Составляющие пожара и взрыва
П. о. веществ и материалов — совокупность свойств веществ (материалов), способствующих возникновению и (или) развитию горения и последующего распространения опасных факторов пожара. П. о. может быть присуща негорючим веществам, которые способны при взаимодействии с др. веществами вызывать горение или усиливать его (функция окислителя); производить тепловую энергию (функция источника зажигания) или горючие газы (функция поставщика горючего). Такие вещества относят к категории особо пожаровзрывоопасных исходя из их несовместимости. Сущность горения заключается в следующем — нагревание источников зажигания горючего материала до начала его теплового разложения. В процессе теплового разложения образуется угарный газ, вода и большое количество тепла. Выделяется также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения — называет временем воспламенения. Максимальное время воспламенения — может составлять несколько месяцев. С момента воспламенения начинается пожар
Составляющие пожара и взрыва
Для горения необходимы три элемента:
1. горючее вещество, которое будет испаряться и гореть,
2. кислород для соединения с горючим веществом и
3. теплота для повышения температуры паров горючего вещества до момента их воспламенения.
Символический пожарный треугольник иллюстрирует это положение и дает представление о двух важных факторах, необходимых для предотвращения и тушения пожаров:
1. если одна из сторон треугольника отсутствует, пожар не может начаться;
2. если одну из сторон треугольника исключить, пожар погаснет.
Пожарный треугольник — простейшее представление трех факторов, необходимых для существования пожара, но он не поясняет природу пожара. В частности, он не включает цепную реакцию, возникающую между горючим веществом, кислородом и теплотой в результате химической реакции.
Пожарный тетраэдр — более наглядная иллюстрация процесса сгорания (тетраэдр — это многогранник с четырьмя треугольными гранями). Он очень полезен для понимания процесса сгорания, так как на нем имеется место для цепной реакции и каждая грань касается трех других.
Для осуществления горения необходимы три элемента: горючее вещество (1), кислород (2) и теплота (3), а для поддержания горения — цепная реакция (4).
Процесс горения характеризуется так называемым "пожарным тетраэдром". Если убрать одну из граней тетраэдра, горение прекратится.
Основная разница между пожарным треугольником и пожарным тетраэдром заключается в том, что тетраэдр показывает, каким образом за счет цепной реакции поддерживается пламенное горение, т.е. как грань цепной реакции удерживает остальные три грани от падения.
Цепная реакция начинается следующим образом: образующаяся при горении паров теплота воспламеняет все большее количество паров, при горении которых снова выделяется все большее количество теплоты, воспламеняющей еще большее количество паров. В результате этого постоянно нарастающего процесса горение усиливается. Пока горючего вещества много, пожар продолжает развиваться, пламя разрастается.
Через некоторое время количество паров, выделяющихся из горючего вещества, достигает максимума и начинает стабилизироваться, в результате чего горение протекает с устойчивой скоростью. Это продолжается до тех пор, пока не израсходуется основная часть горючего вещества. Затем окисляется меньшее количество паров и меньше образуется теплоты. Процесс начинает затухать. Происходит выделение все меньшего количества паров, меньше становится теплоты и огня, пожар постепенно угасает. При сгорании твердых горючих веществ может остаться зола, и еще какое-то время будет продолжаться тление. Жидкие горючие вещества выгорают полностью.
ГОРЮЧИЕ ВЕЩЕСТВА (МАТЕРИАЛЫ) – вещества (материалы), способные к взаимодействию с окислителем (кислородом воздуха) в режиме горения. По горючести вещества (материалы) подразделяют на три группы:
§ негорючие вещества и материалы не способные к самостоятельному горению на воздухе;
§ трудногорючие вещества и материалы – способные гореть на воздухе при воздействии дополнительной энергии источника зажигания , но не способные самостоятельно гореть после его удаления;
§ горючие вещества и материалы – способные самостоятельно гореть после воспламенения илисамовоспламенения самовозгорания .
Горючие вещества (материалы) – понятие условное, так как в режимах, отличных от стандартной методики, негорючие и трудногорючие вещества и материалы нередко становятся горючими.
Среди горючих веществ имеются вещества (материалы) в различных агрегатном состоянии: газы, пары, жидкости, твёрдые вещества (материалы), аэрозоли. Практически все органические химические вещества относятся к горючим веществам. Среди неорганических химических веществ также имеются горючие вещества (водород, аммиак, гидриды, сульфиды, азиды, фосфиды, аммиакаты различных элементов).
Горючие вещества (материалы) характеризуются показателями пожарной опасности. Введением в состав этих веществ (материалов) различных добавок (промоторов, антипиренов, ингибиторов) можно изменять в ту или иную сторону показатели их пожарной опасности.
Окислитель является второй стороной треугольника горения. Обычно в качестве окислителя при горении выступает кислород воздуха, однако могут быть и другие окислители — окислы азота: N,0^, NO,, C1, и т.п.
Критическим показателем для кислорода воздуха как окислителя, является его концентрация в воздушной среде закрытого судового помещения в объемных пределах выше 12-14%. Ниже этой концентрации горение абсолютного большинства горючих веществ не происходит. Однако некоторые горючие вещества способны гореть и при более низких концентрациях кислорода в окружающей газовоздушной среде.
САМОВОСПЛАМЕНЕНИЕ — это быстрое самоускорение экзотермической химической реакции, приводящее к появлению яркого свечения — пламени. Самовоспламенение происходит в результате того, что при окислении материала кислородом воздуха образуется тепла больше, чем успевает отводиться за пределы реагирующей системы. Для жидких и газообразных горючих веществ это возникает при критических параметрах температуры и давления.
1 — период загорания 3 — период горения
2 — развития пожара 4 — период затухания
При рассмотрении процессов горения следует различать следующие его виды: вспышка, возгорание, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание, взрыв.
Вспышка- это быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.
Возгорание- возникновение горения под воздействием источника зажигания.
Воспламенение- возгорание, сопровождающееся появлением пламени.
Возгораемость- способность возгораться (воспламеняться) под воздействием источника зажигания.
Самовозгорание- это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения веществ (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.
Самовоспламенение- это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.
Взрывомназывается чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.
Необходимо понимать различие между процессами возгорания (воспламенения) и самовозгорания (самовоспламенения). Для того чтобы возникло воспламенение, необходимо внести в горючую систему тепловой импульс, имеющий температуру, превышающую температуру самовоспламенения вещества. Возникновение же горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относят к процессу самовозгорания (самовоспламенения).
ТЛЕНИЕ — горение твердых веществ (материалов), характеризующееся отсутствием пламени, сравнительно низкими скоростями распространения пламени по веществу (материалу) и температурами 400—600°C, часто сопровождающееся выделением дыма и др. продуктов неполного сгорания. Указанные признаки свидетельствуют о Т. как неинтенсивно протекающем процессе окисления (горения) из-за недостатка окислителя в зоне горения и (или) активно рассеивающейся из этой зоны теплоты. Т. может быть переходной стадией после прекращения пламенного горения материала или удаления внешнего источника зажигания. Такое Т. называютостаточным.
Ожог – это повреждение ткани тела человека из-за внешнего воздействия. К внешним воздействиям можно отнести несколько факторов. Например, термический ожог. Это ожог, который наступил вследствие воздействия горячих жидкостей или пара, предметов сильно раскаленных.
Электрические ожоги – при таком ожоге поражаются еще и внутренние органы электромагнитным полем.
Химические ожоги — те, которые наступили из-за действия йода, например, некоторых растворов кислот. Вообщем различных разъедающих жидкостей.
Если ожог получен вследствие ультрафиолета или инфракрасного излучения, то это лучевой ожог.
По глубине поражения тканей ожоги делятся на четыре степеней.
Ожог 1 степени характеризуется покраснением и небольшим отеком кожных покровов. Обычно выздоровление в этих случаях наступает на четвертые или пятые сутки.
Ожог 2 степени – появление пузырей на покрасневшей коже, которые могут образоваться не сразу. Ожоговые пузыри наполнены прозрачной желтоватой жидкостью, при их разрыве обнажается ярко-красная болезненная поверхность росткового слоя кожи. Заживление, если к ране присоединилась инфекция, происходит в течение десяти – пятнадцати дней, без образования рубца.
Ожог 3 степени – омертвление кожи с образованием струпа серого или черного цвета.
Четвертая степень – омертвление и даже обугливание не только кожи, но и глубже лежащих тканей – мышц, сухожилий, и даже костей. Омертвевшие ткани частично расплавляются и отторгаются в течение нескольких недель. Заживление протекает очень медленно. На месте глубоких ожогов часто образуются грубые рубцы, которые при ожоге лица, шеи и суставов ведут к обезображиванию. На шее и в области суставов при этом, как правило, образуются рубцовые контрактуры.
