với bên ngoài. Trong trường hợp hỏa hoạn bên trong các tòa nhà, các sản phẩm cháy di chuyển dọc theo hành lang, giếng thang, trục thang máy, ống thông gió, v.v. truyền nhiệt đến các vật liệu, kết cấu, v.v. gặp phải trên đường đi của chúng, làm cho chúng bốc cháy, biến dạng, sụp đổ, v.v ... Cần phải nhớ rằng tốc độ của dòng đối lưu càng cao và nhiệt độ đốt nóng của sản phẩm cháy càng cao thì nhiệt lượng truyền ra môi trường nhiều hơn.

Bằng cách dẫn nhiệt trong các đám cháy bên trong, nhiệt được truyền từ phòng cháy sang phòng bên cạnh thông qua các cấu trúc tòa nhà bao quanh, ống kim loại, dầm, v.v. Trong quá trình cháy chất lỏng trong bồn chứa, nhiệt lượng được truyền xuống các lớp bên dưới theo cách này, tạo điều kiện cho sự sôi lên và phun ra các sản phẩm dầu sẫm màu.

Hình 1.5.2

Sự truyền nhiệt bằng bức xạ là đặc điểm của các đám cháy ngoài trời. Hơn nữa, hơn bề mặt hơn ngọn lửa, độ đen của nó càng thấp, nhiệt độ cháy càng cao, nhiệt được truyền theo cách này càng nhiều. Bức xạ mạnh xảy ra trong quá trình đốt cháy các vòi phun dầu khí, chất lỏng dễ cháy và chất lỏng dễ cháy trong bể chứa, đống gỗ xẻ, v.v. Đồng thời, từ 30 đến 40% nhiệt được truyền qua một khoảng cách đáng kể.

Nhiệt lượng lớn nhất được truyền dọc theo pháp tuyến đến ngọn lửa, c, với sự gia tăng góc lệch so với nó, cường độ truyền nhiệt giảm (Hình 1.5.2).

Trong các đám cháy trong hàng rào, ảnh hưởng của bức xạ được giới hạn trong việc xây dựng các cấu trúc của các phòng cháy và khói như một tấm chắn nhiệt. Ở những khu vực xa vùng cháy nhất, hiệu ứng nhiệt của bức xạ không ảnh hưởng đáng kể đến tình hình cháy. Nhưng càng gần vùng cháy, hiệu ứng nhiệt của nó càng trở nên nguy hiểm. Thực tiễn cho thấy ở nhiệt độ bằng 80-100 ° C trong không khí khô và 50-60 ° C trong không khí ẩm, một người không có biện pháp bảo vệ nhiệt đặc biệt chỉ có thể ở lại trong vài phút. Nhiệt độ cao hơn hoặc tiếp xúc lâu dài với khu vực này có thể dẫn đến bỏng, say nắng, mất ý thức và thậm chí tử vong.

Thông lượng nhiệt giảm phụ thuộc vào khoảng cách giữa mỏ hàn và vật thể. Được liên kết với cài đặt này điều kiện an toànđối với đối tượng tiếp xúc.

Các điều kiện này có thể được đáp ứng trong trường hợp có một khoảng cách như vậy giữa bề mặt phát xạ và bề mặt được chiếu xạ mà tại đó cường độ chiếu xạ của đối tượng hoặc nhiệt độ trên bề mặt của đối tượng sẽ không vượt quá giá trị cho phép (tức là không xảy ra bắt lửa) hoặc các giá trị cho phép Cho một đối tượng nhất định trong một thời gian nhất định, sau đó nó là cần thiết để bảo vệ nó.

Hình 1.5.3 Các khu vực bị cháy:

1-vùng đốt;

2 - vùng ảnh hưởng nhiệt;

3 - vùng khói

Mật độ và nhiệt độ thông lượng nhiệt cho phép đối với một số vật liệu được nêu trong tài liệu tham khảo. Ví dụ, đối với một người, cường độ bức xạ tối đa cho phép là 1,05 kW / m2; nhiệt độ tối đa cho phép để làm nóng các bề mặt không được bảo vệ của da người không được vượt quá 40 ° C. Đối với quần áo chiến đấu của lính cứu hỏa, các giá trị này tương ứng bằng 4,2 kW / m 2.

