1.4. Основные процессы, происходящие при горении.

Для возникновения процессов горения необходимо наличие горючего вещества и окислителя. Для инициирования возникновения горения необходимо наличие источника зажигания. Иногда горение может возникать самопроизвольно без источника зажигания (самовоспламенение и самовозгорание). Для возникновения горения должны быть соблюдены следующие условия:

• непосредственный контакт горючего и окислителя;

• горючее и окислитель должны находиться в определенных количественных соотношениях;

• источник зажигания должен обладать достаточной энергией.

При температурах, характерных для горячих пламен, а именно они возникают в подавляющем большинстве случаев на реальных пожарах, скорость химической реакции окисления при горении потенциально может быть очень высокой. Это вызвано тем, что согласно правилу Вант-Гоффа, при повышении температуры на каждые 10⁰ скорость реакции увеличивается в 2-4 раза. Но скорость процесса горения в целом, зачастую, лимитируется ограниченной скоростью того или иного физического процесса, сопровождающего горение.

Основные физические процессы при горении – это тепло- и масообмен с окружающей средой за счет конвекции, диффузии и излучения.

При горении органических веществ образуются нагретые до высокой температуры летучие продукты горения: СО₂,Н₂О, СО и др. При горении некоторых неорганических веществ, например, некоторых металлов могут образовываться наряду с летучими и нелетучие продукты горения. Плотность летучих продуктов горения в 3-5 раз меньше плотности окружающего воздуха, поэтому над очагом горения существует конвективный (непрерывно поднимающийся вверх) поток горячей парогазовой смеси продуктов горения, сопровождающийся всасыванием свежего воздуха снизу к очагу горения. Эти процессы обуславливают массообмен (газообмен) и теплообмен очага горения с окружающей средой. Кроме того, теплообмен с окружающей средой осуществляется за счет теплового (невидимого инфракрасного) светового изучения, Лучистый поток распространятся во все стороны от зоны горения, в том числе и падает вниз на поверхность горящего вещества. Нагреваясь под воздействием лучистого теплового потока, горючее вещество испаряется или разлагается и испаряется с выделением горючих газообразных продуктов, которые, смешиваясь с воздухом, поступают в зону горения. Такое горение сопровождается образованием пламени.

Гомогенное горение – это процесс взаимодействия горючего и окислителя, находящихся в одинаковом агрегатном состоянии. Наиболее распространено гомогенное горение газов или паров в воздухе. Гомогенное горение характерно для всех газообразных и большинства жидких и твердых горючих материалов. Отличительным признаком такого горения является возникновение пламени над поверхностью конденсированного горючего вещества.

Гетерогенное горение - это горение твердых горючих материалов непосредственно на их поверхности. Характерной особенностью гетерогенного горения является отсутствие пламени. Примерами его являются горение кокса, древесного угля, нелетучих металлов. Беспламенное горение в ряде случаев называют тлением.

Часто на пожарах гомогенное горение твердых горючих материалов на заключительной стадии после выгорания летучих веществ переходит в беспламенное гетерогенное догорание карбонизованных остатков (угля).