Поверхность ожогов
Существует процентное соотношение степени поражения всего тела. Для головы – это девять процентов от всего тела. Для каждой руки – тоже девять процентов, грудь – восемнадцать процентов, каждая нога – по восемнадцать процентов и спина также восемнадцать процентов.
Такое деление на процентное соотношение поврежденных тканей к здоровым, позволяет быстро оценить состояние больного и правильно дать заключение можно ли спасти человека.
Вынести пострадавшего из огня, потушить на нем горящую одежду или сорвать ее, охладить обожженные участки тела холодной водой, снегом или льдом до прекращения острых болей.
Самому пострадавшему, если он в сознании и пытается бежать, нельзя сбивать пламя незащищенными руками, нельзя двигаться в горящей одежде, поскольку горение из-за повышенного притока кислорода только усилится. При возможности тут же надо погрузиться в холодную воду, снег.
Обработка обожженных поверхностей должна производиться чистыми руками, чтобы не занести на раневую поверхность инфекцию. Ожоги первой степени обрабатывают семидесяти градусным спиртом или одеколоном. При ожогах второй степени на обожженную поверхность после обработки ее спиртом или одеколоном надо наложить сухую стерильную повязку. Пузыри при этом вскрывать не следует.
Нельзя отрывать от ожоговой поверхности приставшие остатки одежды, их нужно обрезать НПО границе ожога и наложить повязку поверх них. Рот и нос оказывающего помощь и пострадавшего должны быть закрыты марлей или хотя бы чистым носовым платком либо косынкой для того, чтобы при разговоре или дыхании изо рта и носа обожженные места не попадали болезнетворные бактерии, способные вызвать заражение.
При падении сердечно-сосудистой деятельности (снижение артериального давления, учащение пульса при слабом его наполнении) можно ввести подкожно 1-2 ампулы кофеина, кордиамина. Пострадавшего после этого следует укутать в одеяло, но не перегревать его, затем напоить большим количеством жидкости – чаем, минеральной водой, после чего немедленно транспортировать в больницу. И еще: обожженную поверхность нельзя смазывать никакими мазями или засыпать никакими порошками.
Зона горения (зона активного горения или очаг возгорания) — часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) в объеме диффузионного факела пламени. Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным). При пламенном горении границами зоны горения являются поверхность горящего материала и тонкий светящийся слой пламени (зона реакции окисления), при беспламенном — раскаленная поверхность горящего вещества. Примером беспламенного горения может служить горение кокса, древесного угля или тление, например, войлока, торфа, хлопка и т.д.
Зона теплового воздействия — это пространство вокруг зоны горения, в котором температура в результате теплообмена достигает значений, вызывающих разрушающее воздействие на окружающие предметы и опасна для человека.
Зона задымления — пространство, смежное с зоной горения, в которое возможно распространение продуктов горения. Скорость выгорания характеризуется потерей массы горючих материалов с единицы поверхности во времени. Этот параметр определяет интенсивность тепловыделения во время пожара, его основные характеристики необходимо учитывать при пожаротушении.
Для прекращения горения необходимо: не допустить проникновения в зону горения окислителя (кислорода воздуха), а также горючего вещества; охладить эту зону ниже температуры воспламенения (самовоспламенения); разбавить горючие вещества негорючими; интенсивно тормозить скорость химических реакций в пламени (ингибированием); механически срывать (отрывать) пламя.
На этих принципиальных методах и основаны известные способы и приемы тушения пожаров.
К огнегасительным веществам относятся: вода, химическая и воздушно-механическая пены, водные растворы солей, инертные и негорючие газы, водяной пар, галоидоуглеводородные огнегасительные составы и сухие огнетушащие порошки.
Вода — наиболее распространенное и доступное средство тушения. Попадая в зону горения, она нагревается и испаряется, поглощая большое количество теплоты, что способствует охлаждению горючих веществ. При ее испарении образуется пар (из 1 л воды — более 1700 л пара), который ограничивает доступ воздуха к очагу горения. Воду применяют для тушения твердых горючих веществ и материалов, тяжелых нефтепродуктов, а также для создания водяных завес и охлаждения объектов, находящихся вблизи очага пожара. Тонкораспыленной водой можно тушить даже легковоспламеняющиеся жидкости. Для тушения плохо смачивающихся веществ (хлопок, торф) в нее вводят вещества, снижающие поверхностное натяжение.
Пена бывает двух видов: химическая и воздушно-механическая.
Химическая пена образуется при взаимодействии щелочного и кислотного растворов в присутствии пенообразователей.
Воздушно — механическая пена представляет собой смесь воздуха (90 %), воды (9,7 %) и пенообразователя (0,3 %). Растекаясь по поверхности горящей жидкости, она блокирует очаг, прекращая доступ кислорода воздуха. Пеной можно тушить и твердые горючие материалы.
Инертные и негорючие газы (диоксид углерода, азот, водяной пар) понижают концентрацию кислорода в очаге горения. Ими можно гасить любые очаги, включая электроустановки. Исключение составляет диоксид углерода, который нельзя применять для тушения щелочных металлов, поскольку при этом происходит реакция его восстановления.
Огнегасительные средства — водные растворы солей. Распространены растворы бикарбоната натрия, хлоридов кальция и аммония, глауберовой соли и др. Соли, выпадая в осадок из водного раствора, образуют изолирующие пленки на поверхности.
Галоидоуглеводородные огнегасительные средства позволяют тормозить реакции горения. К ним относятся: тетрафтордибромметан (хладон 114В2), бромистый метилен, трифторбромметан (хладон 13В1) и др. Эти составы имеют большую плотность, что повышает их эффективность, а низкие температуры замерзания позволяют использовать при низких температурах. Ими можно гасить любые очаги, включая электроустановки, находящиеся под напряжением.
Огнетушащие порошки представляют собой мелкодисперсные минеральные соли с различными добавками, препятствующими их слеживанию и комкованию. Их огнетушащая способность в несколько раз превышает способность галоидоуглеводородов. Они универсальны, так как подавляют горение металлов, которые нельзя тушить водой. В состав порошков входят: бикарбонат натрия, диаммонийфосфат, аммофос, силикагель и т. п.
Общие сведения о процессе горения, пожаре и его развитии. Краткие сведения о характере горения наиболее распространенных горючих веществ древесины, торфа, легковоспламеняющихся (лвж) и горючих жидкостей (гвж),
Единственный в мире Музей Смайликов
Самая яркая достопримечательность Крыма
Скачать 120 Kb.
- Общие сведения о процессе горения, пожаре и его развитии. Краткие сведения о характере горения наиболее распространенных горючих веществ: древесины, торфа, легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГВЖ), газов, лаков и красок, бумаги, полимерных и волокнистых материалов, смол, горючих смесей паров, газов и пыли с воздухом.
Пожарная тактика – это теория и практика подготовки и ведения боевых действий по тушению пожаров различными силами и средствами.
1. Общие сведения о процессе горения, пожаре и его развитии. Краткие сведения о характере горения наиболее распространенных горючих веществ: древесины, торфа, легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГВЖ), газов, лаков и красок, бумаги, полимерных и волокнистых материалов, смол, горючих смесей паров, газов и пыли с воздухом.
Пожар — представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления массо- и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве, наносящий материальный ущерб и создающий опасность для жизни и здоровью людей.
Пожары бывают открытыми, закрытыми, массовыми, сплошными и шквальными. В зависимости от вида горящих материалов и веществ пожары разделяются на четыре основных класса – A, B, C, D.
A – горение твердых веществ (если горят тлеющие вещества – древесина, текстильные изделия, пожары относятся к подклассу A1; не способные тлеть – пластмассы, относятся к подклассу А2);
B – горение легковоспламеняющихся жидкостей ( подкласс B1, если жидкости нерастворимы в воде – бензин, дизтопливо, нефть; подкласс B2, растворимые в воде – спирты);
C – горение газов;
D – горение металлов ( подкласс D1 – горение легких металлов, алюминий, магний и их сплавы; D2 – горение щелочных металлов, натрий и калий; D3 – горение металлосодержащих соединений, металлоорганических и гидридов).
По количеству и качеству горючих материалов, площади охвата, времени горения и последствиям пожары оцениваются по пятибалльной шкале. В зависимости от места пожары подразделяются на бытовые, промышленные (техногенные) и природные.
Горение – сложное, быстро протекающее химическое превращение, сопровождающееся выделением значительного количества тепла и ярким свечением. В большинстве случаев горение происходит в результате экзотермического окисления вещества, способного к горению (горючего), — окислителем (кислородом воздуха, хлором, закисью азота и др.). Горение представляет собой комплекс взаимосвязанных химических и физических процессов. Важнейшие процессы при горении – тепло- и массоперенос.