Quá trình trao đổi nhiệt của khí nóng, ngọn lửa và các kết cấu bao quanh khi cháy trong phòng rất phức tạp và được thực hiện đồng thời bởi bức xạ nhiệt, đối lưu và dẫn nhiệt.

Đối với các đám cháy bên trong, hướng truyền nhiệt của bức xạ có thể không trùng với hướng truyền nhiệt bằng đối lưu, do đó, có thể có các khu vực bề mặt của các cấu trúc bao quanh trong phòng mà chỉ có bức xạ tác động (như một quy luật, sàn và một phần của bề mặt của các bức tường tiếp giáp với nó). Hoặc chỉ đối lưu (trần và một phần bề mặt của các bức tường tiếp giáp với nó), hoặc nơi cả hai loại luồng nhiệt tác động cùng nhau.

1.6 Cơ chế trao đổi khí khi cháy trong không gian kín

Trao đổi khí trong đám cháy là sự chuyển động của các khối khí do toả nhiệt trong quá trình cháy. Khi các chất khí bị đốt nóng, mật độ của chúng giảm đi, và chúng bị dịch chuyển bởi các lớp không khí lạnh dày đặc hơn và bay lên. Sự hóa lỏng hiếm hoi được tạo ra ở chân ngọn lửa, góp phần tạo ra luồng không khí đi vào vùng cháy và qua ngọn lửa (do các sản phẩm cháy bị đốt nóng) - áp suất dư thừa. Việc nghiên cứu sự trao đổi khí trong không gian mở và với diện tích đốt nhỏ trong phòng được thực hiện trên cơ sở các định luật khí động học và cần có kiến ​​thức đặc biệt khi xem xét các quá trình trao đổi khí.

Với sự phát triển của đám cháy trong các tòa nhà, trao đổi khí, tức là luồng không khí vào vùng cháy và việc loại bỏ các sản phẩm cháy khỏi nó xảy ra thông qua các lỗ hở. Áp suất của các sản phẩm cháy ở phần trên của tòa nhà (phòng) lớn hơn và ở phần dưới nhỏ hơn áp suất của không khí bên ngoài. Ở một độ cao nhất định, áp suất bên trong phòng bằng với khí quyển, tức là giảm áp suất bằng không. Mặt phẳng mà áp suất bên trong tòa nhà bằng với áp suất khí quyển được gọi là mặt phẳng của các áp suất khác nhau, hoặc vùng trung tính. Vùng trung tính ở các phần khác nhau của cơ sở hoặc tòa nhà có thể ở các độ cao khác nhau tùy thuộc vào điều kiện trao đổi khí và chênh lệch nhiệt độ môi trường trong các phòng liền kề, cầu thang và các bộ phận khác của tòa nhà. Theo các điều kiện trao đổi khí, hiểu được mức độ bộc lộ và vị trí tương đối của các lỗ mở (cửa ra vào, cửa sổ, cửa thông gió, giếng trời, v.v.), chiều cao và thể tích của mặt bằng.

Tất cả các tham số được liệt kê và RPP được coi là hàm của thời gian. Trên thực tế, mỗi chúng đều phụ thuộc phức tạp vào một số đại lượng vật lý biến đổi. Khi nghiên cứu các chiến thuật dập tắt đám cháy, ảnh hưởng của các quá trình và biến số này được khái quát hóa bằng một đối số - yếu tố thời gian.

Trong giai đoạn 1 của đám cháy, khi nhiệt độ thể tích trung bình tăng lên 200 ° C, tốc độ dòng khí cấp tăng và sau đó giảm dần. Đồng thời, mức độ của vùng trung tính giảm, diện tích của phần cửa vào của cửa sổ mở ra giảm và theo đó, diện tích của phần thoát khí tăng lên.

Mức độ phần thể tích của oxy đi vào vùng cháy giảm ở cùng một tỷ lệ (lên đến 8%), và phần thể tích của carbon dioxide trong khí thải tăng lên (lên đến 13%).

