Процесс горения протекает при следующих условиях: а) наличие горючего вещества; б) наличие окислителя; в) наличие условий для теплообмена

Условия возникновения горения и пожара

Возгорания никогда не происходят просто так. Этому всеразрушающему физическому явлению предшествует реакция нескольких компонентов, которая и создает условия возникновения горения

Именно на них обращено внимание в нашей статье. Данный вопрос является актуальным, так как от соблюдения мер безопасности зависит жизнь и здоровье людей

Порядок действий при появлении пожара

Граждане должны в строениях и помещениях, которые являются их собственностью, иметь первичные средства для тушения пожаров. В случае обнаружения очага пламени незамедлительно сообщать о случившемся в пожарную охрану.

После прибытия бригады спасателей обеспечивать свободный доступ для ликвидации очага возгорания. Кроме того, предполагается обязательное исполнение всех постановлений, предписаний, иных законных требований от должностных лиц пожарного и государственного надзора.

Противопожарные мероприятия

При проектировании строительных конструкций важно учитывать тот факт, что огонь может распространяться между зданиями, а также непосредственно по ним. Необходимо предусматривать разделение помещений на пожарные отсеки специальными перекрытиями, обустраивать преграды для последующего распространения огня. Также организуются противопожарные ворота и двери

Также организуются противопожарные ворота и двери.

https://youtube.com/watch?v=r9WZ9Psep6U

Существуют определенные требования, которые предъявляются к противопожарным преградам по высоте, толщине стен. К примеру, стены могут не возвышаться над крышей, если для ее сооружения применяются горючие материалы.

Если здание делится на пожарные отсеки, в таком случае противопожарной должна быть такая стена, которая имеет более широкий и высокий отсек.

Разрешено размещение ворот, дверей, окон в наружной части противопожарной стены с ненормированным пределом огнестойкости на определенных расстояниях: от стен на четыре метра -по горизонтали, от кровли больше восьми метров — по вертикали.

В помещениях с подвесными потолками противопожарные перегородки должны делить пространство над ними.

Для проведения расчетов необходимо учитывать, чтобы площадь пола способствовала обеспечению тушения пожара различными средствами защиты за то время, которое бы не превышало времени утраты основными конструкционными элементами несущей способности.

Для исключения либо снижения опасности распространения пожара на ближайшие объекты между сооружениями и зданиями должны быть безопасные расстояния, называемые противопожарными разрывами.

Размеры их определяются с учетом категорий пожарной безопасности помещений и степени огнестойкости сооружений. На любом предприятии обязательным является проведение инструктажей для всех сотрудников с записью в журнал по ППБ.

Источник

Опасные факторы пожара

Научившись добывать огонь и пользоваться им, человечество существенно увеличило свои возможности, стало стремительно развиваться. Но неконтролируемое горение (пожар) несет с собой массу опасностей, которые отрицательно воздействуют как на самого человека, так и на окружающую среду.

• Токсичные продукты
• Понижение концентрации кислорода в воздухе
• Повышение температуры окружающей среды
• Разрушение строений
• 5. Открытый огонь
• А – горение твердых веществ, подразделяется на два подкласса (А1 и А2), в зависимости от того сопровождается ли пожаром процессом тления (текстиль, уголь) или нет (пластмасса).

В современной жизни человек активно использует полимерные и другие синтетические материалы при строительстве зданий, изготовлении бытового, производственного, офисного оборудования, для решения других задач. В процессе горения этих веществ в окружающую среду выделяются токсичные вещества. В образующемся дыме может содержаться около 100 видов химических соединений, опасных для жизни человека. Наибольший вред приносит вдыхание оксида углерода, который активно реагирует с гемоглобином, в результате чего кровь теряет способность обеспечивать органы кислородом. Согласно статистике от 50% до 80% смертельных случаев на пожаре связаны с увеличением содержания в воздухе оксида углерода.

С химической точки зрения, огонь это реакция окисления, в ходе которой происходит интенсивное поглощение кислорода из атмосферы. В закрытом помещении (в квартире, офисе, производственном цеху) это приводит к значительному снижению концентрации кислорода в воздухе. Для нарушения двигательных функций человека, достаточно, чтобы уровень кислорода понизился всего на 3 %.