Наиболее общим свойством горения является способность возникшего очага пламени перемещаться по всей горючей смеси путем передачи тепла или диффузии активных частиц из зоны горения в свежую смесь. Горение протекает по комбинированному тепловому диффузионному механизму.
Во всех случаях для горения характерны три типичные стадии:
В зависимости от агрегатного состояния горючего и окислителя различают три вида горения:
-гомогенное горение газов и парообразных горючих веществ в среде газообразного окислителя;
-гетерогенное горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя;
-горение взрывчатых веществ и пороха.
По скорости распространения пламени горение подразделяют на:
-дефлаграционное, протекающее с дозвуковыми скоростями;
-детонацию, распространяющуюся со сверхзвуковыми скоростями.
Дозвуковое горение подразделяется на ламинарное и турбулентное. Скорость ламинарного горения зависит от состава смеси, начальных давления и температуры, а также от кинетики химических превращений в пламени. Скорость распространения турбулентного пламени помимо перечисленных факторов зависит от скорости потока, степени и масштаба турбулентности.
Обязательным условием возникновения любого пожара является наличие горючего материала, окислителя и источника возгорания. Пространство, в котором происходит пожар делится на три зоны: горения, теплового воздействия, задымления.
Зона горения представляет собой часть пространства, в котором расположены горючие материалы и вещества и где происходит их непосредственное горение.
Зона теплового воздействия – часть пространства, окружающего зону горения. Тепловое воздействие изменяет состояние веществ и материалов, подготавливая их к горению.
Зона задымления – часть пространства, примыкающего к зоне горения, заполненного дымом и продуктами термического разложения.
Рис. 1. Зоны на пожаре:
1-зона горения; 2-зона теплового воздействия; 3- зона задымления.
Основными составляющими пожара являются огонь (пламя), дым, пепел, сажа.
- открытый огонь;
- искры;
- тепловое излучение;
- дым;
- пониженная концентрация кислорода;
- токсичные продукты горения (синильная кислота, окись углерода, фосген, акрилонитрил);
- падающие предметы и конструкции.
Чёрный цвет дыма свидетельствует о наличии в пожаре сажи, что типично для горения нефтепродуктов, резины, угля. Светлый дым – о наличии в нем окисло- магния и значительного количества паров воды.
Зажигание – процесс инициирования начального очага горения в горючей смеси. Зажигание горючих газовых смесей может происходить при их контакте с накаленными поверхностями, при появлении внутри смеси искр различного происхождения или пламени.
Зажигание в результате соприкосновения с накаленной поверхностью происходит, если температура этой поверхности превышает некоторое предельное значение, называемое температурой зажигания. Температура зажигания горючей смеси всегда выше температуры самовоспламенения. При самовоспламенении регулирующая смесь окружена высоко нагретыми стенками. При зажигании газов накаленной поверхностью проявляются каталитические свойства этой поверхности. Они для разных газов различны и существенно зависят от природы поверхности материала.
Инициирование горения газовой смеси в одной точке приводит к нагреву близлежащих слоев; в них начинается химическое превращение. Сгорание этих слоев влечет за собой инициирование горения следующих и до полного выгорания горючей смеси. Зона горения перемещается по смеси, обеспечивая распространения пламени. Зона в которой протекает химическое превращение и происходит интенсивный разогрев сгорающего газа, называется фронтом пламени.
Перед распространяющимся фронтом пламени находится свежая (несгоревшая) смесь, а сзади — продукты горения. Если свежая смесь движется навстречу фронту пламени со скоростью, равной скорости распространения пламени, то пламя будет неподвижным (газовая горелка).
Горение жидкостей представляет собой сложный физико-химический процесс, протекающий при взаимном влиянии кинетических, тепловых и гидродинамических явлений. Горение жидкостей происходит в газовой фазе. В результате испарения над поверхностью жидкости образуется паровая струя, смещение и химическое взаимодействие которой с кислородом воздуха обеспечивает формирование зоны горения. Упрощенная схема диффузионного пламени показана на рис.2.
Рис.2 Схема диффузионного пламени:
а – распределение концентраций паров и газов в пламени;
б – диффузионное пламя.
Зоной горения является тонкий светящийся слой газов, в которой с поверхности жидкости поступают горючие пары, а из воздуха диффундирует кислород. Образующаяся стехиометрическая смесь сгорает в доли секунды.
Кривая 1 характеризует распределение кислорода, кривая 2 – продуктов горения, кривая 3 – азота, кривая 4 – паров горючего. Так как скорость химического превращения в зоне горения в рассматриваемом случае зависит от скорости поступления реагирующих компонентов к поверхности пламени путем молекулярной и конвективной диффузии, процесс горения жидкостей называют диффузионным горением.
Форма и размеры пламени жидкостей существенно зависят от диаметра резервуара, в котором происходит горение. Высота пламени растет с увеличением резервуара. Пламя жидкостей в горелках с малым диаметром является ламинарным, в резервуарах – турбулентным.
Пламя над поверхностью горючей жидкости устойчиво, если к нему с определенной скоростью подводятся пары горючего и кислорода. Скорость поступления горючего зависит от давления его паров над поверхностью жидкости и от ее температуры. Наименьшая температура жидкости, при которой возникающее пламя не погаснет, называется температурой воспламенения.
Процесс выгорания жидкостей характеризуется скоростью выгорания. Скорость выгорания не является физико-химической постоянной; она зависит от свойств горючей жидкости, диаметра резервуара и условий тепло- и массообмена в зоне пожара. Для всех жидкостей зависимость скорости выгорания от диаметра резервуара имеет общий характер (рис.3).
10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4
Диаметр резервуара, см
Рис.3 Зависимость скорости выгорания от диаметра резервуара
1 – бензин; 2 – керосин; 3- дизельное топливо; 4 – нефть.
Горение твердых веществ отличается от горения газов наличием стадии разложения и газификации и имеет многостадийный характер.
Под воздействием внешнего тепла происходит нагрев твердой фазы, сопровождающийся разложением и выделением газообразных продуктов, которые воспламеняются и сгорают. Тепло от образовавшегося факела воздействует на поверхность твердого вещества, вызывая поступление в зону горения новых порций горючих газов (рис.4).
Рис.4 Модель горения твердого вещества
1 – конденсированная фаза; 2 – зона без реакции в конденсированной фазе;
3 – реакционная зона в газе; 4 – газообразные продукты сгорания;
5 – реакционная зона в конденсированной фазе; 6 – газовая фаза.
Модель горения твердого вещества имеет следующие зоны:
прогрева конденсированной фазы. У термопластичных веществ в этой зоне происходит плавление. Толщина зоны прогрева определяется соотношением коэффициентов температуропроводности и скорости горения и составляет около 3 мм;
-пиролиза, или реакционной зоны в конденсированной фазе, в которой образуются газообразные горючие вещества;
-пред пламенной в газовой фазе, в которой происходит образование горючей смеси;
-пламени, или реакционной зоны в газовой фазе, в которой происходит превращение продуктов пиролиза в газообразные продукты горения;
Интенсивность реакций, протекающих в поверхностном слое твердого вещества, и условия теплообмена газообразных продуктов разложения с окружающей средой определяют режимы протекания процессов горения – самовоспламенение или зажигание.
Процесс горения газовзвесей в существенной степени определяется механизмом теплопередачи во фронте пламени. Для органических систем теплопередача осуществляется в основном путем кондуктивно-конвективного теплообмена.
Твердые природные топлива отличаются от большинства химических веществ наличием трех составляющих: летучей смеси, кокса и золы.
Летучая часть топлива – это газообразные компоненты, выделяющиеся из топлива при нагреве без участия окислителя. Кокс по составу близок к углероду. Скорость горения кокса во много раз ниже скорости горения летучих. В связи с этим участие кокса в пылевых взрывах натуральных топлив незначительно. В золе, составляющей минеральную часть топлива, содержится ряд компонентов, которые могут принимать участие в горении (щелочные металлы, пириты и колчеданы), но в основном зола в целом играет роль инертного материала.
Взрывы газовзвесей твердых топлив – это типичные тепловые взрывы. Распространение фронта пламени по взвеси происходит в результате передачи тепла от продуктов горения в свежую смесь.
2. Общее понятие о пожаре и краткая характеристика явлений, происходящих на пожаре.
На пожарах происходят различные явления, взаимосвязанные друг с другом. Они протекают на основе общих физико-химических и социально-экономических законов, характеризуются соответствующими параметрами, знание которых позволяет определить количественные характеристики каждого явления, необходимые для качественной оценки обстановки на пожаре и принятия решения на его тушение. С целью детального изучения пожаров и разработки тактики борьбы с ними все пожары классифицируются по группам, классам и видам.
