какие материалы горят без доступа воздуха

Принцип действия закачного огнетушителя.Рабочий газ закачан непосредственно в корпус огнетушителя. При срабатывании запорно-пускового устройства порошок вытесняется газом по сифонной трубке в шланг и к стволу-насадке или в сопло. Порошок можно подавать порциями. Он попадает на горящее вещество и изолирует его от кислорода воздуха.

Перед тушением убедись в отсутствии скруток и перегибов на шланге огнетушителя.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

Самовозгорание веществ и материалов

Пожары представляют огромную опасность для экологии, жизни и имущества человека. Случается, что в возникновении воспламенения отсутствует источник зажигания. В таких ситуациях причиной самовозгорания является резкий подъем силы экзотермической реакции в некотором объеме вещества. В результате выделяется много тепла, а скорости теплоотведения в окружающую среду недостаточно. Произвольное горение довольно опасно, поэтому важно знать, какие материалы загораются под воздействием собственных химических свойств и некоторых факторов окружающей среды.

Особенности процесса

Это реакция, вызванная нагреванием огнеопасного вещества до температуры, запускающей сложную многоэтапную реакцию. В ней принимают участие содержащиеся в материале компоненты и воздух. Окисление кислородом приводит к тому, что произвольно выделяется большой объем тепла, который своевременно не отводится.

В качестве примера можно привести ситуацию, когда неправильно хранятся строительные отходы. В одну кучу сваливают различные материалы, в том числе опасные и горючие. Если в помещении затруднен отвод тепла и нарушена вентиляция, то риск спонтанного самовозгорания резко возрастает.

Важно! Внезапное возникновение пламени может привести к серьезному пожару, который нанесет ущерб имуществу, и может угрожать жизни человека.

Существуют условия, повышающие опасность самовозгорания. Большинство случаев отмечаются в помещениях, где нарушена циркуляция воздуха. Если приток свежих кислородных масс недостаточный, то от поверхности горючих веществ вырабатываемое ими тепло отводится неактивно, начинается перегревание и как следствие запускается процесс горения.

Опасность самопроизвольного самовозгорания веществ значительно повышается, если в комнате воздух теплый и сухой. Такие условия становятся толчком к началу окислительного процесса, который либо приводит к воспламенению, либо его ускоряет. Например, достаточно опасно оставлять в помещении ветошь, пропитанную льняным маслом, которое часто используется для обработки паркетных половых досок. Тряпка под воздействием внешних факторов легко может самовозгореться.

Самовозгорание материалов происходит спонтанно. Установив первичный импульс, который запустил механизм самонагревания, специалисты точно определяют, к какому типу относится процесс. Различают следующие виды самовозгорания.

1. Микробиологическое

Наблюдается среди органических материалов, внутри тела которых возможно развитие деятельности микроорганизмов. Живые организмы выделяют тепло, которое приводит к разогреванию массы. Это стимулирует ускорение протекания экзотермической естественной реакции. При повышении градусов в среде их обитания бактерии уничтожаются, а горение продолжается уже по иному механизму.

Мелкодисперсионные продукты характеризуются малой теплопроводимостью массы. В их теле копится тепло в результате гетерогенного окисления. Это приводит к росту температуры, а затем и скорости легко объяснимой с научной стороны реакции. В итоге происходит стремительное возгорание.

Склонностью к микробиологическому возгоранию отличаются:

Это интересно! Скорость экзотермической реакции увеличивается вдвое с каждым скачком температуры на 10ºС.

2. Химическое

Происходит из-за химического взаимодействия компонентов. Запускается на поверхности материалов, а затем продвигается в глубинные слои. Когда химические элементы перемешиваются, в глубине объема аккумулируется тепло, которое накапливается и приводит к постепенному нагреванию.

Возгорание без источника нагрева под воздействием химической реакции четко определяется по обозначенным с научной точки зрения признакам. Если повышение температуры спровоцировано не окислением под воздействием кислорода, а попаданием серной кислоты или перманганата калия, то классификация однозначная. Кроме того, некоторые щелочные металлы начинают выделять тепловые излишки при соприкосновении с водой. К этой группе относятся:

Важно! Если количество металла больше спичечной головки, то выделяющийся водород горит совместно с ним.

3. Тепловое

Если материал нагревается до критической температуры, вызывающей его последующее активное разложение, то такой вид называется тепловым. В глубине твердого тела горение проявляется тлением, которое при появлении доступа воздуха переходит в пламя.

