Крит. Гасяч. Діаметр

Для кожної суміші існує діаметр, при якому полум’я вже не поширюється. Такий діаметр називають критичним гасильним діаметром.

Критичний гасильний діаметр – це мінімальний діаметр, при якому полум’я ще здатне поширюватися на будь-яку відстань від місця виникнення.

Для конкретних умов горіння критичний (гасильний) діаметр залежить від фізико-хімічних властивостей суміші і визначається через критерій Ре (Пекле):

Ре_кр =, де

R - газова стала,

Т₀ - температура газової суміші,

 - теплопровідність суміші ,

с - теплоємність суміші ,

u_н - нормальна швидкість поширення полум’я, Р₀ - тиск.

Концентр. Межі пош полум’я

Мінімальний вміст горючої речовини в однорідній суміші з окиснювальним середовищем, при якому можливе поширення полум'я по суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання, називається нижньою концентраційною межею поширення полум'я (НКМПП).

Максимальний вміст горючої речовини в однорідній суміші з окиснювальним середовищем, при якому можливе поширення полум'я по суміші на будь-яку відстань від джерела запалювання, називається верхньою концентраційною межею поширення полум'я (ВКМПП).

Суміші, які містять горючу речовину у концентрації, нижчій НКМПП, є вибухо- і пожежобезпечними. Подальше проникнення у такі суміші повітря веде до все більшої безпечності; так само як і проникнення такої суміші в оточуюче середовище.

Межі поширення полум'я по органічних речовинах можна приблизно підрахувати за апроксимаційною формулою:

Потужність джерела запалювання.

Для кожної суміші існує мінімальна енергія запалювання. Якщо іскра має тільки таку енергію, і не більшу, вона здатна запалити тільки суміш із стехіометричним співвідношенням горючої речовини і окисника. Із збільшенням потужності джерела запалювання концентраційні межі поширення полум’я розширюються, але не безмежно. Існує межа, вище якої зміна потужності іскор змін меж поширення полум’я не викликає. Таку іскру і називають насиченою.

Домішки негорючих газів і парів.

Введення негорючих газів і парів не просто розводить суміш, знижуючи концентрацію горючої речовини і кисню. Такий домішок, а його іще називають флегматизатор, ще й впливає на систему за рахунок своїх теплофізичних характеристик, знижуючи температуру горіння

(до 5 км/с, детонаційне горіння)

Причина випаровування - Броунівський рух. Молекули, які володіють запасом енергії, суттєво більшим, ніж середній, переборюють сили взаємного тяжіння між молекулами і переходять у газове середовище. Випаровування - процес ендотермічний. Коли система відкрита, вона має необмежені можливості і для теплообміну і для масообміну. Відкрита рідина при будь-якій температурі буде випаровуватися.

Швидкість випаровування залежить від умов навколишнього середовища, насамперед від температури, і від природи рідини: її температури кипіння, а точніше, тиску насиченої пари даної рідини при даній температурі.

Тиском насиченої пари називають тиск пари, що знаходиться у стані динамічної рівноваги з рідиною при даній температурі. Його ще називають пружністю насиченої пари.

Цей тиск не залежить від кількості рідини, розмірів її поверхні, форми посудини; а залежить лише від природи рідини і температури.

Тиск насиченої пари і концентрацію речовини у паровій фазі можна визначити експериментально і розрахунковим шляхом, зокрема користуючись номограмами, рівнянням Клаузіуса-Клапейрона або рівнянням Антуана.

Визначення ступеню вибухонебезпечності рідин

Концентрацію насиченої пари рідини визначають для того, щоб порівняти її з НКМПП та ВКМПП.

За апроксимаційними формулами розраховують для даної рідини (або суміші) НКМПП i ВКМПП.

Потім знаходять тиск насиченої пари даної рідини або суміші, який відповідає НКМПП та ВКМПП.

Далі визначають реальний тиск насиченої пари i порівнюють його з тиском для НКМПП та ВКМПП

Якщо дійсна концентрація знаходиться між НКМПП та ВКМПП, то суміш вибухонебезпечна.