По условиям массо- и теплообмена с окружающей средой все пожары разделены на две группы – на открытом пространстве и в ограждениях.
По признаку изменения площади горения пожары делятся на распространяющиеся и нераспространяющиеся.
Пожары классифицируют по размерам и материальному ущербу, по продолжительности и другим признакам сходства или различия.
Массовый пожар – совокупность отдельных и сплошных пожаров в населенных пунктах, крупных складах горючих материалов и на промышленных предприятиях.
Отдельный пожар – пожар, возникающий в отдельном здании или сооружении.
Сплошной пожар – интенсивное горение преобладающего числа зданий и сооружений на данном участке застройки.
При слабом ветре или при его отсутствии массовый пожар может перейти в огневойшторм – это особая форма пожара, характеризующаяся образованием единого гигантского турбулентного факела пламени с мощной конвективной колонкой восходящих потоков продуктов горения и нагретого воздуха и притоком свежего воздуха к границам огневого шторма со скоростью не менее 14-15 м/с.
Пожары в ограждениях делятся на два вида: пожары, регулируемые вентиляцией, и пожары, регулируемые пожарной нагрузкой.
Пожары, регулируемые вентиляцией – это пожары, которые протекают при ограниченном содержании кислорода в газовой среде помещения и избытке горючих веществ и материалов.
Пожары, регулируемые пожарной нагрузкой – это пожары, протекающие при избытке кислорода воздуха в помещении и развитие, зависит от пожарной нагрузки.
Пожарная нагрузка – количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре.
По характеру воздействия на ограждения пожары подразделяются на локальные и объёмные.
Локальные пожары характеризуются слабым тепловым воздействием на ограждения и развиваются при избытке воздуха, необходимого для горения, и зависят от вида горючих веществ и материалов, их состояния и расположения в помещении и их принято называть закрытыми пожарами.
Объёмные пожары характеризуются интенсивным тепловым воздействием на ограждения и их принято называть открытыми пожарами.
Скорость выгорания – потеря массы материала(вещества) в единицу времени при горении.
Температура пожара в ограждениях – среднеобъёмная температура газовой среды в помещении.
Температура пожара на открытых пространствах – температура пламени.
Линейная скорость распространения горения (пожара) – поступательное движение фронта пламени в данном направлении в единицу времени.
Интенсивность выделения тепла при пожаре – тепло, выделяющееся при пожаре за единицу времени.
Основные пути прекращения горения: снижение скорости тепловыделения или увеличение скорости тепло отвода от зоны реакции горения. Критическое условие – снизить температуру горения ниже температуры потухания. Достигается это на основе четырё1х принципов горения:
-охлаждения реагирующих веществ;
-изоляции реагирующих веществ от зоны горения;
-разбавления реагирующих веществ от негорючих концентраций или концентраций, не поддерживающих горение;
-химического торможения реакции горения.
3. Классификация основных огнетушащих средств, общие сведения о них:
виды, краткая характеристика, область применения.
Под огнетушащими веществами понимаются такие вещества, которые непосредственно воздействуют на процесс горения и создают условия для его прекращения (вода, пена и т.д.).
Огнетушащих веществ в природе много. Кроме того, современная технология позволяет получать такие огнетушащие вещества, которых нет в природе. Огнетушащие вещества, которые принимаются на вооружение пожарными подразделениями должны:
-обладать высоким эффектом тушения при сравнительно малом расходе;
-быть доступными, дешевыми и простыми в применении;
-не оказывать вредного действия при их применении на людей и материалы, быть экологически чистыми.
По основному признаку прекращения горения огнетушащие вещества подразделяются на (рис.5):
-охлаждающего действия (вода, твердый диоксид углерода и др.);
-разбавляющего действия (негорючие газы, водяной пар, тонко распыленная вода);
-изолирующего действия (воздушно-механическая различной кратности пена, сыпучие негорючие материалы);
-ингибирующего действия (галоидированные углеводороды: бромистый метилен,бромистый этил, тетрафтордибромэтан, огнетушащие вещества на их основе).
Увеличение скорости Уменьшение скорости
Увеличение поверх- Соприкосновение Физическое Химическое
ности теплоотвода зоны реакции торможение реакции торможение реакции
с менее нагретым горения горения
Разбавление Охлаждение Изоляция Введение
реагирующих горящего реагирующих галоидированных
веществ вещества веществ углеводородов
Горящего вещества Подача Горючих паров В воздух
охлаждающих и газов помещения
Паров в зоне В горючее
в помещении горючих веществ воздуха в зону горения
Рис.5 Схема прекращения горения на пожарах
Способы прекращения горения, основанные на принципе охлаждения реагирующих веществ или горящих материалов, заключаются в воздействии на них охлаждающими огнетушащими веществами; основанные на изоляции реагирующих веществ от зоны горения – в создании между зоной горения и горючим материалом или окислителем изолирующего слоя из огнетушащих материалов и веществ; основанные на разбавлении реагирующих веществ или химическом торможении реакции горения – в создании в зоне горения или вокруг нее негорючей газовой или паровой среды (рис.6).
Способы прекращения горения
Способы Способы разбавления Способы изоляции Способы
Охлаждение Разбавление струями Изоляция слоем Торможение
сплошными тонкораспыленной пены реакций
струями воды воды огнетушащим
Охлаждение Разбавление Изоляция Торможение
распыленными газоводянными слоем продуктов реакций галоидо-
струями воды струями от АГВТ взрыва ВВ производными
Охлаждение Разбавление Изоляция
перемешиванием горючих жидкостей созданием взрыва
горючих веществ водой в горючем веществе
Разбавление Изоляция слоем
негорючими парами огнетушащего
и газами порошка
Рис.6 Классификация способов прекращения горения
Каждый из способов прекращения горения можно выполнить различными приемами или их сочетанием. Приемы тушения – это те составные части способа прекращения горения, которые могут изменяться в процессе действий пожарных подразделений при изменении обстановки на пожаре. Могут меняться и способы. Применение того или иного способа и приема прекращения горения, огнетушащего вещества зависит от:
-условий и характера развития пожара;
-свойств и состояния горючих материалов;
-трудоемкости и безопасности выполняемой работы личным составом;
-наличия у руководителя тушения пожара сил и средств;
-боеготовности личного состава.
Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие большой теплоемкостью. Для большинства горючих материалов применяется вода.
Попадая в зону горения, на горящее вещество, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество теплоты. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объёме в 1700 раз (из 1 л воды при испарении образуется 1700 л пара), благодаря чему происходит разбавление реагирующих веществ, что само по себе способствует прекращению горения, а также вытеснению воздуха из зоны очага пожара.
Вода обладает высокой термической стойкостью . Её пары только при температуре свыше 1700 0 С могут разлагаться на кислород и водород. Большинство горючих материалов горит при температуре, не превышающей 1300 –1350 0 С и тушение их водой не опасно. Однако металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, термит и электрон при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды. Тушение их водяными струями недопустимо.
Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции.
Вода способна растворять некоторые пары, газы и поглощать аэрозоли.
Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, образуют не горючие или менее горючие растворы.
У воды имеются и отрицательные свойства. Основной недостаток у воды как огнетушащего средства заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества.
Вода имеет относительно большую плотность (при 4 0 С – 1 г/см 3 , при 100 0 С –0,958 г/см 3 ), что ограничивает, а иногда и исключает ее применение для тушения нефтепродуктов, имеющих плотность и нерастворимость в воде.
Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию , за исключением щелочных и щелочноземельных металлов, при взаимодействии которых с водой выделяется водород.
Для охлаждения отдельных видов горючих материалов, кроме воды применяется твердый диоксид углерода.
Это мелкая кристаллическая масса с плотностью p= 1,53 кг/м 3 , которая при нагревании переходит в газ, минуя жидкое состояние.
Температура кипения – 78,5 0 С, и теплота ее испарения – 573,6 Дж/кг и скорость охлаждения горящих веществ достаточно высока. Твердый диоксид углерода прекращает горение всех горючих веществ, за исключением металлического калия и натрия, магния и его сплавов. Он неэлектропроводен и не смачивает горючие вещества, и применяется для тушения электроустановок под напряжением.
Широкое применение для тушения пожаров получили изолирующие огнетушащие вещества:
-жидкие огнетушащие вещества (пена, в некоторых случаях вода);
-газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва);
-сыпучие негорючие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки);
-твердые листовые материалы (асбест, войлок).
