136

Задания для самоконтроля

1.Самовозгорание и самовоспламенение - это одно и то же или нет?

2.Назовите причины самовозгорания.

3.Запишите условия теплового самовозгорания.

4.Как влияет дисперсность материалов на скорость протекания химических и физических процессов?

5.Какие физические процессы могут привести к выделению тепла и накоплению его внутри материала?

6.Что представляют собой жиры и масла?

7.Какие масла наиболее склонны к самовозгоранию?

8. Что называется иодным числом?

9. Причины и условия самовозгорания жиров и масел.

10.Приведите примеры веществ, самовозгорающихся при контакте с воздухом.

11.Приведите примеры веществ, самовозгорающихся при контакте с водой.

12.Приведите примеры веществ, самовозгорающихся при контакте друг с другом.

13.Меры профилактики, исключающие самовозгорание жиров и масел.

14.Меры профилактики, исключающие самовозгорание растительных материалов.

15.Приведите примеры негорючих веществ, вызывающих самовозгорание органических материалов.

16.Меры профилактики, исключающие самовозгорание угля.

17.Какие вещества относят к пирофорным? Приведите примеры.

18. Вычислить иодное число масла состава: глицеридов стеариновой кислоты С17Н35СООН – 20 %; глицеридов клупадоновой кислоты С19Н35СООН – 35 %; глицеридов линолевой кислоты С17Н31СООН – 45 %.

19. Рассчитать температуру самовозгорания витамина В2, если известно, что

lg tc = 1,716 + 0,220 lg S; lg tc = 2,140 − 0,30 lg τ, а упаковка имеет размеры 1×1×1 метр.

ГЛАВА 8. ВЫНУЖДЕННОЕ ВОСПЛАМЕНЕНИЕ (ЗАЖИГАНИЕ)

В научной литературе о горении воспламенение рассматривается как начальная стадия горения, при которой, подводимая от внешнего источника энергия, вызывает резкое увеличение скорости химической реакции окисления. Резкое возрастание скорости окисления происходит из-за прогрессивного накопления тепла и называется тепловым воспламенением. Тепловое воспламенение может проходить в двух режимах: в режиме самовоспламенения и в режиме зажигания. Для последнего часто употребляют термин «вынужденное воспламенение». Эти два термина относятся к одному и тому же явлению и должны рассматриваться как синонимы.

Традиционно, в пожарном деле термин и понятие «зажигание» отличается от общепринятого научного и обозначает возникновение горения при

137

воздействии на горючую систему теплового источника или, как его чаще называют, источника зажигания.

8.1. Понятие «источник зажигания» и его значение для обеспечения пожарной безопасности

Согласно ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требова-

ния

Источник зажигания (ИЗ) – это средство энергетического воздействия, инициирующее горение.

Явление возникновения горения путем зажигания представляет научный и практический интерес с двух точек зрения:

•запланированное (ожидаемое) устойчивое зажигание, специально подготовленных для сжигания горючих сред, в связи с разработкой высокофорсированных двигателей внутреннего сгорания и камер сгорания газовых турбин, топочных устройств и т.д.;

•не запланированное (нежелательное) зажигание с точки зрения возникновения пожаров и взрывов.

Упомянутый выше «Стандарт» подчеркивает чрезвычайно важную

роль источника зажигания в системе предупреждения пожаров (СПП). Считается, что если исключить ИЗ, то горения – основного процесса на пожаре – не возникнет. Однако горение может возникнуть и в этом случае, но в другом режиме – режиме самовоспламенения или самовозгорания.

Часто перед пожарно-техническими специалистами возникают вопросы: «Что явилось источником зажигания при возникновении очага горения? Мог ли тот или иной источник тепла инициировать горение? Что надо сделать, чтобы источник энергии (теплоты) стал безопасным и не смог инициировать горение?»

138

Для того чтобы ответить на поставленные вопросы необходимо понимать сущность процесса зажигания, знать условия зажигания и отличие зажигания от других видов возникновения горения.

Природа возникновения горения во всех случаях имеет тепловой характер. Впервые основы теплового взрыва разработаны Н.Н. Семеновым еще в 1928 году. Согласно этой теории зажигание реакционноспособной горючей системы внешним источником тепла может произойти лишь в том случае, если скорость выделения тепла в реагирующей смеси q+ (теплоприход) станет больше скорости отвода тепла q− (теплоотвод).

Передача тепла от источника зажигания может осуществляться различными способами: контактным, радиационным, конвекционным. В зависимости от механизма теплопередачи различают следующие способы зажигания горючих смесей: накаленными телами, электрической искрой, факелом, раскаленными продуктами горения и т.д.

И.З.	Г.С.	Г.С.

И.З.	Г.С.	И.З.
		И.З.
	Г.С.

контактный

радиационный

конвекционный

Рис 8.1. Схема передачи тепла от ИЗ контактным, радиационным, конвекционным способами.

Несмотря на большое разнообразие способов и механизмов, процесс возникновения горения характеризуется некоторыми общими качественными закономерностями.

139

8.2. Закономерности перехода самовоспламенения к зажиганию

Предположим, что в некоторой емкости находится горючая смесь. Горение этой смеси можно вызвать, либо поджиганием ее с помощью факела, искры или нагретого тела, либо создав условия для реализации самовоспламенения, путем нагрева всего объема смеси до критической температуры.

При нагревании емкости с горючей смесью снаружи, поверхность этой емкости можно рассматривать как поверхность нагретого тела. В этом случае, по какому механизму (самовоспламенения или зажигания) произошло возникновение горения сказать трудно.

Прежде чем перейти к рассмотрению основных особенностей процесса зажигания, следует отметить, что принципиального отличия между воспламенением, самовоспламенением и вынужденным зажиганием нет. В основе возникновения горения во всех случаях лежит тепловая и цепная теория возникновения горения, разработанная академиком Н.Н. Семеновым.

т	а	т	б	т	в

Г.С. Г.С. Г.С.

Тсв		Т2			Т3	Х
	Х		Х

Рис. 8.2. Схема перехода самовоспламенения в зажигание.

На рис. 8.2. показана схема перехода самовоспламенения в зажигание. Для иллюстрации перехода показано распределение температуры по объему горючей среды (ГС), где х – расстояние, F – границы поверхности, в которой находится ГС. Температура окружающей среды To растет от TСВ до TЗ. На рис 8.2 а распределение температуры внутри объема, ограниченного поверхностью F, соответствует температуре самовоспламенения. Профиль темпера-