Quá trình này được giải thích là ở nhiệt độ 150 - 200 ° C, các phản ứng tỏa nhiệt phân hủy các vật liệu cháy diễn ra nhanh chóng, tốc độ cháy của chúng tăng lên dưới tác dụng của nhiệt tỏa ra trong đám cháy. Nhiệt lượng tỏa ra trong một đám cháy trong một đơn vị thời gian phụ thuộc vào nhiệt trị thấp hơn của vật liệu Q, diện tích bề mặt cháy P, tốc độ cháy hết của vật liệu từ một bề mặt đơn vị W và hiệu suất đốt cháy T.

1.7 Mô hình động lực cháy

Quá trình phát triển của ngọn lửa trong hầu hết các nhìn chung có thể được mô tả bằng phương trình tổn thất khối lượng của các chất và vật liệu dễ cháy tùy thuộc vào thời gian:

M i \ u003d M k (1 - 1 / b (1.5.2)

Tỷ lệ đốt cháy như một hàm số của thời gian được định nghĩa là đạo hàm của sự mất mát khối lượng theo thời gian. Phân biệt chức năng (1.5.1.), Chúng ta thu được biểu thức cho tốc độ cháy của tải trọng cháy tại bất kỳ thời điểm nào:

M i \ u003d M k (bv / t k) trong -1 (t / t k) b -1 (1.5.3.)

Các công thức từ (1.5.1) đến (1.5.3) có thể áp dụng cho các tính toán thực tế trong bất kỳ điều kiện trao đổi khí nào, trong quá trình đốt cháy Vật liệu khác nhau và các thành phần của chúng (tải trọng lửa kết hợp), cũng như với bất kỳ phương pháp bắt lửa nào của các vật liệu được phân bố ngẫu nhiên trong nhà hoặc ngoài trời.

Để vẽ đồ thị tỷ lệ mất khối lượng và tốc độ cháy trong tọa độ chiều, chỉ cần biết thời gian để đạt tốc độ cháy lớn nhất (t m) hoặc thời gian cuối cùng (tổng thời gian) của đám cháy (t k), cũng như khối lượng ban đầu. của tải trọng cháy (m 0) và phần khối lượng bị đốt cháy k tại thời điểm kết thúc đám cháy (M đến). Đối với các đám cháy trong khu dân cư và công trình công cộng M k \ u003d 0,9.0,95. Thay các giá trị của t k, m 0 vào phương trình (1.5.1) - (1.5.3). Do đó, để có được các tham số thứ nguyên m (t), m M, t, t m, chỉ cần nhân các giá trị không thứ nguyên của M và I với m 0 và t k tương ứng là đủ.

Khi đốt gỗ và các vật liệu rắn dễ cháy khác gần nó trong thành phần (c \ u003d 400 - 450 kg / m 3), trên không gian mở và hàng rào có lỗ hở, sự mất khối lượng theo thời gian được xác định theo phương trình (1.5.1.)

Thời gian không có thứ nguyên của thời điểm kết thúc giai đoạn II của đám cháy Và p \ u003d t p / t k - đây là phần của tổng thời gian của ngọn lửa t k, trong đó một phần của vật liệu dễ cháy sẽ cháy hết M p \ u003d m p / m 0. Giá trị của I p chỉ phụ thuộc vào cấp và loại đám cháy, thông số h - vào sự phân bố của tải trọng cháy:

Trong phòng lớn cấp I, tải trọng cháy chiếm một phần nhỏ diện tích và tập trung thành một hoặc nhiều khu vực (tải trọng cháy tập trung):

s \ u003d UF mon / (K s s F p)

trong đó UF mon - tổng diện tích sàn chịu tải trọng của đám cháy, m 2, F p - diện tích của \ u200b \ u200bphòng, m 2.

Đối với mặt bằng cấp II, tải trọng cháy phân bố tương đối đồng đều và chiếm phần lớn diện tích (tải trọng cháy phân tán):

s p \ u003d s s - K s0

Với các khe hở hoàn toàn đóng, nếu việc trao đổi khí chỉ được thực hiện bằng sự xâm nhập của không khí qua các lỗ rò rỉ trên hàng rào,

bản lề cửa và khung cua so tại hệ thống hiện tại Thiên nhiên thông gió không có luồng không khí có tổ chức,

và trong trường hợp không có hệ thống thông gió thải, các hệ số không đổi và các thông số được đưa vào phương trình (1.5.1) - (1.5.3) lấy các giá trị cho trong Bảng 1 (xem Phụ lục) đối với đám cháy cấp IIb. Thời gian cháy tự do không phụ thuộc vào các thông số của tải trọng cháy và phương thức phân bố của nó trong cơ sở và hoàn toàn bị giới hạn bởi lượng không khí đi vào qua khối không mật độ.

