Условия возникновения и развития процессов горения

Сегодня мы предлагаем статью на тему: "Условия возникновения и развития процессов горения". Наши специалисты постарались полностью раскрыть тему доступным языком. Вопросы вы можете задать нашему дежурному юристу.

Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и свечением. В зависимости от скорости протекания процесса, горение может происходить в форме собственно горения и взрыва. Для процесса горения необходимо: наличие горючей среды, состоящей из горючего вещества и окислителя; источника воспламенения.

Чтобы возник процесс горения, горючая среда должна быть на­грета до определенной температуры при помощи источника воспламенения (пламя, искра электрического или механического происхождения, накаленные тела, тепловое проявление химической, электрической или механической энергий).

После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения. Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода, а также при определенных температурах и запасе тепловой энергии источника воспламенения. Наибольшая скорость стационарного горения наблюдается в чистом кислороде, наименьшая — при содержании в воздухе 14 — 15% кислорода. При меньшем содержании кислорода в воздухе горение большей части веществ прекращается. Различают следующие виды горения:

— полное — горение при достаточном количе­стве или избытке кислорода;

— не­по­л­ное — горение при не­до­стат­ке ки­с­ло­ро­да. Го­рю­чие ве­щества мо­гут быть в трех агрегатных со­сто­я­ни­ях: жид­ком, твер­дом, газообраз­ном. От­дель­ные твердые ве­ще­ст­ва при на­гре­ва­нии пла­вят­ся и испа­ря­ют­ся, дру­гие — раз­ла­га­ют­ся и вы­де­ля­ют га­зо­об­раз­ные продук­ты и твер­дый ос­та­ток в виде уг­ля и шла­ка, тре­тьи не разлагают­ся и не пла­вят­ся. Большин­ст­во го­рю­чих ве­ществ независимо от аг­ре­гат­но­го со­сто­я­ния при на­гре­ва­нии об­ра­зу­ют газообраз­ные про­ду­к­ты, ко­то­рые при сме­ши­ва­нии с ки­с­ло­ро­дом возду­ха об­ра­зу­ют го­рю­чую сре­ду.

По аг­ре­гат­но­му со­сто­я­нию го­рю­че­го и оки­с­ли­те­ля раз­ли­ча­ют:

— го­мо­ген­ное го­ре­ние — го­ре­ние га­зов и го­рю­чих па­ро­об­ра­зу­ю­щих ве­ществ в сре­де га­зо­об­раз­но­го оки­с­ли­те­ля;

— го­ре­ние взрыв­ча­тых ве­ществ и по­ро­хов;

— ге­те­ро­ген­ное го­ре­ние — го­ре­ние жид­ких и твер­дых го­рю­чих веществ в сре­де га­зо­об­раз­но­го оки­с­ли­те­ля;

— го­ре­ние в си­с­те­ме «жид­кая го­рю­чая смесь — жид­кий оки­с­ли­тель»

При по­л­ном го­ре­нии про­ду­к­та­ми сго­ра­ния яв­ля­ют­ся дву­окись угле­ро­да (CO2), во­да (H2O), азот (N), сер­ни­стый ан­ги­д­рид (SO2), фосфор­ный ан­ги­д­рид. При не­по­л­ном го­ре­нии обы­ч­но об­ра­зу­ют­ся едкие, ядо­ви­тые го­рю­чие и взры­во­о­па­с­ные про­ду­к­ты: окись углерода, спирты, ки­с­ло­ты, аль­де­ги­ды. Ва­ж­ней­шим во­п­ро­сом те­о­рии горе­ния яв­ляет­ся рас­про­стра­не­ние пла­ме­ни (зо­ны ре­з­ко­го возрастания темпера­туры и ин­тен­сив­ной ре­ак­ции). Раз­ли­ча­ют следую­щие ре­жи­мы рас­простра­не­ния пла­ме­ни (го­ре­ния):

— нор­маль­ный ре­жим го­ре­ния;

-дефлаграционное горение;

-де­то­на­ция.