Процесс окисления (горения) сопровождается выделением тепла, что ведет к повышению температуры воздуха вблизи очага возгорания. Последствия этого трудно предсказать. Так, например, если температура повысится до +70°С, то после получасового нахождения в этой зоне, человек получит ожог дыхательных путей. Несколько минут пребывания в помещении. Где температура достигает +140°С, а содержание кислорода находится на уровне 6% приведет к смерти. Выделяющийся при горении дым не только воздействует на организм человека, но и существенно снижает видимость, что может привести к потере ориентации.

Воздействие высокой температуры не только способствует воспламенению горючих материалов, но и приводит к потере прочности тех веществ, которые трудно поддаются горению или «горят» при очень высоких температурах. Так, у бетонных сооружений при +700-750°С, а у стальных при +500-550°С потери прочности составляют около 50%. Для предотвращения быстрого обрушения многоэтажных зданий в процессе строительства балки, перекрытия обрабатывают огнезащитным составом для металлических конструкций, используют для их окрашивания специальные вспучивающие краски, что позволяет повысить характеристики их огнестойкости.

Кроме продуктов, выделяющихся в процессе горения, опасность для человека, имущества, зданий, сооружений представляет и само пламя. Оно не только уничтожает постройки, но и при прямом контакте приводит к повреждению кожного покрова человека, животных. Сегодня, уровень развития значительно возрос, но и в настоящее время, если площадь ожога 2-ой степени составляет около 30% поверхности тела человека, то шансы его на выживание достаточно малы.

Твердое топливо

Что такое горение твердого топлива? Чаще всего это процесс окисления веществ, используемых в различных снарядах и патронах. Например, это может быть артиллерийский или реактивный снаряд. Другое применение находит себя в конструировании и эксплуатации межконтинентальных ракет баллистического типа. Многоразовые шаттлы выводятся на орбиту Земли посредством применения ускорителей, основанных на твердом топливе.

Те вещества, что используются в качестве топлива для ракет, делятся на две формы: смесевую и баллиститную. В первом случае разделение горючего вещества и окислителя не наблюдается, а сгорание происходит послойным способом. Их именуют гомогенным порохом. Главный компонент – это нитроцеллюлоза, которую добывают путем желатинизации в толще нитроглицерина.

Условия протекания химических реакций

Необходимое и главное условие для протекания большинства реакций между различными веществами — это их соприкосновение. Для обеспечения лучшего контакта вещества измельчают, переводят в газообразное состояние. Многие вещества лучше реагируют друг с другом, если они растворены в воде.

Во многих случаях этого недостаточно, поэтому реагирующие вещества нагревают. Деревянная лучинка, смесь железа и серы, медь могут долгое время сохраняться при комнатной температуре, реакции начинаются только при их нагревании.

Мало знать, как начать химическую реакцию, надо еще знать, при каких условиях она будет протекать дальше. Почему необходимо все время нагревать сахар, чтобы добиться его полного сгорания, а деревянную лучинку зажигают один раз и она продолжает гореть?

Если при образовании новых веществ выделяется много теплоты, то ее бывает достаточно, чтобы нагревались новые порции вещества и реакция продолжалась. Во многих случаях реакции, начавшись, продолжаются за счет теплоты, выделяемой в этих реакциях, не требуя дополнительной энергии. Примером является горение угля. Другие реакции, например разложение сахара, требуют постоянной затраты энергии на ее продолжение.

В некоторых случаях для начала химического процесса необходимо освещение. Одной из таких реакций, требующих постоянного освещения, является известная вам реакция фотосинтеза.

Таким образом, окружающий нас мир состоит из множества веществ, которые вступают в различные химические реакции. Изучая химические реакции, человек познает сущность процессов, протекающих в живой и неживой природе. Полученные знания помогают более эффективно использовать вещества для получения больших урожаев, выращивания животных, борьбы с различными болезнями. Человечество учится бережно и грамотно относиться к окружающему нас миру.

Краткие выводы урока:

1. Химические реакции — это явления превращения одних веществ в другие.
2. О протекании химических реакций судят по выделению газа, выпадению или исчезновению осадка, изменению цвета, появлению запаха, поглощению или выделению теплоты и излучению света.
3. Необходимым условием протекания большинства химических реакций является соприкосновение реагирующих веществ.

Надеюсь урок 10 «Признаки химических реакций» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Пламя

Виды горения и условия горения обуславливают множество различных видов основного объекта этой статьи. Человек использует их в зависимости от сферы деятельности, начиная от быта и заканчивая проектировкой космических ракет.