Với các cửa sổ mở bằng kính, thời gian cháy tự do trong phòng trước khi mở kính dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao được xác định theo phương trình

t n. c \ u003d 0,5 Và m m 0 / G inf. (1.5.4.)

Đến khi mở hết kính

t p. in \ u003d và m m 0 / G inf (1.5.5.)

trong đó G xâm nhập là tiêu thụ không khí cung cấp trong phòng bằng cách xâm nhập, kg / s;

Và m là thời gian không thứ nguyên từ lúc bắt đầu cháy đến lúc cực đại.

Khi nhiệt độ trong phòng tăng chậm, thời điểm mở lớp kính trùng với thời điểm kết thúc giai đoạn thứ hai của đám cháy. Trong trường hợp này, trong các phương trình (1.5.4.), (1.5.5.), Thay vì I m, giá trị của tham số I p được thay thế.

Trong trường hợp không lắp kính, thời gian cháy tự do trong phòng được tính cho đến khi các ô cửa cháy hết, tổn thất khả năng chịu đựng kết cấu bao quanh (tường, vách ngăn, trần nhà, lớp phủ) hoặc việc mở cửa cưỡng bức của chúng để thay đổi điều kiện trao đổi khí. Lượng không khí cấp do thẩm thấu qua các khe được tính theo công thức:

G inf \ u003d m sch v2gDps n UF sch i

trong đó m u = 0,62 - hệ số lưu lượng gió qua các khe của cửa vòm; g = 9,81 m / s 2 - gia tốc rơi tự do;

Dr - áp suất không khí dư tại hàng rào bên ngoài (cửa sổ mở) hoặc áp suất kết quả trong cầu thang ở mức cửa ra vào có hệ thống chống khói đang hoạt động, Pa (kgf / m 2);

c n là khối lượng riêng của không khí bên ngoài khi cháy, kg / m 3;

UF u i - tổng diện tích của các khe trong vòm cửa sổ và cửa ra vào, m 2.

Giảm trọng lượng so với thời gian cháy trong không gian hạn chế có thể được tính như một hàm tuyến tính

m = G inf. t

Tỷ lệ kiệt sức trung bình trong trường hợp này về mặt số học bằng cường độ trao đổi khí qua các lỗ rò rỉ và khe hở:

W = I r = G inf. / F p.

Sự xâm nhập không khí qua các lỗ rò rỉ xảy ra dưới tác động của áp lực trọng trường và gió, cũng như nước ngược được tạo ra bởi hệ thống chống khói của các tòa nhà cao tầng. Nếu buồng cháy thông với hành lang liên căn hộ, từ đó khói được thoát ra ngoài qua trục hút khói, áp suất trong buồng cháy khi đóng mở cửa sổ trở nên thấp hơn khí quyển, điều này cũng tạo ra một đầu bổ sung với ngoài mặt tiền của tòa nhà và làm tăng lượng không khí đi vào qua các vết nứt và rò rỉ, và do đó, tốc độ đốt cháy của tải trọng lửa trong cơ sở.

Các điểm chính để xây dựng đường cong động học của tổn thất khối lượng theo thời gian là thời gian không có thứ nguyên và phần tải trọng cháy bị cháy ở cuối giai đoạn I và II của đám cháy (I 0, M 0, I p, M p), điểm của tốc độ cháy lớn nhất (I m, M m), cũng như thời điểm cuối cùng của đám cháy và khối lượng nhiên liệu đã cháy hết vào thời điểm này (I c, M c).