Основным средством изоляции являются огнетушащие пены: химическая и воздушно-механическая. Основное огнетушащее свойство пен – изолирующая способность.
Воздушно-механическая пена получается в результате перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе или генераторе. Различают воздушно-механическую пену низкой, средней и высокой кратности. Кратность зависит от конструкции ствола (генератора).Другое свойство пены – стойкость.
Специфические свойства воздушно-механической пены средней и высокой кратности:
-хорошо проникает в помещения, свободно преодолевает повороты и подъёмы;
-быстро заполняет объёмы помещений, вытесняет нагретые до высокой температуры продукты сгорания (в том числе токсичные), снижает температуру в помещении и строительных конструкций;
-прекращает пламенное горение и локализует тление веществ и материалов, с которыми соприкасается;
-создает условия для проникновения к очагам тления (в средствах защиты органов дыхания и зрения).
Воздушно-механическую пену применяют и в комбинациях с огнетушащими порошками типа ПСБ, нерастворимыми в воде.
Для тушения различных горючих веществ широкое применение находят огнетушащие порошковые составы, которые не токсичны, не оказывают вредного воздействия на материалы, не электропроводны и не замерзают.
16. Пожары, компоненты системы пожара
Пожар — неуправляемое, несанкционированное горение веществ, материалов и газовоздушных смесей вне специального очага, и приносящие значительный материальный ущерб, поражение людей на объектах и подвижном составе, которое подразделяется на наружные и внутренние, открытые и скрытые.
Причинами возникновения пожаров чаще всего являются: неосторожное обращение с огнем, несоблюдение правил эксплуатации производственного оборудования, самовозгорание веществ и материалов, разряды статического электричества, грозовые разряды, поджоги. В зависимости от места возникновения различают: пожары на транспортных средствах; степные и полевые пожары; подземные пожары в шахтах и рудниках; торфяные и лесные пожары; пожары в зданиях и сооружениях. Последние, в свою очередь, подразделяются на наружные (открытые), при которых хорошо просматриваются пламя и дым, и внутренние (закрытые), характеризующиеся скрытыми путями распространения пламени.
Пространство, охваченное пожарами, условно разделяют на 3 зоны — активного горения (очаг пожара), теплового воздействия и задымления. Внешними признаками зоны активного горения является наличие пламени, а также тлеющих или раскалённых материалов. Основной характеристикой разрушительного действия пожара является температура, развивающаяся при горении. Для жилых домов и общественных зданий температуры внутри помещения достигают 800—900 °С. Как правило, наиболее высокие температуры возникают при наружных пожарах и в среднем составляют для горючих газов 1200—1350 °C, для жидкостей 1100—1300 °C, для твёрдых веществ 1000—1250 °C. При горении термита, электрона, магния максимальная температура достигает 2000-3000 °C.
Пространство вокруг зоны горения, в котором температура в результате теплообмена достигает значений, вызывающих разрушающее воздействие на окружающие предметы и опасных для человека, называют зоной теплового воздействия. Принято считать, что в зону теплового воздействия, окружающую зону горения, входит территория, на которой температура смеси воздуха и газообразных продуктов сгорания не меньше 60-80 °С. Во время пожара происходят значительные перемещения воздуха и продуктов сгорания. Нагретые газообразные продукты сгорания устремляются вверх, вызывая приток более плотного холодного воздуха к зоне горения. При пожарах внутри зданий интенсивность газового обмена зависит от размеров и расположения проёмов в стенах и перекрытиях, высоты помещений, а также от количества и свойств горящих материалов. Направление движения нагретых продуктов обычно определяет и вероятные пути распространения пожара, так как мощные восходящие тепловые потоки могут переносить искры, горящие угли и головни на значительное расстояние, создавая новые очаги горения. Выделяющиеся при пожаре продукты сгорания (дым) образуют зону задымления. В состав дыма обычно входят азот, кислород, оксид углерода, углекислый газ, пары воды, а также пепел и др. вещества. Многие продукты полного и неполного сгорания, входящие в состав дыма, обладают повышенной токсичностью, особенно токсичны продукты, образующиеся при горении полимеров. В некоторых случаях продукты неполного сгорания, например, оксид углерода, могут образовывать с кислородом горючие и взрывоопасные смеси.
Для того, чтобы произошло возгорание необходимо наличие трёх условий:
Горючие вещества и материалы
Источник зажигания — открытый огонь, химическая реакция, электроток.
Наличие окислителя, например кислорода воздуха.
Для того, чтобы произошёл пожар необходимо выполнение ещё одного условия: наличие путей распространения пожара — горючих веществ, которые способствуют распространению огня.
Сущность горения заключается в следующем — нагревание источников зажигания горючего материала до начала его теплового разложения. В процессе теплового разложения образуется угарный газ, вода и большое количество тепла. Выделяется также углекислый газ и сажа, которая оседает на окружающем рельефе местности. Время от начала зажигания горючего материала до его воспламенения — называет временем воспламенения.
Пожар и его развитие конспект мчс
Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления газо и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве.
Эти явления взаимосвязаны и характеризуются параметрами пожара: скоростью выгорания, температурой и т.д. и определяются рядом условий, многие из которых носят случайный характер.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЖАРА:
Основные явления, сопровождающие пожар- это процессы горения, газо и теплообмена.
Основными условиями горения являются: наличие горючего вещества, поступление окислителя в зону химических реакций и непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.
К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горение на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени др.
Под пожарной нагрузкой понимают количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре.
Расчетная пожарная нагрузка для зданий и сооружений или их частей учитывает влияние ряда факторов, характеризующих горючие вещества и материалы, геометрические размеры зданий или их частей.
Пожарную нагрузку и расчетную пожарную нагрузку допускается также определять в кг/м2.
Расчетная пожарная нагрузка характеризуется продолжительностью пожара (чем больше нагрузка, тем продолжительнее пожар).
Под скоростью выгорания понимают потерю массы материала (вещества) в единицу времени при горении.
Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчете на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания, кг/(м2 с).
Массовая скорость выгорания зависит от агрегатного состояния горючего вещества или материала, начальной температуры и других условий.
Массовая скорость выгорания горючих и легковоспламеняющихся жидкостей определяется интенсивностью их испарения.
Массовая скорость выгорания твердых веществ зависит от вида горючего, его размеров величины свободной поверхности и ориентации по отношению к месту горения; температуры пожара и интенсивности газообмена.
Линейная скорость распространения горения представляет собой физическую величину, характеризуемую поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени.
Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от начальной температуры, способности горючего к воспламенению, интенсивности газообмена на пожаре, плотности теплового потока на поверхности веществ и материалов и других факторов.
Одним из главных параметров, характеризующих процесс горения, является интенсивность выделения тепла на пожаре. Это величина равная по значению теплу, выделяющемуся на пожаре за единицу времени.
Она определяется массовой скоростью выгорания веществ и материалов и их теплового содержания.
При пожаре выделяются газообразные, жидкие и твердые вещества.
Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения.
Они распространяются в газовой среде и создают задымление.
Дым- это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц. Объем выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.
Под дымообразованием на пожаре принимают количество дыма, м3/с, выделяемого со всей площади пожара.
Газовый обмен на пожаре – это движение газообразных масс, вызванное выделением тепла при горении.
При нагревании газов их плотность уменьшается, и они вытесняются более плотными слоями холодного атмосферного воздуха и поднимаются вверх.
Одним из главных процессов, происходящих на пожаре, являются процессы теплообмена. Выделяющееся тепло при горении, во-первых, усложняет обстановку на пожаре, во-вторых, является одной из причин развития пожара. Кроме того, нагрев продуктов горения вызывает движение газовых потоков и все вытекающие из этого последствия (задымление помещений и территории, расположенных около зоны горения и др.).
Сколько тепла выделяется в зоне химической реакции горения, столько его и отводится от неё.
Тепло, передаваемое во внешнюю среду, способствует распространению пожара, вызывает повышение температуры, деформацию конструкций и т.д.
Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяются на три зоны: горения, теплового воздействия и зона задымления.
Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) в объеме диффузионного факела пламени.
Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным).
В процессе развития пожара различают три стадии: начальную, основную (развитую) и конечную.
Эти стадии характерны для всех пожаров независимо оттого, где произошел пожар: на открытом пространстве или в помещении.
Начальной стадии соответствует развитие пожара от источника зажигания до момента, когда помещение будет полностью охвачено пламенем.
На этой стадии происходит нарастание температуры в помещении и снижение плотности газов в нём.
Горение поддерживается кислородом воздуха, находящимся в помещении, концентрация которого постепенно снижается.
Если помещение достаточно изолировано от окружающей среды, то развитие горения в нем может замедлиться или прекратиться вообще.