Пламя – часть процесса горения

Однако важно помнить, что на фоне ламинарного или турбулентного г-ния, тления и т. д., оно является, скорее, описанием определенного участка огня. Пламенем обозначают светящуюся зону, образованную в ходе г-ния

Горение природного газа может обуславливать нагревание температуры в воздухе до двух тысяч Кельвинов

Пламенем обозначают светящуюся зону, образованную в ходе г-ния. Горение природного газа может обуславливать нагревание температуры в воздухе до двух тысяч Кельвинов.

Пламя, образованное сгоранием углеродного топлива, способно проявлять взаимодействие с электромагнитными полями. Это говорит о наличии заряженных частиц. Фактически доказано, что пламя может обладать «поведением» слабоионизированной плазмы. Явление, отвечающее за генерацию ионов, называют хемоионизацией.

Комплекс необходимых мер пожаротушения

Способов прекращения или снижения эффективности горения несколько, каждый из них предполагает устранение одного из провоцирующих факторов:

• Охлаждение горячих веществ или очага возгорания. В этом случае используют огнетушащие охлаждающие среды: вода, растворы, углекислота в твердой форме и другие. Это основной способ. Возможен вариант механического размешивания горючих жидкостей для прекращения пожара. Эффективен прием демонтажа с последующей обработкой частей огнетушащими веществами.
• Снижение концентрации горючих веществ негорючими материалами. Разбавление воздуха в зоне возгорания негорючими газовыми средами: выхлопные газы, азот, углекислота, водяной пар и другие. В ситуации возгорания твердых материалов, на их поверхность целесообразно нанести воды или углекислоту, то есть негорючие вещества.
• Изоляция горючих материалов от очага возгорания. На поверхность наносятся изолирующие материалы с низким классом горючести или НГ: земля, песок, войлок, флюсы и прочее. Основы прекращения горения предлагают и другие действенные методы: срыв огня, водяные завесы в проемах, взрыв для формирования изоляции и другие меры преграждения и защиты.
• Химическое купирование реакции. В последние годы химия дает пожарным массу фундаментальных инновационных средств пожаротушения. Подача к месту возгорания ингибиторов, это могут быть различные порошки и фреоны. Второй вариант – это распыление в воздухе зоны пожара бромэтиловой эмульсии.

Перекрытие поступления кислорода к очагу возгорания

Теория горения

Суть процесса горения, несмотря на большой практический опыт и применение, исследовалась в течение многих лет и остается одной из самых сложных загадок человечества. Наука, изучающая явление горения, является междисциплинарной и располагается на стыке газодинамики, химической термодинамики, химкинетики, молекулярной и химической физики, а также материаловедения и моделирования с использованием компьютерных технологий.

Рассмотрим следующие положения теории горения: полноту сгорания и его термодинамический механизм. Положение полноты сгорания включает в себя информацию о том, что исходные компоненты горючих смесей характеризуются молярной и массовой долей элемента, а также начальными показателями давления и температуры. Подобрав вещество, способное в ходе сгорания и окисления полностью превратиться в продукт рассматриваемого явления, можно получить стехиометрическую реакцию. Смесь, обладающая избытком горючего вещества, что не может полностью разложиться из-за нехватки окислителей, именуется богатой. Вещество с нехваткой топливного ресурса называют бедным.

Термодинамические данные позволяют нам утверждать, что горение, протекающее адиабатическим путем при наличии постоянного показателя объема, сохранит полную энергию внутренней системы. Если имеется постоянное давление, то наблюдается энтальпия структурных компонентов. Условия, при которых протекает адиабатическое давление, практически применяются и реализуются в пламени, что распространяется свободными путями. При этом расчетом теплопотери пренебрегают.

Медленный тип горения

Процессам горения свойственно наличие тления, которое является его медленной формой. Поддержание такого явления осуществляется благодаря теплу, выделяемому в ходе взаимодействия O2 и горячего соединения в конденсированной форме, а реакции протекают на ее поверхности и подвергаются аккумулированию. Типичная ситуация, при которой наблюдается данное явление, — это тление сигареты. Здесь можно наблюдать медленное распространение вдоль материала. Нехватка высоты температуры обуславливает отсутствие газофазного пламени, а в ходе большой потери тепла сигарета начинает гаснуть. Чаще всего тление можно наблюдать в пористом или волокнистом ряде веществ.