Các tham số được xác định từ các mối quan hệ thu được bằng thực nghiệm:

khối lượng giảm dần ở cuối giai đoạn I của ngọn lửa M 0 = M 2 m;

khối lượng giảm dần ở cuối giai đoạn II của ngọn lửa M p = M m w / w;

trọng lượng giảm trong giai đoạn II của ngọn lửa M II f = M p - M 0;

trọng lượng giảm trong giai đoạn III của ngọn lửa M III f \ u003d M K - M p.

Thời gian cháy không thứ nguyên tại các điểm I 0 và I p được xác định theo phương trình (1.5.2.), Và các giá trị trung gian của thời gian cháy trong giai đoạn I Và I f \ u003d I 0, giai đoạn II I II f \ u003d Và p - I 0, III phase I III f \ u003d 1 - Và p.

1.8 Các đám cháy mở, các thông số của chúng

Các thông số chính của lửa và OFP:

1) tổn thất khối lượng (cháy) của tải trọng cháy;

2) tốc độ cháy phụ tải;

3) nhiệt độ của các sản phẩm cháy ở lối ra khỏi bệ lửa (thành phần đối lưu);

4) kích thước hình học của ngọn lửa (chiều cao, diện tích bề mặt bức xạ);

5) nhiệt độ ngọn lửa;

6) thông lượng nhiệt giảm;

7) diện tích và chu vi của vùng cháy;

8) tốc độ dòng khí cấp vào vùng đốt;

9) cường độ trao đổi khí;

10) khối lượng sản phẩm cháy;

11) vị trí của vùng trung tính liên quan đến phần dưới của các lỗ hở và mặt phẳng sàn;

12) cường độ phát thải các sản phẩm cháy vào khí quyển;

13) hàm lượng oxy và các sản phẩm độc hại của quá trình cháy trong khí thải;

14) tốc độ tăng dần của dòng chảy trong cột đối lưu nhiệt phía trên ngọn lửa;

15) áp suất dư của các khí ở thể tích đốt cháy và mặt bằng liền kề, tốc độ và hướng chuyển động của khí và khói bị đốt nóng trong các đám cháy kín;

16) nhiệt độ thể tích trung bình của môi trường (đối với đám cháy kín);

17) nhiệt độ trung bình dọc theo trục của phản lực đối lưu nhiệt (đối với đám cháy hở);

18) tốc độ trung bình của mặt trước ngọn lửa dọc theo tải trọng cháy;

19) tốc độ gia tăng trung bình của khu vực đốt cháy;

20) thành phần của khói (các hạt rắn gây kích ứng màng nhầy và gây độc cho cơ thể con người);

21) mật độ quang học của khói, làm giảm khả năng quan sát trong một cơ sở đang cháy và liền kề;

22) thể tích hoặc diện tích của khói;

23) tốc độ lan truyền của khói dọc theo hệ thống thông tin liên lạc kỹ thuật thẳng đứng, giếng thang, trục thang máy, v.v.

Các thông số 1.15 đề cập đến vùng cháy, 3.6, 7, 10, 11, 13, 15.19 cho vùng tác động nhiệt, 1,23 cho vùng khói.

1.9 Sự xuất hiện của các quá trình đốt cháy

Các quá trình xảy ra khi đun nóng chất cháy

Sản phẩm phân hủy nhiệt của hầu hết các chất rắn dễ cháy chứa cả hợp chất rắn và lỏng, cũng như các hợp chất ở điều kiện bình thường ở trạng thái khí. Sự xuất hiện của các chất dễ bay hơi đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phân hủy nhiệt, bắt lửa và đốt cháy các chất rắn dễ cháy.

Một số chất rắn dễ cháy bị nóng chảy, bay hơi và phân hủy khi đun nóng. Ví dụ, parafin, lưu huỳnh, phốt pho, ceresin, ozokerit, nhựa thông, gỗ, giấy, bông, than bùn, than hóa thạch bị phân hủy do tác động của nguồn nhiệt với sự hình thành cặn cacbon rắn và các chất dễ bay hơi.

Tùy thuộc vào Thành phần hóa học Các sản phẩm cháy ban đầu của quá trình phân hủy chúng có thể chứa các hợp chất sau: CO, CO2, H2S, HC1, HCN, C12, SO2, và các chất khác, ở nồng độ nguy hiểm cho con người. Tất cả những điều này phải được biết đến và tính đến khi dập tắt các đám cháy vật liệu cao phân tử.