Последовательность процессов, протекающих при горении:

Твердые в-ва – плавятся, испаряются или разлагаются, происходит смешение пара и газа с выходом, после этого окисление, самовоспламенение и горение;

Жидкие в-ва – испаряются, далее тоже самое, что и с твердыми веществами;

Газ – происходит смешение газа с выходом, окисление, самовоспламенение, горение.

Безопасность труда

Процесс горения, его виды и причины возникновения. Условия и причины возникновения пожаров. Пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов. Классификация пожаровзрывоопасности и пожарной опасности веществ и материалов.

Пожары и взрывы причиняют значительный материальный ущерб, в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель людей. Ущерб от пожаров и взрывов в промышленно развитых странах превышает 1% национального дохода и имеет тенденцию постоянного роста. В России также происходит ежегодное увеличение количества пожаров и убытков от них, а количество людей, погибающих на пожарах, превышает 12 тысяч в год.

Читайте так же:  Закон о государственной гражданской службе

Наибольшие убытки от пожаров и взрывов отмечаются в энергетике, в нефтегазодобыче и переработке. Колоссальные материальные убытки и экологический ущерб приносят лесные пожары.

Осуществление государственного пожарного надзора возложено на Государственную противопожарную службу, в число основных задач которой входят:

— организация разработки государственных мер и нормативного регулирования в области пожарной безопасности;

— тушение пожаров и проведение связанных с ними аварийно-спасательных работ;

— профессиональная подготовка кадров для Государственной противопожарной службы.

Процесс горения, его виды и причины возникновения.

Почти во всех производствах применяются вещества, способные воспламеняться и гореть, а в некоторых случаях — образовывать с воздухом взрывоопасные смеси.

Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимся превращением и сопровождающийся выделением большого количества тепла и света. (Обычно в качестве окислителя участвует кислород воздуха, которого содержится около 21%).

Для возникновения и развития процесса горения необходимы: горючее вещество, окислитель и источник воспламенения, инициирующий реакцию.

Горючая среда — среда, способная воспламеняться при воздействии источника зажигания.

Источник зажигания — средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения.

В обычных условиях горение – процесс окисления, то есть соединение горючего вещества с кислородом в свободном состоянии воздуха или в химически связанном состоянии в различных химических соединениях. Горючее вещество и окислитель должны находиться в определенных соотношениях друг с другом.

Горение, как правило, происходит в газовой фазе. Поэтому горючие вещества, находящиеся в конденсированном состоянии (жидкие, твердые материалы), для возникновения и поддержания горения должны подвергаться газификации (испарению, разложению), в результате которой образуются горючие пары и газы в количестве, достаточном для горения.

Горение бывает полное и неполное.

Полное горение при достаточном количестве кислорода, а продуктами реакции является вода, диоксиды серы и углерода, азот. Все они неспособные к дальнейшему окислению.

При неполном горении, когда недостаток кислорода для окисления образуются горючие и токсичные продукты реакции. Например, СО, спирты, кетоны, альдегиды.

При введении в холодную горючую смесь источника поджигания происходит быстрый разогрев смеси в ограниченном объеме до определенной температуры и ее поджигание. Благодаря теплопроводимости разогревается соседний слой и происходит перемещение зоны горения.

В зависимости от агрегатного состояния горючих веществ горение может быть гомогенным и гетерогенным.

Гомогенное горение: компоненты горючей смеси находятся в газообразном состоянии. Причем, если компоненты перемешаны, то горение называют кинетическим. Если – не перемешаны – диффузионное горение.

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

Гетерогенное горение: характеризуется наличием раздела фаз в горючей смеси (горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя).

Горение различается также по скорости распространения пламени и в зависимости от этого фактора оно может быть:

Читайте так же:  Легкие телесные повреждения

дефляграционным или обычным, (скорость пламени в пределах нескольких метров с секунду);

взрывным — быстрое химическое превращение среды, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу, (скорость пламени до сотен метров в секунду);
детонационным — сжатие распространяется по несгоревшему газу в виде ударной волны. Каждая последующая ударная волна движется со скоростью выше предыдущей,(скорость пламени порядка тысяч метров в секунду).