Часто источником самовозгорания становятся масла. К возгоранию без постороннего очага зажигания способны:

Обратите внимание! К непредельным кислотам относятся линоленовая, линолевая, олеиновая кислоты.

Условия для самостоятельного возгорания жирных масел

Чтобы предотвратить риск возникновения пожара из-за несоблюдения норм безопасности обращения с горючими веществами, нужно знать, что может спровоцировать аварийную ситуацию. Жиры и масляные составы самовозгораются при определенных условиях:

Интересно! Наименьшая температура, при которой уже наблюдаются случаи горения масел и жиров без внешнего воздействия, составляет всего +10 градусов. Срок – от нескольких часов до пары суток.

Нередко самовозгорается уголь. По способности к возгоранию материал делится на 2 категории:

Когда столбик термометра опускается, они быстро окисляются и впитывают газы и пары. Температура нарастает медленно и может быть приостановлена путем проветривания штабеля.

Для предотвращения риска необходимо:

Что горит без источника нагрева

Температурой самовозгорания называют самую низкую Т объекта, при которой внутри его объема происходит самонагревание. Определено, что некоторые опасные элементы способны разогреваться до критической отметки даже при средней комнатной температуре. Например, алюминиевый порошок, соприкасаясь с воздухом, начинает окисляться и теплеть уже при +10º градусах. К столь же быстро самонагревающимся составам относятся:

Сюда же причислены сульфиды железа. Они даже при обычной Т, взаимодействуя с воздухом, стремительно выделяют много тепла. Не менее активно окисляется желтый фосфор. Процесс сопровождается интенсивным выделением белого дыма. Причиной возгорания может быть теплота трения, поэтому резку фосфора рекомендуют осуществлять под водой.

Отличие самовозгорания от самовоспламенения

Иногда даже сами эксперты путают эти два понятия, хотя их различия важно учитывать при экспертизе пожаров. Если речь идет о тепловом самовозгорании, то нагрев – лишь исходный импульс. Далее горение в массе начинается из-за воздействия поступающего кислорода, в результате окисления которым происходит выделение тепла. Для самовоспламенения важно, чтобы поверхность была разогрета до конца. Тогда запускается механизм термического разложения, сопровождающийся воспламенением

Как пример можно рассмотреть склонность к горению сосновых опилок. Сырье может начать гореть при 295ºC, а самовоспламениться сырье может лишь при 400ºС

Явление процесса самовозгорания – беспощаден и чрезвычайно опасен. Однако его можно взять под контроль. Работники строительных объектов, сотрудники магазинов с широким ассортиментом лакокрасочных материалов, химчисток и прочих организаций должны в обязательном порядке придерживаться правил техники безопасности при работе с самонагревающимися, пирофорными, горючими веществами. Представляющие потенциальную угрозу, они должны правильно храниться, использоваться по назначению и своевременно отправляться в пункты утилизации.

Источник

Продукты горения (сгорания)

Продукты горения – это вещества (газообразные, жидкие или твердые вещества) и соединения, образующиеся в результате сложного физико-химического процесса горения веществ (материалов).

Под продуктами горения чаще всего понимают дым, токсичные продукты горения, сажу и другие.

Продукты горения сухой травы

Состав

Состав их зависит от состава горящего вещества и условий его горения. В условиях пожара чаще всего горят органические вещества (древесина, ткани, бензин, керосин, резина и др.), в состав которых входят главным образом углерод, водород, кислород и азот. При горении их в достаточном количестве воздуха и при высокой температуре образуются продукты полного сгорания: СО₂, Н₂О, N₂. При горении в недостаточном количестве воздуха или при низкой температуре кроме продуктов полного сгорания образуются продукты неполного сгорания: СО, С (сажа).

Продукты сгорания называют влажными, если при расчете их состава учитывают содержание паров воды, и сухими, если содержание паров воды не входит в расчетные формулы.

Реже во время пожара горят неорганические вещества, такие как сера, фосфор, натрий, калий, кальций, алюминий, титан, магний и др. Продуктами сгорания их в большинстве случаев являются твердые вещества, например Р₂О₅, Na₂O₂, CaO, MgO. Образуются они в дисперсном состоянии, поэтому поднимаются в воздух в виде плотного дыма. Продукты сгорания алюминия, титана и других металлов в процессе горения находятся в расплавленном состоянии.