Với sự gia tăng nhiệt độ phân hủy, sản lượng của các chất bay hơi tăng và thành phần của chúng thay đổi.

Đốt cháy tự phát các chất và vật liệu

Một số hóa chất có khả năng tự bốc cháy và tự bốc cháy khi tiếp xúc với không khí hoặc với nhau. Các chất này trong quá trình sản xuất, bảo quản và vận chuyển cũng như trong quá trình sử dụng có thể gây cháy nổ. Theo khả năng tự cháy, các chất này có thể được chia thành ba nhóm:

1) các chất tự bốc cháy khi tiếp xúc với không khí,

2) các chất gây cháy khi tiếp xúc với nước,

3) Các chất tự bốc cháy khi trộn lẫn với nhau.

Các chất tự bốc cháy khi tiếp xúc với không khí bao gồm:

phốt pho trắng (vàng),

hydro phốt pho,

silic hydro (silan),

bụi kẽm,

bột nhôm

cacbua kim loại kiềm,

kim loại lưu huỳnh,

kim loại (rubidi và xêzi),

arsines,

stibines,

phốt phát,

than sulfo, v.v.

Tất cả các chất này đều bị oxi hóa trong không khí và tỏa nhiệt, do đó phản ứng tự tăng tốc cho đến khi xảy ra cháy. Một số chất này có khả năng tự cháy rất nhanh sau khi tiếp xúc với không khí, một số chất khác sau một thời gian dài.

Một số kim loại, bột kim loại, chất bột có khả năng tự cháy trong không khí do phản ứng oxi hóa. Ở trạng thái đặc, các kim loại như rubidi và xêzi có khả năng này. Nhôm, sắt và kẽm, khi biến thành dạng bột hoặc bột, cũng có khả năng tự cháy.

Nguyên nhân của sự cháy tự phát của bột kim loại và đặc biệt là bột nhôm là quá trình oxy hóa của chúng. Độ ẩm góp phần vào quá trình cháy tự phát của bột, do đó, trong không khí ẩm, sự bốc cháy của nó xảy ra sớm hơn trong không khí khô. Điều chế bột nhôm trong môi trường khí trơ. Để ngăn bột cháy tự phát sau khi chuẩn bị, người ta nghiền bột bằng parafin, lớp màng bảo vệ bột khỏi bị oxy hóa.

Đietyl ete, khi tiếp xúc lâu với không khí dưới ánh sáng, tạo thành hydroperoxit CH3CH2-O-CH (OOH) CH3, rất nhanh chóng chuyển thành polyme etylidene peroxide [-CH (CH3) - O-O-] n, nổ mạnh khi va chạm hoặc đun nóng đến 348 K và ete dễ cháy.

Nhựa thông cũng tự bốc cháy nếu vật liệu dạng sợi bị thấm ướt với nó. Nguyên nhân của sự cháy tự phát là khả năng oxy hóa trong không khí ở nhiệt độ thấp. Có một số trường hợp đã biết về sự cháy tự phát của rêu được làm ẩm bằng nhựa thông.

Than sunfonat, nằm trong các túi giấy xếp thành đống, có khả năng tự cháy. Có những trường hợp nó tự bốc cháy trong 2 - 3 ngày đầu sau khi xếp túi.

Các hợp chất cơ kim loại bốc cháy tự phát trong không khí: dietylzinc, trimetylalandehit A1 (CH3) h, triisobutylalumin, trietylal nhôm A1 (C 2 H 5) 3, diisobutylal nhôm clorua C 4 H 9 A1C1, dietyl nhôm clorua, trietyl gallium, v.v. Tất cả các hợp chất này đều là chất lỏng. Nhiệt độ tự bốc cháy của chúng thấp hơn nhiều so với 290 K. Ví dụ, diisobutylal nhôm clorua có nhiệt độ tự bốc cháy là 275 K, dietyl nhôm clorua - 213 K, triethylen - dưới 205 K. Dimethylberyllium và diethylmagnesium là các chất tinh thể rắn tự bốc cháy trong hàng không.