В зависимости от объема помещения, степени его герметизации и распределения пожарной нагрузки начальная стадия пожара продолжается 5-40 мин. (иногда и до нескольких часов).
Однако опасные для человека условия возникают уже через 1-6 мин.
Основной стадии развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъемной температуры до максимума.
На этой стадии сгорает 80-90 % объемной массы горючих веществ и материалов, температура и плотность газов в помещении изменяется во времени незначительно.
На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха.
ГАЗООБМЕН НА ПОЖАРЕ:
Управление газовыми потоками при тушении пожара является важным оперативно-тактическим действием, выполняемым с целью создания условий, способствующих успешному тушению пожара и проведению спасательных работ.
Чтобы успешно бороться с пожарами, личный состав должен знать способы управления газовыми потоками на пожаре.
Первым можно назвать усиление естественного воздухообмена в здании, что можно достичь изменением площадей приточных и вытяжных проёмов, т.е. открывая или закрывая существующие в здании окна, двери, проделывая отверстия в ограждающих конструкциях.
Однако не следует забывать, что площади приточных и вытяжных проёмов в помещении должны находиться в определенном отношении.
Рекомендуется, чтобы площадь вытяжных отверстий была больше площади приточных.
В боевой обстановке это достигается путем вскрытия или перекрытия соответствующих проёмов, вскрытия дополнительных отверстий в ограждающих конструкциях помещения.
Вторым способом является применение принудительной вентиляции с использованием пожарных дымососов (вентиляторов).
Применение передвижных дымососов возможно в различных вариантах на пожарах: на нагнетание свежего воздуха в горящее помещение; на удаление продуктов сгорания из горящего помещения; комбинированное использование дымососов, т.е. использование части из них на нагнетание воздуха, а части — на удаление дыма из него.
Третий способ заключается в применении личным составом соответствующих огнетушащих веществ. Например, изменение направления движения газообразных масс при пожарах в помещениях можно достигнуть путём создания преград для распространения дыма из воздушно-механической пены средней и высокой кратности. Пена эффективно применяется и для вытеснения дыма из помещения.
ПРЕКРАЩЕНИЕ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ:
Для рассмотрения вопросов о прекращении горения на пожарах, большое внимание заслуживают параметры и условия, за границами которых горение не может протекать. Прежде всего, сюда следует отнести: концентрационные пределы распространения пламени, температурные пределы и ряд других параметров.
Процессы горения не могут протекать вне значений указанных параметров, т.е. процессы горения либо не возникают, а если они существовали, то прекратятся.
На основе этих параметров можно сформулировать основные направления и способы прекращения горения:
Основой является снижение температуры зоны горения до значений ниже температуры потухания.
Достигнуть этого можно на основе четырех известных принципов прекращения горения:
-охлаждения реагирующих веществ;
-изоляцией реагирующих веществ от зоны горения;
-разбавление реагирующих веществ до негорючих концентраций или концентраций, не поддерживающих горение;
-химического торможения реакции горения.
Для этих целей применяются различные огнетушащие вещества.
2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОГНЕТУШАЩИХ ВЕЩЕСТВ, СПОСОБОВ И ПРИЁМОВ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ:
Под огнетушащими веществами понимаются такие вещества, которые непосредственно воздействуют на процесс горения и создают условия для его прекращения (вода, пена, порошки и др.). Огнетушащих веществ в природе много, но не все они принимаются на вооружение пожарных подразделений, а лишь те, которые отвечают определенным требованиям.
Они должны:
-обладать высоким эффектом тушения при сравнительно малом расходе;
-быть доступными, дешёвыми и простыми в применении;
-не оказывать вредного воздействия при их применении на людей и материалы, быть экологически чистыми.
По основному признаку прекращения горения огнетушащие вещества подразделяются на:
-охлаждающего действия (вода, твердый диоксид углерода и др.)
-разбавляющего действия (негорючие газы, водяной пар, тонкораспыленная вода т.п.)
-изолирующего действия (воздушно-механическая пена различной кратности, сыпучие негорючие материалы и пр.)
-ингибирующего действия (бромистый метилен, бромистый этил, тетрафтор-дибромэтан и др.)
Вид и характер выполнения боевых действий в определенной последовательности, направленных на создание условий прекращения горения, называется способом прекращения горения.
Приёмы тушения – это те составные части способа прекращения горения, которые могут изменяться в процессе действия пожарных подразделений при изменении обстановки на пожаре, могут изменяться и способы.
Применение того или иного способа и приёма прекращения горения, огнетушащего вещества зависит от:
— условий и характера развития пожара;
— свойств и состояния горючих материалов;
— трудоемкости и безопасности выполняемой работы личным составом;
— наличие у руководителя тушения пожара сил и средств;
— боеготовности пожарных подразделений и др.
Всё это направлено на наименьшие убытки и затраты.
МЕХАНИЗМ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ:
Охлаждающие огнетушащие вещества.
Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие теплоёмкостью.
Для большинства горючих материалов применяется вода.
Попадая в зону горения, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество тепла.
Однако металлические магний, цинк алюминий, титан и его сплавы, при горении создают при горении температуру, превышающую термическую стойкость воды.
Тушение их водой не допустимо.
Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции.
Это свойство в сочетании с предыдущими позволяет использовать её не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения. Малая вязкость и несжимаемость вод позволяет подавать её по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением.
Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.
Вода имеет относительно большую плотность, что ограничивает, а иногда исключает её применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде.
Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию.
Исключение составляют щелочные щелочно-земельные металлы, при взаимодействии которых выделяется водород. Их тушить водой нельзя.
Для охлаждения отдельных видов горючих материалов кроме воды применяется твердый диоксид углерода.
Твердый диоксид углерода прекращает горение всех горючих веществ, за исключением металлического натрия и калия, магния и его сплавов.
Он не электропроводен и не смачивает горючие вещества.
Поэтому применяется для тушения электроустановок под напряжением, двигателей, а также при пожарах в архивах, музеях, библиотеках, на выставках и т.д.
Изолирующие огнетушащие вещества.
Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих и материалов -распространенный способ тушения пожаров. При его реализации применяются самые разнообразные огнетушащие средства, способные на некоторое время изолировать доступ в зону горения либо кислорода, либо горючих паров или газов.
В практике пожаротушения для этих целей широкое применение нашли:
Жидкие огнетушащие вещества (пена, в некоторых случаях вода и пр.)
Газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва и т.д.)
Сыпучие негорючие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т.д.)
Твердые тканевые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани, в некоторых случаях листовое железо).
Основным средством изоляции являются огнетушащие пены: химическая и воздушно-механическая.
Воздушно-механическая пена (ВМП) получается в результате перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе или пеногенераторе.
Различают ВМП низкой, средней и высокой кратности.
Кратность зависит от конструкций ствола (генератора).
Основное огнетушащее свойство пен — изолирующая способность.
Пена изолирует зону горения от горючих паров и газов, а также горящую поверхность горючего материала от тепла, излучаемого зоной реакции.
Другое свойство пены, представляющее интерес – стойкость, т.е. способность какое-то время сохраняться, не разрушаясь.
Специфические свойства воздушно-механической пены (ВМП) средней и высокой кратности:
-хорошо проникает в помещения, свободно преодолевает повороты и подъёмы;
-заполняет объёмы помещений, вытесняет нагретые до высокой температуры продукты сгорания (в том числе токсичные), снижает температуру в помещении в целом, а также строительных конструкций и т.п.;
-прекращает пламенное горение и локализует тление веществ и материалов, с которыми соприкасается;
создает условия для проникновения ствольщиков к очагам тления для дотушивания.
На основании этих свойств данные виды пены (особенно средней кратности) нашли применение при объёмном тушении в помещениях зданий, трюмах судов, в кабельных тоннелях и на других объектах.
Пена является основным средством тушения ЛВЖ и ГЖ как в резервуарах, так и разлитых на открытой поверхности.
В настоящее время для тушения все более широкое применение находят огнетушащие порошковые составы.
Механизм прекращения горения порошками заключается в основном в изоляции горящей поверхности от зоны горения, т.е. в прекращении доступа горючих паров и газов в зону реакции.
Разбавляющие огнетушащие вещества.
Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ, применяются такие огнетушащие средства, которые способны разбавить либо горючие пары и газы до негорючих концентраций, либо снизить содержание кислорода воздуха до концентрации, не поддерживающей горение.
Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или горящее вещество, либо в воздух, поступающий в зону горения.
В качестве разбавляющих огнетушащих средств наибольшее распространение нашли: диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной пар, и распыленная вода.
Механизм прекращения горения при введении разбавляющих огнетушащих веществ в помещение, в котором происходит пожар, заключается в понижении объемной доли кислорода.