Кроме того различают: ламинарное горение, характеризуемое послойным распространением фронта пламени по горючей смеси; турбулентное, характеризуемое перемешиванием слоев потока и повышенной скоростью выгорания.

Равномерное распространение горения устойчиво лишь в том случае, если оно не сопровождается повышением давления. Когда горение происходит в замкнутом пространстве, или выход газообразных продуктов затруднителен, то повышение температуры приводит к интенсивному расширению газовых объемов и взрыву.

Под взрывом понимают быстрое превращение веществ, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.

Дата добавления: 2016-02-20; просмотров: 2829;

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Условия  возникновения горения необходимо изучать и знать как самим пожарным так и обычному человеку. Ведь знание основ возникновения и распространение огня дает большое преимущество во время тушения различных классов пожара.

Огонь и человек

Огонь это неотъемлемая часть жизнедеятельности человека, огонь сопровождает человека на всем пути его развития. Умение человека пользоваться огнем, добывать его, стремительно увеличило возможности человечества в много раз. Возможность человека добывать и контролировать огонь дало ему возможности обеспечить хранение продуктов питания от порчи, осуществлять обогрев жилища, добычу метала.

Огонь сделал возможным расселение рода людского по всем уголкам планеты Земля, дал возможность запустить пароходы, железную дорогу и отправить человека в космос. Овладение огнем было необходимым фактором для возникновения и жизни семьи. Умение пользоваться огнем дало человеку чувства независимости от циклического изменения тепла и холода, света и темноты.

В то же время всем известный пагубное влияние природного действия огня на человека и среду его обитания  Не контролируемое горение способно вызвать значительные разрушительные, а также смертоносные последствия к таким не посредственным проявлениям огненной стихии принадлежат пожары.

Что такое пожар?

Пожар – это неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

 Более детальная информация в материале: 

«Пожар: фазы, виды, группы, классификация, зоны и параметры»

Жизнедеятельность человека всегда будет сопровождаться не контролируемым горением – то есть пожарами. Развитие пожара за своими масштабами может зацепить не только национальные интересы страны, но и международные интересы.

Как пример таких пожаров которые вылились в глобальные чрезвычайные происшествия может служить катастрофа на Чернобыльской АЭС, длительные пожары нефтедобывающих комплексов Ирака и как результат войны в Персидском заливе, пожары больших лесных массивов в США, Греции и др. странах Земного шара.

Каждый год на нашей планете возникает приблизительно 7 миллионов пожаров!

Условия возникновения пожара

Основной задачей при обеспечении пожарной безопасности является устранение условий возникновения пожара (горения) и минимизация его последствий. Пожар возникает при одновременном наличии трех основных условий:

Условия возникновения и развития процессов горения 51

Рис. 1. Необходимые условия возникновения пожара.

Горючее вещество вместе с окислителем образуют горючую смесь которой для зажигание не хватает только источника зажигания которым может служить как маленькая искорка так и обычное пламя.

Стоит запомнить вышеприведенный “треугольник огня”, потому что на нем базируются основные направления предупреждения пожаров и способы пожаротушения. Исходя из рис.1. удаление одного из элементов сделает невозможным последующие возникновение горение и как следствие последующие развитие пожара.

Читайте так же:  Каковы причины преступления раскольникова??

Профилактика возникновения пожара

Профилактика предотвращение пожара осуществляется за счет предотвращения образования горючей среды как в технологических процессах так и в хозяйственной деятельности человека в целом.

Основными причинами пожаров является:

  1. Неосторожное обращение с огнем.
  2. Нарушение правил монтажа и эксплуатации электрооборудования и бытовых электроприборов.
  3. Нарушение правил монтажа и эксплуатации приборов отопления и тепло генерирующих установок.
  4. Поджоги.
  5. Баловство детей с огнем.
  6. Техническая неисправность промышленного оборудования.

В следствии вышеизложенных причин ежегодно возникают приблизительно 92% от общего количества пожаров в государстве. Давно известная истина, что пожар легче предупредить, чем потом ее тушить, является актуальной постоянно.