Natri hiđrosunfit ở trạng thái ướt bị oxi hóa mạnh khi tỏa nhiệt. Kết quả là lưu huỳnh tự bốc cháy xảy ra, được hình thành trong quá trình phân hủy hydrosulfit.

1.10 Tính năng đốt cháy các chất và vật liệu ở các trạng thái tập hợp khác nhau

Đám cháy được coi là một hệ thống nhiệt động mở trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường.

Sự xuất hiện và lan truyền của quá trình cháy thông qua các chất và vật liệu không xảy ra ngay lập tức mà là dần dần. Nguồn cháy ảnh hưởng đến chất cháy, làm nó nóng lên, trong khi lớp bề mặt nóng lên ở mức độ lớn hơn, bề mặt bị kích hoạt, chất, vật liệu bị phá hủy và bay hơi do quá trình nhiệt và vật lý, tạo thành hỗn hợp sol khí. gồm các sản phẩm phản ứng ở thể khí và các phần tử rắn của chất ban đầu. Các sản phẩm khí tạo thành có khả năng biến đổi tỏa nhiệt hơn nữa, và bề mặt phát triển của các phần tử rắn được nung nóng của vật liệu dễ cháy góp phần làm tăng cường độ của quá trình phân hủy nó. Nồng độ của hơi, sản phẩm thể khí của sự phá hủy bay hơi (đối với chất lỏng) đạt đến giá trị tới hạn, xảy ra hiện tượng bốc cháy các sản phẩm thể khí và các hạt rắn của một chất hoặc vật liệu. Quá trình đốt cháy các sản phẩm này dẫn đến giải phóng nhiệt, tăng nhiệt độ bề mặt và tăng nồng độ các sản phẩm cháy của quá trình phân hủy nhiệt, sẽ trở nên không nhỏ hơn tốc độ oxy hóa của chúng trong vùng phản ứng hóa học của sự đốt cháy. Sau đó, dưới ảnh hưởng của nhiệt tỏa ra trong vùng cháy, xảy ra hiện tượng đốt nóng, phá hủy, bay hơi và bắt lửa các phần sau của chất và vật liệu dễ cháy.

Cấu trúc của ngọn lửa khuếch tán của vật liệu dễ cháy dạng khí

Khi một tia khí thẳng đứng không đối xứng truyền từ dưới lên trên vào một không gian chứa đầy một khí khác, một vùng hỗn hợp khí được hình thành xung quanh lõi phản lực. Bằng cách cuốn theo khí xung quanh ở trạng thái nghỉ, phản lực thổi vào bị nó làm loãng. Nếu một khí dễ cháy chảy vào bầu khí quyển, thì ở một khoảng cách nào đó từ miệng ống, một lớp ranh giới của hỗn hợp các khí có thành phần thay đổi được hình thành. Ở một khoảng cách vô hạn từ lõi của bộ lạc - không khí trong lành; trong lõi - khí đốt tinh khiết dễ cháy, và trong vùng trung gian hỗn hợp các khí nằm trong phạm vi khả năng cháy từ "kém" đến biên giới bên ngoài máy bay phản lực để "giàu có" ở bên trong. Giữa giới hạn nồng độ sự đánh lửa của hỗn hợp khí nằm trên một bề mặt không đối xứng trục của một thành phần gần với phương pháp đo góc. Nếu một nguồn đánh lửa được đưa đến gần một tia lửa như vậy, tia khí sẽ bùng lên và ngọn lửa tĩnh sẽ được hình thành. Vì tốc độ đốt cháy tối đa nằm trong vùng có nồng độ gần với phép đo phân vị, ngọn lửa sẽ tự động được thiết lập chính xác trên bề mặt không đối xứng trục này. Các dòng khí đối lưu kết quả của các sản phẩm cháy nóng tạo thành một dòng chảy mạnh xung quanh ngọn lửa không khí trong lành với nó, và các sản phẩm cháy nóng chảy lên trên phần nào làm biến dạng (nở ra) phần bên ngoài (phía trên) của ngọn đuốc. Từ bên dưới và từ hai bên, ngọn lửa sẽ bị ép bởi các dòng khí lạnh đi lên của khí xung quanh, và ở phía trên nó sẽ nở ra một chút do các sản phẩm cháy nóng có thể tích riêng lớn hơn. Đây là cấu trúc của một ngọn đuốc khí khuếch tán. Tốc độ, mức độ hoàn thành của quá trình cháy, mật độ nhiệt của ngọn lửa, nhiệt độ và kích thước của ngọn lửa phụ thuộc chủ yếu vào loại nhiên liệu và chế độ động lực khí của dòng ra của nó (áp suất dòng ra, đường kính và hình dạng của vòi phun, v.v.). Khoảng nhiệt độ tối đa của ngọn lửa khuếch tán đối với hầu hết các khí dễ cháy hydrocacbon là 1350-1500 ° C.

