Geum.ru

Конспект лекций по курсу «безопасность жизнедеятельности»

Вид материалаКонспект

Содержание


Vii. пожарная безопасность
7.1. Физические основы процесса горения
ОГИ процесс горения
ОГИП пожар
7.2. Критические условия, необходимые для возникновения горения
Подобный материал:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19

VII. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ




Пожарная безопасность является важной составляющей общей безопасности. а ее обеспечение— одной из основных функций государства. В 1994 г. был принят Федеральный закон РФ «О пожарной безопасности», который определяет правовые, экономические и социальные основы обеспечения пожарной безопасности. Она представляет собой состояние защищенности личности, имущества, общества и государства от пожаров и заключается в создании таких условий, которые уменьшают возможность возникновения пожара, минимизируют материальные потери и вероятность гибели людей при его возникновении. Реализация комплекса этих задач связана, во-первых, с профилактикой и, во-вторых, с использованием эффективных средств обнаружения и тушения пожаров.

7.1. Физические основы процесса горения



Пожар— неконтролируемое горение, приводящее к ущербу, под которым понимается жертвы пожара и материальные потери, являющиеся следствием пожара. Неконтролируемость связана с тем, что процесс не управляется как, например, в камере сгорания двигателя, топке и даже в костре. Поэтому прекращение горения, уменьшение масштабов пожара и ущерба требует организации специальных условий, которые реализуются при использовании тех или иных профилактических мероприятий и средств пожаротушения. Они прежде всего связаны с критическими условиями инициирования процесса горения и закономерностями развития пожара.

Исходным условием возникновения процесса горения является одновременное наличие в некоторой зоне окислителя О, горючего вещества Г и теплового импульса И

ОГИ процесс горения

Далее процесс переходит в устойчивую стационарную фазу, когда тепло непрерывно поступает из зоны горения. Дополнительным условием возникновения и развития пожара является наличие путей П распространения процесса горения, т.е. увеличение масштаба

ОГИП пожар

Рассмотрим составляющие этого процесса:
  1. Окислителями могут быть хлор Сl, бром Br, фтор F, сера S и в большинстве случаев кислород воздуха О.
  2. Горючими являются любые вещества, способные гореть самостоятельно. По агрегатному состоянию они делятся на твердые Т, жидкие Ж, газообразные Г, пыли и волокна П. Независимо от этого горение происходит в газовой фазе. Твердые вещества под воздействием тепла или разлагаются, или сублимируются, жидкости— испаряются, газы непосредственно смешиваются с воздухом и образуют горючую смесь. Поэтому в дальнейшем изложении постоянно упоминается газообразная смесь, а не исходные горючие вещества



3. Тепловой импульс может иметь разную физическую природу. Инициирование процесса горения может осуществляться, во-первых, вынужденно от внешнего теплового источника, во-вторых, путем самовоспламенения:
  • вынужденное зажигание от внешнего источника происходит при контакте горючего с поверхностью источника, нагретой до температуры зажигания;
  • самовоспламенение— это явление резкого увеличения скорости экзотермической реакции окисления, приводящей к нагреву горючей смеси и возникновению горения при отсутствии внешнего источника зажигания.

К внешним источникам относятся открытое пламя, искры, раскаленная спираль и т.д. Источниками, приводящими к самовоспламенению, могут быть биологический нагрев при разложении или окислении, нагрев при воздействии влаги, например на щелочные металлы, или светового излучения и т.д.

Ущерб от пожара зависит от многих причин и прежде всего от продолжительности пожара, которая в свою очередь связана с характером и величиной пожарной нагрузки mПН— массы горючих материалов к площади пола помещения или площади, занимаемой этими материалами в открытом пространстве. Свойства и величина нагрузки определяет динамику и ущерб от пожара.

Пространство, занимаемое пожаром, делится на три зоны:
  • зона горения, в которой собственно протекают процессы разложения, испарения (газообразования горючего) и реакция окисления кислородом воздуха;
  • зона теплового воздействия с одной стороны примыкает к зоне горения, а внешняя граница проходит там, где тепловое воздействие приводит к изменению состояния материалов, конструкций;
  • зона задымления, нахождение в которой людей без средств защиты невозможно.



7.2. Критические условия, необходимые для возникновения горения



К ним относятся концентрационные и тепловые условия. Существует область концентраций горючего в окислителе СГ, когда смесь способна не только загораться от внешнего источника воспламенения, но и распространять пламя. Эта область ограничена соответствующими пределами— максимальной и минимальной концентрациями горючих газов и паров в воздухе, выше и ниже которых даже при наличии источника смесь не воспламеняется.

Нижний концентрационный предел распространения пламени НКП— это такая объемная или массовая концентрация горючего в смеси с окислителем, ниже которой смесь становится неспособной к распространению пламени.

Верхний концентрационный предел распространения пламени ВКП— это такая объемная или массовая концентрация горючего в смеси с окислителем, выше которой смесь становится неспособной к распространению пламени.

Область воспламенения меняется в зависимости от состава и давления горючей смеси, мощности или температуры источника воспламенения ТИ. При увеличении давления и (или) мощности источника область воспламенения расширяется.



Наличие окислителя и горючего даже в их оптимальном (стехиометрическом) соотношении может не иметь видимых признаков горения. В реакцию вступают только молекулы, обладающие взаимной энергией активации Е, достаточной для преодоления сил отталкивания. Также важным условием является наличие в смеси необходимой доли активных молекул, при которой происходит разогрев горючей смеси и ее сгорание. Скорость реакции W в этом случае описывается законом Аррениуса и имеет вид W=Ae- E/RT

Энергия молекул и доля активных частиц возрастает при увеличении температуры смеси T. При вынужденном зажигании необходимые тепловые условия создаются в ограниченном объеме, прилегающем к поверхности источника, при самовоспламенении— во всем объеме смеси, т.к. тепло выделяется медленно и смесь нагревается практически равномерно. Тепловые условия выполняются при достижении критических температур, соответствующих характеру воспламенения.

Температура самовоспламенения tC— это минимальная температура, при нагреве до которой в горючей смеси происходит самоускорение экзотермической реакции окисления, приводящее к возникновению пламенного горения.

Температура воспламенения tВ— это температура горючего, при которой оно выделяет горючие газы и пары с такой скоростью, что после их воспламенения от внешнего источника возникает устойчивое горение. Очевидно, что в этом случае скорость образования активных молекул соответствует скорости реакции W.

Для жидких горючих веществ температуре воспламенения предшествует температура вспышки tВСП. Это самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуется смесь, способная вспыхивать от источника, но скорость ее образования недостаточна для последующего горения.

По температуре вспышки классифицируются горючие жидкости. Установлены две категории:
  • легковоспламеняющиеся жидкости ЛВЖ— жидкости с tВСП не выше 61С;
  • горючие жидкости ГЖ— жидкости с tВСП61С.