При неполном сгорании органических веществ в условиях низких температур и недостатка воздуха образуются более разнообразные продукты – окись углерода, спирты, кетоны, альдегиды, кислоты и другие сложные химические соединения. Они получаются при частичном окислении как самого горючего, так и продуктов его сухой перегонки (пиролиза). Эти продукты образуют едкий и ядовитый дым. Кроме того, продукты неполного горения сами способны гореть и образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Такие взрывы бывают при тушении пожаров в подвалах, сушилках и в закрытых помещениях с большим количеством горючего материала. Рассмотрим кратко свойства основных продуктов горения.

Углекислый газ

Углекислый газ или двуокись углерода (СО₂) – продукт полного горения углерода. Не имеет запаха и цвета. Плотность его по отношению к воздуху равна 1,52. Плотность углекислого газа при температуре Т = 0 ° С и при нормальном давлении р = 760 миллиметров ртутного столба (мм Hg) равна 1,96 кг/м 3 (плотность воздуха при этих же условиях равна ρ = 1,29 кг/м 3 ). Углекислый газ хорошо растворим в воде (при Т = 15 °С в одном литре воды растворяется один литр газа). Углекислый газ не поддерживает горение веществ, за исключением щелочных и щелочно-земельных металлов. Горение магния, например, происходит в атмосфере углекислого газа по уравнению:

Токсичность углекислого газа незначительна. Концентрация углекислого газа в воздухе 1,5 % безвредна для человека длительное время. При концентрации углекислого газа в воздухе, превышающей 3-4,5 %, нахождение в помещении и вдыхание газа в течение получаса опасно для жизни. При температуре Т = 0 °С и давлении р = 3,6 МПа углекислый газ переходит в жидкое состояние. Температура кипения жидкой углекислоты составляет Т = –78 °С. При быстром испарении жидкой углекислоты газ охлаждается и переходит в твердое состояние. Как в жидком, так и твердом состоянии, капли и порошки углекислоты применяются для тушения пожаров.

Оксид углерода

Всем известная вода – Н₂О – также выделяется во время горения виде газа – как пар. Вода является продуктом горения газа метана – СН₄. Вообще, вода и углекислота в основном выделяются при полном сгорании всех органических веществ.

Цианистый водород

Акролеин

Пропеналь, акролеин, акрилальдегид – все это названия одного вещества, ненасыщенного альдегида акриловой кислоты: СН₂=СН-СНО. Этот альдегид тоже является сильно летучей жидкостью. Акролеин бесцветен, с резким запахом, очень ядовит. При попадании жидкости или ее паров на слизистые, особенно в глаза, вызывает сильное раздражение. Пропеналь является высокореакционным соединением, и это объясняет его высокую токсичность.

Формальдегид

Подобно акролеину, формальдегид принадлежит к классу альдегидов и является альдегидом муравьиной кислоты. Также это соединение известно как метаналь. Это токсичный, бесцветный газ с резким запахом.

Азотсодержащие вещества

Чаще всего во время горения веществ, содержащих азот, выделяется чистый азот – N₂. Этот газ и так содержится в атмосфере в большом количестве. Азот может быть примером продукта горения аминов. Но при термическом разложении, к примеру, солей аммония, а в некоторых случаях и при самом горении, в атмосферу выбрасываются и его оксиды, со степенью окисления азота в них плюс один, два, три, четыре, пять. Оксиды – газы, имеют бурый цвет и чрезвычайно токсичны.

Сернистый газ

При горении многих веществ, кроме рассмотренных выше продуктов сгорания выделяется дым – дисперсная система, состоящая из мельчайших твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в каком-либо газе. Диаметр частиц дыма составляет от 10 −4 до 10 −6 см (от 1 до 0,01 мкм). Отметим, что 1 мкм (микрон) равен 10 −6 м или 10 −4 см. Более крупные твердые частицы, образующиеся при горении, быстро оседают в виде копоти и сажи. При горении органических веществ дым содержит твердые частицы сажи, взвешенные в CO₂, CO, N₂, SO₂ и других газах. В зависимости от состава и условий горения вещества получаются различные по составу и по цвету дымы. При горении дерева, например, образуется серовато-черный дым, ткани – бурый дым, нефтепродуктов – черный дым, фосфора – белый дым, бумаги, соломы – беловато-желтый дым.