Tài liệu tương tự

Phân loại các tình huống khẩn cấp có nguồn gốc tự nhiên (tự nhiên). Trường hợp khẩn cấp: động đất, núi lửa phun trào, bùn đất, lở đất, bão, lốc xoáy, tuyết rơi dày, trôi dạt, đóng băng, tuyết lở, lũ lụt, ngập lụt, v.v.

kiểm tra, thêm 12/04/2008


Cháy và nổ là những trường hợp khẩn cấp phổ biến trong một xã hội công nghiệp. Nguyên nhân tai nạn tại các cơ sở cháy, nổ. Hạng mục nguy hiểm cháy nổ. Tác động của tai nạn đối với môi trường. Hành động của dân số khi xảy ra tai nạn.

tóm tắt, bổ sung 21/05/2010


khóa học làm việc, thêm 08/02/2009


Tình huống khẩn cấp là tình huống ở một vùng lãnh thổ hoặc vùng nước nhất định phát sinh do tai nạn, hiện tượng thiên nhiên nguy hiểm hoặc thảm họa. Khái niệm và các chi tiết cụ thể của tình huống khẩn cấp có tính chất sinh thái, hậu quả của nó đối với một người.

thử nghiệm, thêm 28/08/2010


Các nguyên nhân có thể gây ra các trường hợp khẩn cấp về khí tượng. Nguy cơ mưa đá. Hậu quả và các yếu tố tiêu cực của hạn hán. Điều kiện để xảy ra lốc xoáy. Bảo vệ khỏi bão, bão và lốc xoáy, các biện pháp phòng tránh.

bản trình bày, được thêm vào ngày 16 tháng 11 năm 2013


Các loại thiên tai và lý do có thể. Các nguồn tình huống khẩn cấp trong lĩnh vực tự nhiên. Phân loại các hiện tượng tự nhiên nguy hiểm. Bệnh truyền nhiễm ở người và động vật trang trại. Tổng số nạn nhân của thiên tai.

trình bày, bổ sung 21/06/2012


Định nghĩa nguy hiểm và rủi ro đối với tính mạng. Trường hợp khẩn cấp: nhân tạo, môi trường, tự nhiên. Phân tích và phòng tránh các chấn thương. Kiểm soát và quản lý an toàn lao động. Vệ sinh lao động và vệ sinh công nghiệp. An toàn cháy nổ.

khóa học của bài giảng, thêm 04.10.2008


Khái niệm về trường hợp khẩn cấp do con người tạo ra. Phân loại tai nạn công nghiệp theo mức độ nghiêm trọng và phạm vi của chúng. Hỏa hoạn, vụ nổ, đe dọa đánh bom. Tai nạn do phát tán chất phóng xạ, chất độc hại về mặt hóa học. Tai nạn thủy kích.

trình bày, thêm 02/09/2012


Các tình huống khẩn cấp chính của tự nhiên và nhân tạo. Ứng xử và các hành động cần thiết trong trường hợp xảy ra động đất, sóng thần, lũ lụt, bão và cháy rừng. Tai nạn hóa chất, phóng xạ, tai nạn tại các cơ sở thủy động lực.

trình bày, thêm 02.10.2013


Khái niệm và phân loại thảm họa môi trường. Cháy tại các cơ sở công nghiệp. Tai nạn khi phát tán (đe dọa giải phóng) các chất độc hại về mặt sinh học. Nguy hiểm của các bãi bồi. Nguyên nhân của các vụ nổ và sự cố trên không. Các trường hợp khẩn cấp về đường sắt.