bază fizico-chimică a procesului de ardere
Focul arde necontrolat care se dezvoltă în spațiu și timp, periculos pentru oameni și provocând pagube materiale.
Periculos pentru factorii de oameni de foc este un foc deschis, scântei, febră, produse toxice de ardere, fum, reducerea conținutului de oxigen, prăbușirea clădirilor sau a instalațiilor.
Arderea - curgere rapidă de reacție fizico-chimică este însoțită de eliberarea de căldură și fum, flacără, sau apariția cariilor. În condiții obișnuite de ardere este procesul de oxidare a unui compus sau a unei substanțe combustibile cu oxigen. Cu toate acestea, anumite substanțe (cum ar fi comprimat acetilena clorură, azot, ozon) și pot exploda fără oxigen, pentru a forma o căldură și flacără. Prin urmare, arderea poate fi rezultatul reacțiilor nu doar compusul ci și descompunere. Este de asemenea cunoscut faptul că hidrogenul și multe metale poate arde într-o atmosferă de clor, cupru - în vapori de sulf, magneziu - în bioxid de carbon, etc ...
Arderea cea mai periculoasă apare în oxidarea materialului combustibil prin oxigenul atmosferic. În acest caz, trebuie să aveți o sursă de aprindere, sistem de combustibil, capabil de a raporta cantitatea necesară de energie. Cele mai frecvente surse de aprindere sunt scântei care apar atunci când defecțiuni electrice, corpuri de suflare de metal, sudura, operații de forjare; căldura rezultată din frecare; încălzitoare de proces; acțiune de incendiu SIDA; adiabatică de căldură de compresiune; razryadts scânteie de electricitate statică; supraîncălzirea contactelor electrice; reacții chimice ce au loc cu degajare de căldură.
Temperatura de încălzire a diferitelor surse. Astfel, scanteia care se produce pe impactul corpurilor metalice pot avea o temperatură de până la 1900 ° C, flacăra aproape chibrituri. 800 ° C, un tambur care duce la o centură de alunecare - până la 600 ° C și o temperatură de descărcare electrică strălucire atinge 10 000 ° C, cu capăt aproape instantaneu reacție chimică.
Arderea poate fi completă sau incompletă. În arderea completă apare la un exces de oxigen, produsele de reacție sunt dioxidul de carbon, apă, azot, dioxid de sulf. Arderea incompletă are loc cu o deficiență de oxigen, produsele de combustie, în acest caz, sunt substanțe otrăvitoare și inflamabile - monoxid de carbon, alcooli, cetone, aldehide etc. Pentru arderea completă a materiei combustibile necesită o anumită cantitate de aer: 1 kg de lemn - 4,18, turbă - 5. 8, propan - 23.8 m3.
Procesul de ardere poate fi gândită după cum urmează. mediu cald la rece cu introducerea impulsului de căldură este încălzit, există oxidarea intensă de mediu combustibile cu oxigenul și exotermă suplimentare. Aceasta, la rândul său, duce la o încălzire a stratului adiacent de material combustibil, care se desfășoară, de asemenea, o reacție chimică intensă. Într-o astfel de ardere a combustibilului stratificat are loc mișcarea de substanță a zonei de ardere; viteza acestei mișcări determină intensitatea procesului de ardere și este o caracteristică importantă. Procesul de stratificare a încălzirii, oxidarea și arderea continuă atâta timp cât combustibilul este epuizat întregul volum de substanță.
O zonă îngustă în care substanța încălzită și o reacție chimică, numită frontul flăcării.
Sistemele necombustibile pot fi chimic omogenă sau heterogenă. Un sistem chimic omogen - este un amestec de gaze combustibile, vapori sau pulberi din aer, în care combustibilul este uniform amestecat substanță și aer. Arderea unor astfel de sisteme este numit omogen. Sistemele eterogene chimic combustibile și aer nu este amestecat și au o interfață. Acesta este cel mai adesea combustibili solizi și arderea lor se numește eterogenă.
arderea completă a unui amestec combustibil de n timp constă din timpul necesar pentru apariția contactului între τk combustibile și oxigen. și timpul în care substanța chimică în sine, reacția de oxidare τx
În funcție de raportul dintre acești doi termeni sunt de ardere difuzivă distins și cinetică. Când arde solid timpul necesar pentru penetrarea combustibilului (difuzia) a oxigenului la suprafața materialului, reacția chimică mult mai mult, astfel încât rata totală de ardere este complet determinată de viteza de difuzie a oxigenului pentru materiale combustibile. Arderea astfel de substanțe cel mai adesea găsite pe foc și numit de difuzie. Combustia, viteza care este determinată de viteza de reacție chimică, numită cinetică. Acest tip de caracteristică pentru sistemele de combustibil de ardere omogene.
Distinge calorimetru, temperatura de combustie teoretică și reală.