В составе дыма, образующегося на пожарах при горении органических веществ, кроме продуктов полного и неполного сгорания, содержатся продукты термоокислительного разложения горючих веществ. Образуются они при нагреве еще негорящих горючих веществ, находящихся в среде воздуха или дыма, содержащего кислород. Обычно это происходит перед факелом пламени или в верхних частях помещений, где находятся нагретые продукты сгорания.

Состав продуктов термоокислительного разложения зависит от природы горючих веществ, температуры и условий контакта с окислителем. Так, исследования показывают, что при термоокислительном разложении горючих веществ, в молекулах которых содержатся гидроксильные группы, всегда образуется вода. Если в составе горючих веществ находятся углерод, водород и кислород, продуктами термоокислительного разложения чаще всего являются углеводороды, спирты, альдегиды, кетоны и органические кислоты. Если в составе горючих веществ, кроме перечисленных элементов, есть хлор или азот, то в дыме находятся также хлористый и цианистый водород, оксиды азота и другие соединения. Так, в дыме при горении капрона содержится цианистый водород, при горении линолеума «Релин» – сероводород, диоксид серы, при горении органического стекла – оксиды азота. Продукты неполного сгорания и термоокислительного разложения в большинстве случаев являются токсичными веществами, поэтому тушение пожаров в помещениях производят только в кислородных изолирующих противогазах.

Пепел, зола, копоть, сажа, уголь

Копоть, или сажа – остатки углерода, который не вступил в реакцию, по разным причинам. Сажу называют также амфотерным углеродом. Зола, или пепел – мелкие частицы неорганических солей, не сгоревших или не разложившихся при температуре горения. При выгорании топлива эти микросоединения переходят во взвешенное состояние или скапливаются внизу. А уголь – это продукт неполного сгорания дерева, то есть не сгоревшие его остатки, но при этом еще способные гореть. Конечно, это далеко не все соединения, которые выделятся при сгорании тех или иных веществ. Перечислить их всех нереально, да и не нужно, потому что другие вещества выделяются в ничтожно малых количествах, и только при окислении определенных соединений.

Классификация

Большинство продуктов горения являются отравляющими веществами. Поэтому, говоря об их классификации, будет правильным ознакомить вас со следующим термином:

Классификация опасности веществ по степени воздействия на организм – это установление (ранжирование) уровней опасности веществ по их поражающему и повреждающему воздействию на организм человека и (или) животного. Более подробно о данной классификации читайте в материале по ссылке >>

Также ознакомьтесь с познавательным материалом по теме:

Формулы для расчета объема

Вид формулы для расчета объема продуктов полного сгорания при теоретически необходимом количестве воздуха зависит от состава горючего вещества.

Индивидуальное химическое соединение

В этом случае расчет ведут, исходя из уравнения реакции горения. Объем влажных продуктов сгорания единицы массы (кг) горючего вещества при нормальных условиях рассчитывают по формуле:

V_п.с. – объем влажных продуктов сгорания, м 3 /кг; – число киломолей диоксида углерода, паров воды, азота и горючего вещества в уравнении реакции горения; М – масса горючего вещества, численно равная молекулярной массе, кг.

Например, чтобы определить объем сухих продуктов сгорания 1 кг ацетона при нормальных условиях, составляем уравнение реакции горения ацетона в воздухе:

Определяем объем сухих продуктов сгорания ацетона:

Объем влажных продуктов сгорания 1 м 3 горючего вещества (газа) можно рассчитать по формуле:

V_п.с. – объем влажных продуктов сгорания 1 м 3 горючего газа, м 3 /м 3 ; – число молей диоксида углерода, паров воды, азота и горючего вещества (газа).

Сложная смесь химических соединений

Если известен элементный состав сложного горючего вещества, то состав и количество продуктов сгорания 1 кг вещества можно определить по уравнению реакции горения отдельных элементов. Для этого составляют уравнения реакции горения углерода, водорода, серы и определяют объем продуктов сгорания, приходящийся на 1 кг горючего вещества. Уравнение реакции горения имеет вид:

С + О 2 + 3,76N 2 = СО 2 + 3,76N 2

При сгорании 1 кг углерода получается 22,4 / 12 = 1,86 м 3 СО 2 и 22,4 × 3,76/12 = 7,0 м 3 N 2.