Якщо ж вона нижча НКМПП, то дана рідина або суміш безпечні: спалаху або вибуху не буде.

Граничнодопустиму вибухонебезпечну концентрацію приймають "із запасом":

ГДВК = НКМПП К_б, де

К_б - коефіцієнт безпеки, менший 1.

Для виробничих приміщень К_б  0,1.Для приміщень, в яких передбачається проведення вогневих робіт, К_б = 0,05.

Якщо температуру піднімати, то концентрація парів буде збільшуватися. При певній температурі досягається концентрація, що знаходиться між НКМПП та ВКМПП.

Якщо тепер до поверхні піднести джерело запалювання, відбудеться спалах.

Якщо нова порція пари не встигає утворитися, поки вже готова згорить, то полум'я тільки з'явиться i відразу ж згасне. Це так і називається “ спалах”.

Займання - це початок горіння під впливом джерела запалювання.

Спалахування - це займання, що супроводжується появою полум'я.

Спалах - це короткочасне інтенсивне згоряння газоповітряної суміші над поверхнею горючої конденсованої речовини, що супроводжується короткочасним видимим випромінюванням, але не супроводжується утворенням ударної хвилі; стійке горіння при цьому не виникає.Та найнижча температура, при якій спостерігається спалах, називається температурою спалаху.

Аерогелі та аерозолі – гетерогенні суміші повітря з пилом. У придатних умовах аерозоль може поступово переходити в аерогель, а аерогель – в аерозоль (наприклад, під дією вітру, вибуху i т. ін.).

З точки зору горіння, для аерогелю найважливішою рисою є саме перехід в аерозоль, оскільки горіння в стані аерогелю проходить аналогічно горінню твердих речовин. Аерозолі ж у поведінці при горінні схожі на газо- та пароповiтрянi суміші. Тому аерозоль більш небезпечний, ніж аерогель.

Хімічна активність – це здатність пилу вступати в реакції з іншими речовинами, у тому числі в реакції окиснення та горіння. Хімічна активність визначається природою речовини, з якої утворено пил, і ступенем дисперсності.

Адсорбційна здатність – це здатність до поглинання газів та рідин поверхнею речовини. Із збільшенням ступеня дисперсності збільшується питома поверхня частинок пилу, відношення S_пит = S/V.

Для аерогелю температура самоспалахування – це та найнижча температура нагрівання пилу, при якій прискорюються екзотермічні реакції i виникає полум’яне горіння, тобто те саме, що i для твердих речовин.

Пил може існувати у стані осаду (аерогель) або висіти у повітрі (аерозоль). Аерозолі мають більшу пожежну небезпечність, ніж аерогелі. Характеризують аерогелі та аерозолі дисперсністю, хімічною активністю, адсорбційною здатністю та схильністю до електризації. Найважливішими характеристиками, від яких залежить температура самоспалахування, є природа пилу, його стан (гель чи золь) та ступінь дисперсності.

Аерогелі здатні до тління і полум’яного горіння. Температура тління і температура спалахування аерогелю залежить від його природи, ступеня дисперсності і вологості, а також від потужності джерела запалювання. За умов найменшого струсу або вибуху аерогель здатен переходити в аерозоль і вибухати.

Комбінування різних вогнегасячих засобів дозволяє використовувати переваги кожного з них, а також – ефект синергізму, тобто підсилювання дії одного у присутності іншого. Найбільш прогресивними є порошки перліту, просочені галогеноводнями і аерозольутворюючі склади. Найбільшою ефективністю серед засобів одного механізму дії володіють інгібіруючі засоби, витрата яких для гасіння однакових пожеж у 10 і більше разів менша, ніж витрата інших засобів. Крім скорочення витрати вогнегасячих засобів, застосування інгібіторів горіння дозволяє значно скоротити час, потрібний для гасіння пожежі. Найбільш прогресивними є комбіновані засоби гасіння, зокрема порошки перліту, просочені галогеноводнями і аерозольутворюючі склади.