Уравнение химической реакции

В химии химические реакции записываются в виде уравнения химической реакции, в котором при помощи условных обозначений отмечаются вступающие в реакцию и возникающие вещества. Стрелкой отмечается направление реакции. В реакции число атомов исходных веществ всегда равно общему числу атомов продуктов реакции. Рассмотрим реакцию горения на примере природного газа, или метана.

Число атомов каждого элемента в ходе реакции не меняется.

Реакция горения метана: CH4  +  2O2  →   CO2  +  2H2O

Общее количество атомов кислорода в продуктах реакции – , в исходных веществах – . Количество молекул кислорода до начала реакции – , а количество молекул метана – .

Исторические факты

Кислород был открыт в первых годах 1770-х. Совершили открытие К. Шееле и Дж. Пристли. До этого события существовала теория флогистона, которая утверждала, что тела, подвергающиеся процессу горения, обладают особым началом «флогистоном». Спустя пять лет — в 1775 г., Лавуазье доказал, что горючее вещество не обладает такими элементами, а только присоединяет к себе кислородные молекулы, черпаемые из воздуха.

Буркеном и Шуманном в 1928 году была рассмотрена задача о явлении диффузионного пламени. Они показали, что при наличии скорости сгорания веществ, участвующих в реакции, выше скорости подвода реагентов, поставляемых диффузией, зона горения становится тонкой до бесконечности. Это значит, что в такой области процессов происходит автоматическое установление стехиометрического соотношения между веществами, отвечающими за окисление, и горючими материалами. Максимальные температурные показатели приближаются к адиабатическим.

Теория горения в своем современном виде началась с трудов Н.Н. Семенова, который изучал явление теплового взрыва. Это произошло в 1920 году. Через восемнадцать лет, в 1938 году, Д.А. Франком-Каменецким была развита теория тепловых взрывов.

Уже в 1940 году была развита общая теория детонации – ZND. Ее основателем считается Я.Б. Зельдович. Название происходит от имен З. Неймана, Деринга и, собственно, Зельдовича. Это связано с тем, что независимо друг от друга исследователи пришли к схожим итогам и выводам на основе своих экспериментов и вычислений.

Пламя

Отвечая на вопрос о том, что такое горение, человек смог выделить в нем явление пламени, которое представляет собой зону, излучающую свет и образующуюся в ходе реакций горения. Ее температурные показатели определяются составом смесей и условиями, при которых протекает процесс. Сгорание природных газов позволяет разгонять температуру до двух тысяч кельвинов и выше.

Пламя многих видов топлива, основанных на углеводородах, обладает способностью к взаимодействию с электромагнитными полями. Это обуславливается наличием собственных частиц в заряженном состоянии. Посредством проведения экспериментов было доказано, что количество ионов в пламени может превышать в шесть порядков концентрацию анионов и катионов в процессах чистой термической ионизации. Главный механизм, отвечающий за образование ионов, — хемоионизация. Это сложный физико-химический процесс, который превращает исходные в продукты сгорания. В ходе экзотермической реакции выделяется большое количество тепла.

Горение условия горения и польза для человека

1.3. ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГОРЕНИЯ

Процессы горения жидких, твердых и газообразных топлив широко используются практически во всех отраслях современной техники и технологии. Отметим наиболее важные направления использования процессов горения.

· Наиболее важную роль процессы горения играют в теплоэнергетике. Тепловые электростанции используют энергию горения угля, горючих газов, и жидких углеводородов.

· В технологии получения черных и цветных металлов, стекла, керамики, цемента, и других необходимых материалов также используется энергия горения для нагрева и плавления соответствующих компонентов и сырья.

· Артиллерия, стрелковое оружие и другие виды вооружений используют в качестве источника энергии взрывчатые вещества различных классов.

· Большое народнохозяйственное значение имеют взрывные технологии, применяемые для добычи угля и других полезных ископаемых, при строительных работах (возведение плотин, прокладка туннелей и т.д.), при разрушении ледяных заторов.

· Важным направлением в науке о горении являются экологические аспекты горения, получившие большое развитие в последнее время. К ним относятся технология сжигания бытовых отходов, изучение механизмов образования экологически вредных продуктов сгорания (оксиды азота, сажа, соединения хлора). Эти исследования позволяют найти условия, при которых концентрация токсичных веществ в выбросах минимальна.

· Одним из важнейших направлений науки о горении является изучение пожаров (в жилых помещениях, лесных массивов и т.д.) и разработка методов пожаротушения. Для тушения пожаров используются как физические, так и химические способы, которые способствуют обрыву цепей химической реакции горения.