Temperatura de ardere calorimetric este temperatura la care produsele încălzite de ardere completă, dacă toată căldura consumată lor pas de încălzire, cantitatea de aer necesară teoretic egală, arderea completă a substanțelor și temperatura inițială este de 0 ° C pierderile de căldură sunt presupuse a fi zero. Dacă temperatura de pornire a unui combustibil și aer este de 0 ° C, temperatura de ardere calorimetrică
în care Qn - valoarea calorică netă a unui material combustibil, kcal / kg; V - volumul produselor de ardere, m3 / kg; Capacitatea termică medie a volumului produselor de ardere, kcal / m3 · ° - c.
Prin urmare, temperatura de ardere calorimetrică depinde de proprietățile de combustibil ale substanței și nu depinde de cantitatea acesteia. Temperatura de ardere teoretică permite pierderea de căldură în timpul arderii la disociere. Temperatura de ardere calorimetru este cea mai mare pentru materialul combustibil și este utilizat pentru evaluarea calitativă. În realitate, există întotdeauna la ardere pierderea de căldură prin radiație, încălzirea excesivă a aerului și a mediului.
Temperatura actuală de ardere - temperatura este de foc. Distinge temperatura interioară și exterioară a focului. Temperatura la foc exterior - temperatura flăcării și interior - temperatura camerei de fum. Temperatura reală în curs de dezvoltare în timpul unui incendiu din cauza pierderilor de căldură în mediul înconjurător, încălzirea produselor de ardere și suplimente
este întotdeauna mai mică decât teoretic la 30. 50%. De exemplu, temperatura de ardere a combustibilului teoretic 1730 ° C și 1400 ° C real.
Un amestec de gaze combustibile și vapori cu un agent de oxidare capabil de ardere numai la un anumit conținut de combustibil în acesta.
Cea mai scăzută concentrație de gaz combustibil, în care este deja posibil de ardere, se numește limita inferioară de inflamabilitate (LIE). Cea mai mare concentrație la care o altă posibilă limită superioară inflamabilă-combustie numit (VKPV). Intervalul de concentrație situată în interiorul acestor limite, numită zona de aprindere. Inflamația - această aprindere (pornire de ardere), însoțită de apariția flăcării. Această combustie stabilă pentru o perioadă lungă de timp, nu se oprește și după îndepărtarea sursei de aprindere. Valorile limitelor inferioare și superioare ale aprinderii depinde de proprietățile gazului, vaporii și amestecurile de praf în aer, conținutul în amestecul combustibil de componente inerte. Adăugarea unui amestec combustibil de gaz inert reduce zona de aprindere, și în cele din urmă face neinflamabili. Limitele semnificativ înguste de aprindere unor impurități care întârzie reacția de ardere. Cel mai activ dintre acestea sunt hidrocarburile halogenate. Ambele proprietăți menționate sunt folosite pentru a opri arderea. Coborârea amestecului presiune subatmosferică reduce de asemenea regiunea de aprindere și la o anumită presiune, amestecul devine neinflamabil. Creșterea presiunii amestecului combustibil se extinde zona de aprindere, dar este, de obicei, neglijabilă. Creșterea temperaturii amestecului combustibil se extinde zona de aprindere. La limita de explozie afectează, de asemenea, sursa de alimentare de aprindere.
Distinge nu numai concentrația dar și limitele de temperatură de aprindere.
Limita de temperatură a vaporilor de aprindere în aer astfel de substanțe numite combustibil de temperatură la care forma de concentrație a vaporilor saturați corespunzătoare limita inferioară sau superioară concentrației de aprindere. Punct de aprindere se numește cea mai scăzută temperatură la care o substanță începe să se lumineze sau mocni și continuă să ardă sau mocnească după îndepărtarea sursei de aprindere. Punct de aprindere caracterizează capacitatea de droguri de auto-combustie. Dacă temperatura de aprindere a substanței este absent, atunci ea aparține neinflamabili sau neinflamabili.
Accelerarea reacției de oxidare sub acțiunea temperaturii conduce la auto-aprindere. Spre deosebire de procesul de aprindere în care se aprinde numai o parte limitată a volumului - autoaprinderea suprafață are loc în întregul volum al substanței. Sub temperatura de autoaprindere a înțeles cea mai scăzută temperatură la care materialul trebuie încălzit la rezultat autooxidare suplimentar este aprins. Autoaprindere este posibilă numai în cazul în care cantitatea de căldură generată în procesul de oxidare, depășește revenirea căldurii în mediu.
Temperatura de autoaprindere nu este constantă pentru agent, deoarece aceasta depinde în mare măsură de condițiile de determinare sale. Pentru aparatele comparative de testare a datelor și o metodă pentru determinarea temperaturii de autoaprindere a gazelor și vaporilor este standardizat (GOST 13920-68). Determinată prin metoda standard de cea mai joasă temperatură la care ar trebui să fie un amestec uniform încălzite de gaze și vapori de aer pentru a aprins fără a introduce în ea o sursă externă de aprindere, se numește temperatură standard aprindere automată.
Mișcarea autoaprindere - combustie spontană, adică, de ardere, ca urmare a auto-încălzire, fără a afecta sursa de aprindere ... Diferența dintre Autoaprinderea și temperatura de autoaprindere este cea mai mare. Autoaprindere are loc la temperatura ambiantă și trebuie încălzit la materialul autoaprinderea exterior.