Углекислый газ применяется для тушения пожаров электрооборудования и электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т.п.
Однако им категорически запрещено тушение щелочных щелочно-земельных металлов.
Азот, главным образом применяется в стационарных установках пожаротушения для тушения натрия, калия, бериллия и кальция.
Для тушения магния, лития, алюминия, циркония применяют аргон, а не азот.
Диоксид углерода и азот хорошо тушат вещества, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо тушат вещества и материалы, способные тлеть (древесина, бумага).
Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проёмов, объёмом до 500 м3 Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) – для получения её применяют насосы и специальные стволы-распылители.
Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Применение тонкораспыленной воды очень эффективно.
Огнетушащие вещества химического торможения.
Сущность прекращения горения химическим торможением реакции горения заключается в том, что в воздух горящего помещения или непосредственно в зону горения вводятся такие огнетушащие вещества, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуя с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения.
Поскольку эти вещества оказывают воздействие непосредственно на зону реакции, в которой реагирующие вещества находятся в паровоздушной фазе, они должны отвечать следующим требованиям:
-иметь низкую температуру кипения, чтобы при малых температурах разлагаться, легко переходить в парообразное состояние;
-иметь низкую термическую стойкость, т.е. при малых температурах разлагаться на составляющие их атомы и радикалы;
-продукты термического распада огнетушащих веществ должны активно вступать в реакцию с активными центрами.
Наиболее широкое применение нашли составы на основе брома и фтора.
Галоидированные углеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют высокую огнетушащую способность при сравнительно небольших расходах.
План-конспект по пожарной тактике Пожар и его развитие, прекращение горения. ЧС природного и техногенного характера
- Общее понятие о процессе горения.
- Общее понятие о пожаре.
- Основные способы прекращения горения. Классификация основных огнетушащих веществ.
- Определения ЧС природного и техногенного характера.
- Общая характеристика зоны ответственности.
Горение представляет собой процесс быстрого окисления с выделением за единицу времени значительного количества тепла, успева-ющего поддерживать его на уровне достаточно высоких температур. Обычно процесс горения протекает при реакции соединения горючего вещества с кислородом воздуха. Известно, что воздух состоит из нескольких газов: азота —78%, кислорода — 21% и других—1%. При изменении концентрации кислорода в воздухе изменяется и интенсивность горения. Прекращается горение большинства веществ при содержании кислорода в воздухе до 14%. Некоторые материалы горят за счет кислорода, входящего в состав этих веществ-окислителей, которые выделяют кислород при разложении. К таким материалам относят порохи, способные гореть (взрываться) без доступа кислорода извне. Иные материалы способны гореть без кислорода, например фосфор горит в присутствии брома, медь — в парах серы, а алюминиево-магниевые сплавы — в углекислом газе.
Теперь известно, что сгорание не является лишь результатом окисления. Например, в качестве возможного топлива для двигателей космических кораблей рассматриваются также атомарные вещества — атомы азота, кислорода и др.
Имеется и другой источник образования горения — это вещества, освобождающие энергию в результате разложения. Например, в обычной автогенной горелке используют пламя ацетилена C2Hs, сгорающего в струе кислорода. Однако здесь только часть тепла образуется за счет реакции окисления. Около 17% тепла получается в результате распада ацетилена. Необходимо, чтобы горючее вещество и окислитель были подготовлены к горению и образовали горючую газовоздушную смесь. При нагревании все жидкие горючие вещества и большинство твердых, испаряясь или разлагаясь, превращаются в газообразные продукты, которые образуют горючие смеси с кислородом или другими реагирующими веществами. Для того чтобы началось горение газовоздушной смеси, необходимо создать определенные начальные условия — воспламенить или зажечь смесь.
Горение — сложный физико-химический процесс, в основе которого лежат быстро текущие реакции окисления, сопровождаемые выделением тепла и, как правило, световым излучением. Горение возникает и протекает при наличии горючего вещества, окислителя (обычно кислорода) и источника зажигания.
Различают два вида горения: гомогенное и гетерогенное.
Гомогенное горение происходит в случае нахождения горючего вещества в газообразном состоянии.
Если же реакция идет между твердым горючим веществом и газообразным окислителем, то говорят о гетерогенном горении. Внешним признаком гомогенного горения является пламя, гетерогенного — накал. Пламя представляет собой область, где происходит реакция соединения паров (газов) горящего вещества с кислородом. Температура пламени — это и температура горения.
Горение пыли (мучной, угольной, сахарной и т.п.) происходит со скоростью взрыва, массивные куски этих веществ загораются с трудом. Увеличение количества влаги в горючих материалах снижает скорость горения.
Особую опасность при горении представляют легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ), к которым относятся нефть и нефтепродукты Скорость горения ЛВЖ и ГЖ определяется их способностью испаряться. Это связано с тем, что горит не сама жидкость, а ее пары.
При горении нефтепродуктов дым черный, от горения древесины — серовато-черный, фосфорные и магниевые дымы имеют белый цвет.
Пожаром называется неконтролируемый процесс горения вне специального очага, наносящий материальный ущерб и создающий опасность для жизни и здоровья людей. Обязательным условием возникновения любого пожара является наличие горючего материала, окислителя и источника возгорания.
Пожары бывают открытыми, закрытыми, массовыми, сплошными и шквальными. В зависимости от вида горящих материалов и веществ пожары разделяются на четыре основных класса — А, В, С, D:
А — горение твердых веществ;
В — горение легковоспламеняющихся горючих жидкостей;
С — горение газов;
D — горение металлов.
В зависимости от места пожары подразделяются на бытовые, промышленные (техногенные) и природные.
Пространство, в котором происходит пожар, делится на три зоны: горения, теплового воздействия, задымления.
Основными составляющими пожара являются огонь (пламя), дым, пепел, сажа.
Пространство, в котором сгорают пары, газы и взвеси, называется пламенем.
Несгораемые мелкие частицы сажи и твердых окислов, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, образуют дым, более крупные несгоревшие частицы образуют пепел.
Основные поражающие факторы пожара:
— пониженная концентрация кислорода;
— токсичные продукты горения (синильная кислота, окись углерода, фосген, акрилонитрил);
— падающие предметы и конструкции.
Каждый пожар имеет свои характерные признаки.
Черный цвет дыма свидетельствует о наличии в пожаре сажи, что типично для горения нефтепродуктов, резины, угля. Светлый дым — о наличии в нем окислов магния и значительного количества паров воды.
В зависимости от объема кислорода пламя бывает несветящимся (до 50%) и светящимся (свыше 50%). При наличии углерода в горящих веществах пламя сопровождается выделением копоти.
По специфическому запаху, цвету, вкусу, действиям на слизистые оболочки глаз, носа, дыхательных путей спасатели могут определить в воздухе (дыме) наличие опасных веществ.
Возникновение и развитие пожара в резервуаре с нефтью или нефтепродуктами, как правило, начинается со взрыва паровоздушной смеси, частичного или полного отрыва (обрушения) крыши емкости и воспламенения жидкости на всей свободной поверхности.
Полный отрыв крыши и сбрасывание ее силой взрыва на землю (иногда она отбрасывается на несколько десятков метров) наиболее благоприятен для последующего тушения пожара.
Горение обогащенной нефти и нефтепродуктов на свободной поверхности происходит достаточно спокойно.
Боевые действия подразделений спасателей по тушению пожара в резервуаре хранения нефти и нефтепродуктов организуют в зависимости от сложившейся обстановки, а именно: проводят разведку пожара; немедленно организуют охлаждение горящего и соседних с ним резервуаров; организовывают подготовку пенной атаки с помощью передвижных средств.
При горении нескольких резервуаров и недостатке сил и средств для тушения всех резервуаров одновременно необходимо все силы и средства сконцентрировать на тушении одного резервуара, расположенного с наветренной стороны или того резервуара, пожар которого больше всего угрожает соседним негорящим резервуарам. После прекращения горения подачу пены в резервуары продолжают примерно 3-5 мин. для предупреждения повторного воспламенения нефтепродукта. При этом следует, чтобы вся поверхность нефтепродукта была покрыта пеной. Охлаждение продолжают до полного остывания резервуара.
В начале подачи пены тушении нефти и тёмных нефтепродуктов возможны вскипания горящих жидкостей и их выбросы. В таких случаях заблаговременно принимаются меры по обеспечению безопасности людей, участвующих в тушении, и по защите струями воды рукавных линий, находящихся в зоне активного воздействия пламени.
Иногда горящий нефтепродукт выбрасывается на значительную высоту и растекается на расстоянии 70-120 м от горящего резервуара, создавая угрозу не только соседним резервуарам, но и отдельным установкам, сооружениям, пожарной технике и личному составу. Для обеспечения личного состава и техники при угрозе выброса пожарные автомобили устанавливаются с наветренной стороны на расстоянии не менее 100 м.