· Отдельно следует отметить роль процессов горения в двигателестроении, авиации и ракетной технике. Процессы горения используются для получения движущей энергии различных транспортных средств, начиная от паровоза и вплоть до современных ракетных двигателей, автомобилей, самолетов, судов и т.д. В качестве примера рассмотрим схему прямоточного воздушно-реактивного двигателя, приведенную на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя:

1 – воздух; 2 – диффузор; 3 – впрыск горючего;4 – стабилизатор пламени;

5 – камера сгорания; 6 – сопло

Помимо жидкостных ракетных двигателей, в которых в качестве горючего используются несимметричный диметилгидразин (гептил) или жидкий водород, а в качестве окислителя – азотная кислота или жидкий кислород, в СССР, США, Японии, Китае, Западной Европе получили развитие ракетные двигатели на твердом топливе. В качестве твердого топлива, способного к самостоятельному горению, чаще всего используется смесь полимерного горючего и порошкообразного окислителя, например, перхлората аммония. Основной задачей при создании топлива является получение наиболее высокого удельного импульса (отношение тяги двигателя к массовому секундному расходу топлива), достигаемого при наиболее высокой температуре и наименьшем молекулярном весе продуктов сгорания. С этой целью в состав твердых ракетных топлив добавляют порошки легких металлов – алюминия или магния. Изучение горения таких сложных систем представляет серьезную задачу в современной физике горения.

Наука о горении продолжает развиваться. В последние годы появились новые направления в науке о горении и технологии, основанные на нем. Это самораспространяющийся высокотемпературный синтез – процесс перемещения волны химической реакции по смеси твердых дисперсных реагентов с образованием твердых конечных продуктов. Данная технология позволяет синтезировать новые материалы и вещества с особыми свойствами. Можно назвать еще целый ряд технологий, число которых постоянно пополняются, где процессы горения и взрыва играют определяющую роль.

Несмотря на длинную историю, количественное описание процессов горения стало развиваться сравнительно недавно. Это связано со сложностью явления, которое включает в себя целый ряд химических реакций, а также такие аспекты, как течение газа, теплопроводность и диффузионный перенос веществ. В последние годы экспериментальная техника и техника компьютерного моделирования поднялись до такого высокого уровня, что многие проблемы горения могут быть описаны количественно.

Варианты пожаров

В лесу источники могут появляться при неосторожной деятельности человека, а также в результате природных явлений (молнии). Подобные пожары в жаркую сухую погоду могут принимать масштабы настоящего стихийного бедствия. Выделяют два варианта пожаров: лесной (верховой либо низовой) и торфяной

Выделяют два варианта пожаров: лесной (верховой либо низовой) и торфяной.

Первый вариант, как правило, появляется в лиственных лесах. Скорость распространения огня в таких случаях незначительна, высота пламени достигает 2 метров. Для хвойных лесов характерны верховые пожары. В случае ветряной погоды скорость распространения пламени доходит до 25-30 км/ч.

Появляется второй вид пожара на естественных либо осушенных торфяниках. Для них характерно продолжительное тление торфа, появление задымленного воздуха. Данное вещество является легковоспламеняющимся полезным ископаемым, поэтому высока опасность подобных пожаров.

Результаты статистических исследований свидетельствуют о том, что причиной большего количества лесных возгораний является человеческий фактор.

Для предотвращения подобной опасности необходимо строго соблюдать противопожарный режим, особенно в сухой период, когда высока угроза быстрого распространения пожара.

Подводя итоги

Анализируя полученную информацию, скажем, что слово «горение» означает химический процесс, взаимосвязанный с физическими явлениями. Он является главным источником энергии для всего населения планеты и основывается на сжигании различного вида топлив. Включает в себя множество разновидностей и имеет огромное значение для людей. Горение играло немаловажную роль в истории развития человечества, а детальное изучение его позволило стремительно расти технологическому процессу.

Изучением данного процесса занималось огромное множество ученых, а на достижение, систематизацию и обобщение всей информации ушло огромнейшее количество времени. Величайшие умы различных эпох и поколений совершили ценные вклады в общее развитие теории горения. Однокоренные с «горением» слова — это: горько, горы, горе, пригореть и прочее. Чаще всего гласная «о» пишется в корне тогда, когда на нее не падает ударение.