Исходя из этого обеспечение пожарной безопасности является неотъемлемой частью предпринимательской, промышленной деятельности работников предприятий, должностных лиц учебных учреждений, правительственных организаций и частных предпринимателей.

Не достаточное обеспечение пожарной безопасности, а именно обеспечении ее на низком уровне повышает вероятность возникновения пожара, это вызывает соответствующие действия со стороны органов государственного пожарного надзора, действие которых могут достаточно негативно повлиять, в частности, на ведение малого бизнеса.

Со стороны государственного пожарного надзора могут последовать следующие правомерные действия такие как: отказать в выдаче разрешения на начало работы или аренду помещений, штрафы за нарушение правил пожарной безопасности, приостановка эксплуатации помещений, сооружений, оборудования, объектов, и т. д.

Поэтому необходимо знать хотя бы основные требования, организационно-инженерно-технические мероприятия, по обеспечению пожарной безопасности на объектах, в частности те, от которых непосредственно зависит безопасность людей, собственности и личного имущества.

Обращаясь к основному документу любого пожарного инспектора, а именно Правилам пожарной безопасности можно сказать что основными организационными мероприятиями по обеспечению пожарной безопасности являются:

  • четкие обязанностей должностных лиц касающеюся обеспечения пожарной безопасности;
  • назначение приказом начальника (директора) ответственных за пожарную безопасность зданий, сооружений, участков, помещений, и т. д., технологического и инженерного оборудования, а также за эксплуатацию и содержание имеющихся технических средств противопожарной защиты;
  • установление на каждом предприятии (учреждении, организации) определенного противопожарного режима;
  • разработка и утверждение общей объектовой инструкции о мерах пожарной безопасности и соответствующих инструкций для всех взрывоопасных и пожароопасных помещений, организация ознакомления, изучения этих инструкций работниками;
  • разработка схем (планов) эвакуации личного состава (людей) и ценного имущества (музеи, библиотеки) на случай возникновения пожара;
  • установление порядка (системы) оповещения людей о пожаре, ознакомление с ним всех работников учреждения;
  • определение категорий зданий и помещений за взрывоопасностью и пожарной опасностью в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, установления классов зон, за Правилами электроустановок (ПУЭ);
  • обеспечение территорий, зданий и помещений, табличками с указанием номера телефона и порядка вызова пожарной охраны, соответствующими знаками пожарной безопасности ;
  • создание и организация работы пожарно-технических комиссий и для больших предприятий добровольных пожарных команд.
Читайте так же:  Особенности оформления доверенности

