2.1 Підготовка звіту

Вивчення теоретичного матеріалу за темою роботи (контролюється на початку заняття перевіркою знання матеріалу відповідями на контрольні запитання).

Експериментальне визначення температури спалаху горючої рід­ини у закритому тигелі.

Виконання завдань за варіантом, який видається викладачем.

Підготовка звітної документації (протоколу з даними експеримен­ту - п.4.5) та захист роботи в цілому.

2.2 ТеоретичнІ відомості

2.2.1 Процес горіння

Горіння - фізико-хімічний процес окислення, що супроводжується виділенням теплоти і випромінюванням світла.

Для процесу горіння у звичайних умовах повинна бути речовина, здатна горіти, джерело вогню з певною здатністю надати необхідну енергію горінню і певна кількість кисню. При зниженні концентрації кисню у повітрі інтенсивність горіння різко зменшується, а при концентрації його у повітрі до 8-10%, горіння може повністю припинитися.

Горіння буде повним при надмірній кількості кисню у повітрі, при цьому утворюються двооксид вуглецю, вода, азот, сірчаний ангідрид. Горіння буде неповним при недостатній кількості кисню; при цьому утворюються оксид вуглецю, спирти, альдегіди та ін.

Горіння буває дифузійне і кінетичне. Якщо кисень проникає в зону горіння, таке горіння називають дифузійним. Дифузійне горіння найбільш поширене, воно виникає і під час пожежі. Кінетичним називають горіння заздалегідь підготовленої горючої суміші.

Процеси горіння різних речовин, а також речовин у різних станах мають багато розбіжностей. Показники, які описують пожежну небезпеку різних речовин і матеріалів, наведені у таблиці Б1.10.

При введенні певного імпульсу теплоти в зону горіння твердих речовин, холодне горюче середовище нагрівається, внаслідок чого виникає інтенсивне окислення горючої речовини киснем і додаткове виділення теплоти. Це, в свою чергу, приводить до нагрівання сусіднього шару горючої речовини, в якому також буде інтенсивно відбуватися хімічна реакція. Таким чином, відбувається переміщення зони горіння в більш глибокі шари речовини. Швидкість такого переміщення і пояснює інтенсивність горіння. Такий процес буде продовжуватися безперервно, поки не вичерпається весь об'єм горючої речовини. Зону, в якій підігрівається речовина і проходять хімічні реакції, називають фронтом полум'я.

Суміш парів, газів, пилу горючої речовини з повітрям здатна горіти лише при певному вмісті в ній горючої речовини. Найменшу концентрацію горючої речовини (газу, пилу), при якій уже можливе горіння, називають нижньою концентраційною межею спалаху (НКМС). Найбільшу концентрацію таких речовин, при якій ще можливе горіння, називають верхньою концентраційною межею спалаху (ВКМС). Зону, яка розміщена між ними, називають зоною спалаху.

Процес горіння виникає через такі початкові види горіння, як спалах, самозаймання і самозагоряння.

Спалах - швидкоплинний процес згоряння парів горючої речовини, що виникає при їх контакті з відкритим джерелом вогню. Якщо джерело вогню забрати з зони спалаху, то процес спалаху припиняється, бо під час кожного імпульсу спалаху виділяється недостатньо теплоти, щоб забезпечити необхідну для постійного процесу горіння концентрацію парів горючої речовини. Отже, температура спалаху - найнижча температура горючої речовини, при якій в умовах спеціальних випробувань над її поверхнею утворюються пари або гази, які можуть спалахнути від джерела вогню, але швидкість їх утворення ще недостатня для стійкого горіння (ГОСТ І2.І.044-84). Залежно від температури, при якій виділяється достатня кількість парів речовини, необхідних для спалаху, розрізняють рідини легкозаймисті (ЛЗР) та горючі (ГР). До ЛЗР належать рідини з температурою спалаху до 61°С у закритому тиглі (або до 66°С у відкритому тиглі), це за ГОСТ 12.1.004-85 ацетон, бензин, гас, скипидар, тощо. До ГР належать рідини, які мають температуру спалаху нижче відповідно 61 та 66°С, це машинні масла, олія, оліфа та ін. (таблиця Б1.1).

Займання - тривалий процес горіння, який виникає від джерела вогню і триває доти, поки з горючої речовини виділяється пара. Як правило, займання не припиняється і після видалення джерела запалювання. На процес займання впливають тиск і температура горючої суміші - при їх збільшенні межа займання розширюється. Крім того, концентраційним межам займання відповідають температурні межі - такі температури горючої речовини, при яких її насичена пара утворює концентрації, що відповідають нижній і верхній концентраційній межі займання. Температурою займання називають таку найменшу температуру, при якій речовина загоряється або починає тліти і продовжує горіти або тліти після видалення джерела займання. Як правило, займання відбувається при температурах, вищих за температуру спалаху на 2-5⁰С для ЛЗР і на 5-30^оС для ГР.

Самозаймання - процес горіння речовини, що виникає від зовнішньої температури, але без контакту з відкритим джерелом вогню. На відміну від займання, коли загоряється лише обмежена частина об'єму - поверхня, самозаймання відбувається в усьому об'ємі речовини, це можливо лише тоді, коли кількість теплоти, що виділяється в процесі окислення, перевищує віддачу теплоти в навколишнє середовище.

Різновидом самозаймання є самозагоряння - процес горіння, який виникає від теплоти, що нагромадилась в речовині внаслідок біологічних або фізико-хімічних процесів. При зберіганні здатні до самозагоряння зволожене зерно, сіно, полова, буре вугілля, торф, промаслені ганчірки тощо. Самозагораються від дії на них повітря рослинні масла і тваринні жири, нанесені тонким шаром на волокнисті і порошкоподібні матеріали, торф, буре і кам'яне вугілля. Газоподібні, жирні і тверді окислювачі: ацетилен, водень, метан і етилен в сумішах з хлором, марганцевокислий калій і гліцерин самозагоряються при змішуванні один з одним. Самозагоряються при дії на них води карбід кальцію, лужні метали та ін. Крім того, стиснений кисень викликає самозагоряння мінеральних масел, що не відбувається при нормальному тиску.