Аналогично определяют объем (в м 3 ) продуктов сгорания 1 кг серы и водорода. Полученные данные приведены ниже:

При горении углерода, водорода и серы кислород поступает из воздуха. Однако в состав горючего вещества может входить кислород, который также принимает участие в горении. В этом случае воздуха на горение вещества расходуется соответственно меньше.

В составе горючего вещества могут находиться азот и влага, которые в процессе горения переходят в продукты сгорания. Для их учета необходимо знать объем 1 кг азота и паров воды при нормальных условиях.

На основании приведенных данных определяют состав и объем продуктов сгорания 1 кг горючего вещества.

Например, чтобы определить объем и состав влажных продуктов сгорания 1 кг каменного угля, состоящего из 75,8 % С, 3,8 % Н, 2,8 % О, 1,1 % N, 2,5 % S, W = 3,8 %, A = 11,0 %.

Объем продуктов сгорания будет следующий, м 3 :

V_п.с. = 1,4 + 0,462 + 6,6972 + 0,017 = 8,576 м 3 /кг.

Смесь газов

Количество и состав продуктов сгорания для смеси газов определяют по уравнению реакции горения компонентов, составляющих смесь. Например, горение метана протекает по следующему уравнению:

СН 4 + 2О 2 + 2 × 3,76N 2 = СО 2 + 2Н 2О + 7,52N 2

Согласно этому уравнению, при сгорании 1 м 3 метана получается 1 м 3 диоксида углерода, 2 м 3 паров воды и 7,52 м 3 азота. Аналогично определяют объем (в м 3 ) продуктов сгорания 1 м 3 различных газов:

На основании приведенных цифр определяют состав и количество продуктов сгорания смеси газов.

Анализ продуктов сгорания, взятых на пожарах в различных помещениях, показывает, что в них всегда содержится значительное количество кислорода. Если пожар возникает в помещении с закрытыми оконными и дверными проемами, то пожар при наличии горючего может продолжаться до тех пор, пока содержание кислорода в смеси воздуха с продуктами сгорания в помещении не снизится до 14-16 % (об.). Следовательно, на пожарах в закрытых помещениях содержание кислорода в продуктах сгорания может быть в пределах от 21 до 14 % (об.). Состав продуктов сгорания во время пожаров в помещениях с открытыми проемами (подвал, чердак) показывает, что содержание в них кислорода может быть ниже 14 % (об.):

По содержанию кислорода в продуктах сгорания на пожарах можно судить о коэффициенте избытка воздуха, при котором происходило горение.

Действие на организм человека

Степень токсичности веществ связана с их физической и химической природой. Взаимодействуя с организмом, продукты горения вызывают патологические синдромы.

Международная классификация болезней десятого пересмотра МКБ-10 определяет отравление продуктами горения кодом Т59 – «Токсическое действие других газов, дымов и паров».

По механизму действия на человека отравляющие компоненты в составе дыма делятся на пять групп.

Многие токсины, образующие в продуктах горения «универсальны», так как вызывают поражение сразу нескольких систем организма.

Первая помощь при отравлении

Симптомы интоксикации разными веществами могут отличаться, но принципы оказания первой помощи всегда одинаковые.

Большинство ядов поступает через дыхательные пути. Первое, что необходимо сделать при отравлении – прекратить поступление продуктов горения в организм. Для этого необходимо:

Острая интоксикация требуют оказания экстренной помощи. Действия при отравлении продуктами горения, следующие:

Некоторые ингаляционные отравления продуктами горения имеют период мнимого благополучия. Даже при отсутствии патологических симптомов, стоит внимательно следить за состоянием тех, кто может быть отравлен. При первых же признаках неблагополучия необходимо вызывать соответствующих специалистов.

Отравление продуктами горения у детей развивается быстрее, чем у взрослых. Это объясняется более высоким уровнем кислородного обмена. У малышей появляются жалобы на головную боль, сонливость, слезотечение, тошноту. При осмотре заметны изменения цвета кожи, учащение и затруднение дыхания, нарушения координации. Принципы оказания первой помощи для детей те же, что и для взрослых. При отсутствии специализированной медицинской помощи, пострадавшему ребенку угрожают необратимые изменения центральной нервной системы.

Источник: Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочник. Баратов А.Н., Корольченко А.Я. –М., 1990.

Источник