 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
192
Глава 22. Пожарная и взрывная безопасность
22.1. Основные понятия
Пожаром называют неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве, опасное
для людей и наносящее материальный ущерб. Пожарная и взрывная безопасность –
это система
организационных и технических средств, направленная на профилактику и ликвидацию пожаров и
взрывов.
Пожары на промышленных предприятиях, на транспорте, в быту представляют большую опасность
для людей и причиняют огромный материальный ущерб. Поэтому вопросы обеспечения пожарной и
взрывной безопасности имеют государственное значение.
Рассмотрим физико-химические основы процесса горения. Горение – это сложное,
быстропротекающее физико-химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением тепла и
света. Примером таких экзотермических реакций¹ горения может служить взаимодействие углерода,
водорода и метана с кислородом:
1
Экзотермическими называют химические реакции, протекающие с выделением тепла.
С+О2 = СО2 + 383,5 кДж/моль;
(22.1)
2Н2 +О2 = 2Н2О +517,7 кДж/моль;
(22.2)
СН
4
+ 2С2 = СО2 + 2Н2О + 882,0 кДж/моль.
(22.3)
Таким образом, для протекания процесса горения требуется наличие трех факторов: горючего
вещества, окислителя и источника зажигания (импульса). Чаще всего окислителем является кислород
воздуха, но его роль могут выполнять и некоторые другие вещества: хлор, фтор, бром, йод, оксиды
азота и др. Некоторые вещества (например, сжатый ацетилен, хлористый азот, озон) могут взрываться с
образованием тепла и пламени. Горение большинства веществ прекращается, когда концентрация
кислорода понижается с 21 до 14–18%. Некоторые вещества, например, водород, этилен, ацетилен,
могут гореть при содержании кислорода воздуха до 10% и менее.
Источниками зажигания могут служить случайные искры различного происхождения
(электрические, возникшие в результате накопления статического электричества, искры от газо- и
электросварки и т.д.), нагретые тела, перегрев электрических контактов и др.
Различают полное и неполное горение. Процессы полного горения протекают при избытке
кислорода, а продуктами реакции являются вода, диоксиды серы и углерода, т. е. вещества, не
способные к дальнейшему окислению. Неполное горение происходит при недостатке кислорода,
продуктами реакции в этом случае являются токсичные и горючие (т. е. способные к дальнейшему
окислению) вещества, например, оксид углерода, спирты, альдегиды, кетоны и др.
В зависимости от свойств горючей смеси горение бывает гомогенным и гетерогенным. При
гомогенном горении горючее вещество и окислитель имеют одинаковое агрегатное состояние
(например, смесь горючего газа и воздуха), а при гетерогенном – вещества при горении имеют границу
раздела (например, горение твердых или жидких веществ в контакте с воздухом).
По скорости распространения пламени различают следующие виды горения: дефлаграционное
(скорость распространения пламени – десятки метров в секунду), взрывное (сотни метров в секунду) и
детонационное (тысячи метров в секунду). Для пожаров характерно дефлаграционное горение.
Принято различать бедные и богатые горючие смеси в зависимости от соотношения горючего и
окислителя. Бедные смеси содержат в избытке окислитель, а богатые – горючее.
Процессы возникновения горения следующие:
вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов;
возгорание – возникновение горения под действием источника зажигания;
воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени;
самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к
возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания;
самовоспламенение – самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.
Взрыв – чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение, сопровождающееся
выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.