Источником энергии, используемой в тепловых двигателях для получения механической работы, служит топливо — жидкое, газообразное, твердое. Химическими элементами топлива являются углерод, водород, кислород, азот, сера и др. Из этих элементов только углерод, водород и частично сера при горении выделяют тепло и составляют так называемую горючую часть топлива. К негорючей части относятся остальные элементы, являющиеся как бы балластом топлива. Горением называется процесс химического соединения (окисления) элементов горючей части топлива с кислородом воздуха, сопровождающийся выделением тепла  и света.
Сгорание считается полным, если весь углерод, содержащийся в топливе, превращается в углекислый газ, а водород — в пары воды. Если в продуктах окисления имеются окись углерода или другие горючие вещества, то это свидетельствует о неполном сгорании. Для того чтобы очаг горения возник и поддерживался, необходимо воспламенить топливо и обеспечить непрерывный подвод к месту его образования окислителя (кислорода воздуха) и топлива. Воздух представляет собой смесь отдельных газов. По объему в нем содержится более 1/5 кислорода (20,95%) и около 4/5 (78,08%) азота. Небольшой процент (0,97%) составляют другие газы.
Азот — инертный газ, и при обычных условиях он не окисляется. Поэтому, когда говорят о подводе к очагу горения необходимого окислителя, подразумевают собственно подвод кислорода воздуха.
Сколько же нужно подвести воздуха, чтобы топливо сгорело полностью? Здесь на помощь приходит химия. Она позволяет определить теоретически потребное количество воздуха. Установлено, что для полного сгорания 1 кг жидкого дизельного топлива требуется около 14 кг воздуха. Например, на максимальной 1470 кВт (2000 л. с.) мощности дизеля 2Д100 во всех его цилиндрах сжигается в час 350 кг дизельного (жидкого) топлива и за это время нужно подать в цилиндры около 4900 кг воздуха.
Однако не весь кислород воздуха практически может принять участие в горении топлива. Следовательно, если к очагу горения подводить только теоретически необходимое количество воздуха, то сгорание будет неполным, а значит, и тепловой энергии при этом выделится меньше и часть топлива будет потеряна, выброшена на «ветер». Поэтому практически в цилиндры подводят значительно большее количество воздуха, чем требуется по теоретическим подсчетам. Это объясняется тем, что процесс перемешивания частиц жидкого топлива с воздухом происходит недостаточно совершенно. В то же время чрезмерно увеличивать количество подводимого воздуха невыгодно, так как для подвода воздуха необходимо затрачивать дополнительную энергию, которая не всегда окупается улучшением   качества   сгорания.
Отношение действительно подводимого количества воздуха к теоретически необходимому количеству принято называть коэффициентом избытка воздуха. Этот показатель обычно обозначают греческой буквой а. Получить смесь топлива, равномерно перемешанного с воздухом, и обеспечить благодаря этому полное и своевременное выделение тепла (а=1) даже на современных дизелях не удается.
Практика показывает, что для полного сгорания дизельного топлива в тепловозных дизелях применяемых конструкций необходимо примерно в 1,8—2   раза больше  воздуха,   чем   это теоретически необходимо, или, как говорят, иметь коэффициент избытка воздуха а = 1,8 — 2. Это означает, что для полного сжигания 350 кг топлива в дизеле 2Д100 нужно в течение одного часа подать во все его цилиндры не 4900 кг воздуха, как было указано в нашем примере, а 8800 — 9800 кг. И не просто подать, а еще и тщательно перемешать топливо с воздухом. Тогда оно полностью сгорит.
Итак, только при соблюдении условий подвода топлива, окислителя (воздуха) и воспламенения этой смеси возможно возникновение и поддержание процесса горения (рис. 13). Вот почему в дизеле предусматриваются устройства, обеспечивающие согласованный подвод к месту горения топлива и окислителя (воздуха) и их воспламенение.

Читайте так же:  Сроки для оплаты отпуска по трудовому кодексу

Рис. 13. Схема последовательного сжигания топлива

Воспламенение горючей смеси топлива с окислителем может произойти как от постороннего источника тепла (например, от электрической искры), так и без него (от самовоспламенения). В двигателях применяются оба способа  воспламенения.
Но на тепловозах установлены двигатели с самовоспламенением жидкого топлива. Читателю известно, что их называют двигателями с воспламенением от сжатия, или просто дизелями. В отличие от такого двигателя с высокой (сильной) степенью сжатия воздуха в карбюраторном (автомобильном) двигателе воспламенение топлива (бензина) производится принудительно с помощью искры от электрической свечи.
В двигателях, работающих на газовом топливе (на природном газе или газе, полученном в газогенераторах путем газификации твердого топлива), воспламенение может быть осуществлено впрыском в цилиндры порции жидкого топлива или электрической искрой.
По сравнению с карбюраторными двигателями дизели являются более экономичными, т. е. при одинаковой мощности потребляют меньше топлива. Они безопаснее в пожарном отношении, а продукты их сгорания менее токсичны. Благодаря этим преимуществам дизели находят все большее применение также на автомобилях и тракторах. Тепловозные дизели в отличие от стационарных имеют низкий расход топлива в широком диапазоне эксплуатационных режимов. Они приспособлены к длительной работе на частичных (неполных) нагрузках и даже вовсе без нагрузки (при стоянках тепловоза под поездом), к быстроте набора нагрузки, к частым пускам и остановкам. И, несмотря на столь тяжелые и переменные условия работы, тепловозные дизели должны обладать высокой надежностью и долговечностью основных деталей.

В начало статьи
>

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

Условия возникновения и развития процессов горения
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here