Пожары в резервуарах хранения сжиженных углеводородных газов (СУГ) и нестабильного бензина, хранящегося под повышенным давлением могут возникнуть при разгерметизации аппаратуры и коммуникаций резервуаров, а также в результате других аварийных ситуаций. Как правило, пожары начинаются с факельного горения СГУ в местах их пропуска или со взрыва и горения разлитых жидкостей.
В процессе горения сжиженного газа почти всегда имеется опасность разрыва емкостей и трубопроводов в результате быстрого нарастания в них давления вследствие обогрева.
При пожарах на стадиях сжиженного газа необходимо принять меры к понижению давления в емкостях и трубопроводах, подвергающихся тепловому воздействию пожара, стравливание газа на факел и перекачкой (пропуском) газа в свободные емкости.
Борьба с пожарами каучука и радиотехнических изделий представляет ряд трудностей, связанных главным образом с физико -техническими свойствами этих веществ. Как показали опыт и практика тушения пожаров, горящий каучук и резинотехнические изделия можно тушить водой, хотя смачиваемость их нельзя признать удовлетворительной.
Для предотвращения, профилактики, тушения пожаров в России существует Государственная противопожарная служба МЧС России. В ее состав входят специально подготовленные, снабженные противопожарной техникой пожарные. Они находятся в постоянной готовности, быстро выезжают на тушение пожара и оперативно ликвидируют его.
Процесс тушения пожара — это трудоемкая и опасная работа. Она включает прекращение доступа в зону горения воздуха (кислорода) и горючих материалов, интенсивное использование огнегасящих средств для охлаждения зоны горения.
Локализация пожара — это действия, направленные на ограничение распространения горения. При тушении (ликвидации) пожара достигается полное прекращение горения. Как правило, локализация является составной частью, первым этапом мероприятий по тушению пожара.
Прекращение горения может быть достигнуто либо разделением реагирующих веществ, либо путем охлаждения горящих материалов ниже температуры их воспламенения. С этой целью применяются различные средства тушения пожара. К ним относятся огнетушащие средства и различные приборы, машины, агрегаты.
В основе прекращения горения на пожаре лежат максимально оперативные предпринятые меры, которые смогут предотвратить материальный ущерб, а также сохранить здоровье и жизнь пострадавших. Прекращение горения при пожаре обеспечивается применением специальных огнетушащих средств и оборудования.
Факторы распространения
Перед тем как рассмотреть вопрос эффективного прекращения горения при пожаре стоит детально разобраться в природе самого возгорания и факторов, которые могут быть стимуляторами его развития.
Под пожаром понимается достаточно сложный химический процесс, который включает в себя непосредственно сам процесс горения какого-либо материала, а также такие явления, как газообмен и теплообмен.
Этот процесс, в зависимости от условий и наличия соответствующей среды, прогрессирует как во времени, так и по площади. Перечисленные факторы являются взаимосвязанными между собой и в комплексе позволяют быстро распространяться огню.
Условиями возникновения пожара можно отметить несколько факторов, а именно:
- присутствие горючего материала или вещества;
- попадание окисляющего вещества на площадь, где происходят соответствующие химические реакции;
- выделение тепловой энергии, которая поддерживает сам процесс горения.
По общим правилам и стандартам к основным факторам, которые предопределяют теоретически возможное возникновение пожара можно отнести следующие условия:
- общая (массовая) скорость сгорания горючих веществ или материала;
- удельная пожарная нагрузка;
- скорость распространения огня по линии расположения горючих материалов или веществ (линейная скорость);
- показатель интенсивности и тепловыделения;
- средний температурный режим пламени.
Стоит отметить, что территорию, на которой распространяется пожар, условно можно разделить на три основные категории – непосредственная зона горения, зона теплового влияния или воздействия и территория поражения продуктами горения (задымление).
Развитие пожара также разделяется на основные три этапа к которым относятся первоначальный, основной и заключительный. По статистике наиболее тяжелый ущерб для здоровья человека может иметь место на начальной стадии в промежуток времени от первой до шестой минуты.
Комплекс мер
При определении средств и сил, направленных на прекращение горения при пожарах, стоит принимать во внимание те окружающие условия и границы, за пределами которых дальнейшее развитие и существование возгорания будет невозможным.
К таким факторам стоит отнести предел распространения пламени по концентрации огня на конкретно взятой территории, а также возможные пределы температуры. При этом специалистами пожарных расчетов оценивается окружающая обстановка и местность с целью определения потенциально опасных в плане возгорания веществ, химических соединений и других материалов.
Принимая во внимание факторы развития любого возгорания, можно определить основное фундаментальное правило прекращения горения на пожаре. Речь идет о комплексе необходимых мер, которые направлены на существенное понижение температурного режима на площади возгорания до показателя, которые не позволяет в дальнейшем поддерживать химические реакции горения.
Достичь прекращения горения на сегодняшний день возможно четырьмя известными и эффективными способами, которые применяются в современной практике пожаротушения.
Такими способами являются:
- понижение температуры веществ, которые принимают участие в химических реакциях возгорания;
- изолирование горючих веществ и материалов из зоны возгорания;
- осуществление разбавления горючих веществ до определенных концентрационных характеристик, которые не будут обеспечивать дальнейшее горение;
- применение специальных химических веществ и комплекса мер по предотвращению распространения возгорания и последующего тушения площади.
Для прекращения горения при пожарах вышеуказанными способами применяются специальные средства (вода, пенное вещество, специальные порошки и т. п.) и оборудование.
Учитывая упомянутые способы тушения пожаров, современная практика пожаротушения классифицирует на подобные типы и средства. Ими являются вещества охлаждающего типа, средства разбавляющего типа, вещества оградительного или изолирующего типа, а также так называемые ингибиторы – химические соединения, основной целью которых является ускорение процесса тушения пожара за счет более сложных химических реакций. Способы прекращения горения зависят от комплекса применяемых мер и средств при тушении пожара.
При выборе способа и средств тушения пожара боевой расчет принимает во внимание такие факторы, как характер и условия динамики распространения возгорания, виды пожароопасных материалов или веществ, уровня безопасности и сложности при работах по обслуживанию техники и непосредственному тушению возгорания, количество доступного оборудования и сил в расчете.
От правильного применения конкретного средства пожаротушения, определения и изучения условий в зоне пожара, а также оперативности принятия необходимых решений зависит не только сохранность материальных ценностей, но и здоровье и жизни пострадавших людей и членов пожарного расчета.
Основные механизмы
Наиболее популярным охлаждающим пожаротушащим веществом является обычная вода. Ее уровень теплоемкости позволяет достаточно эффективно бороться с возгораниями различных типов, однако, существуют случаи, при которых тушение водой неуместно.
В качестве примера можно привести возгорания топлива или других химических веществ. Благодаря своим химическим свойствам вода достаточно успешно отбирает у горящего материала или вещества тепло, что препятствует дальнейшему развитию пожара.
Помимо воды в качестве теплоизолирующего вещества применяется диоксид углерода. Это вещество в твердом виде эффективно практически для всех возгораний, за исключением применения возгораний таких элементов как калий, натрий или магний.
Стоит учесть тот факт, что использование твердого диоксида углерода не предусматривает намокание материальных ценностей, а также это вещество не проводит электрический ток. Поэтому он успешно применяется при тушении возгораний на электрогенерирующих объектах, в офисных помещениях, архивах, музеях.
Механизм изоляции возгорания предусматривает использование специальной пены, которая в силу своей консистенции и химических особенностей успешно формирует так называемое ограждение, которое препятствует дальнейшему распространению огня.
Состав пены, которая используется в современных средствах пожаротушения, обеспечивает ее эффективность достаточно долгое время после размещения в зоне возгорания. Она стойкая к тепловому воздействию и воде.
Помимо пены в качестве оградительных средств при пожаре успешно используются и порошковые составы. При этом порошок преграждает доступ паров к зоне возгорания и пламя угасает.
Не менее популярен и механизм разбавления при тушении пожаров. Он предусматривает добавление в горящие смеси большого количества однородного вещества. При этом образуемая концентрация смеси не позволяет в дальнейшем развиваться огню.
При тушении пожаров в помещениях разбавление предусматривает уменьшение доли кислорода, который является составной частью горючей смеси и эффективно поддерживает горение.
Механизм тушения пожаров с использованием специальных химических веществ предусматривает использование принципа торможения возгорания при помощи вступающих в реакцию реагентов. Наиболее популярными химическими элементами, которые используются при химическом торможении горения, являются фтор и бром.