Общие сведения о горении
Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся само ускоряющимся химическим превращением и сопровождающийся выделением большого количества тепла и света. Пламенное горение может возникнуть или под действием источника зажигания (воспламенение), или вследствие резкого увеличения скорости экзотермических реакций.
Горение возникает при наличии трех обязательных составляющих: горючего вещества, окислителя и источника зажигания.
Под термином горючее вещество подразумевается такое вещество, которое способно самостоятельно гореть после того, как будет удален внешний источник зажигания. Горючее вещество может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Горючими веществами являются большинство органических веществ, ряд газообразных неорганических соединений и веществ, многие металлы и т.п. Наибольшую взрывопожарную опасность представляют газы.
В качестве окислителя наиболее часто при пожаре выступает кислород, содержание которого в воздухе составляет 21%. Сильными окислителями являются перекись водорода, азотная и серная кислоты, фтор, бром, хлор и их газообразные соединения, хромовый ангидрид, перманганат калия, хлораты и другие соединения. При взаимодействии с металлами, которые в расплавленном состоянии проявляют очень высокую активность, в роли окислителей выступает вода, двуокись углерода и другие кислородосодержащие соединения, которые в обычной практике считаются инертными.
Самовоспламенение и самовозгорание
Самовоспламенение заключается в самопроизвольном возникновении пламенного горения предварительно нагретой до некоторой критической температуры горючей смеси (так называемой температуры самовоспламенения). Самовоспламенение проявляется в виде вспышки и характеризуется одновременным сгоранием всей горючей смеси.
Из растительных продуктов склонны к самовозгоранию сено, солома, листья, солод, хмель. Особенно подвержены самовозгоранию недосушенные растительные продукты, в которых продолжается жизнедеятельность растительных клеток.
Древесный, бурый и каменный уголь, торф самовозгораются за счет интенсивного окисления кислородом воздуха.
Растительные и животные жиры обладают способностью самовозгораться, если они нанесены на измельченные или волокнистые материалы (тряпки, веревки, пакля, рогожа, шерсть, опилки, сажа и др.).
Самовозгорание и самовоспламенение по физической сущности схожи, и различаются лишь типом горения (либо тление, либо пламенное горение).
Динамика развития пожара
Развитие пожара зависит от многих факторов: физико-химических свойств горящего материала, пожарной нагрузки, под которой имеется в виду масса всех горючих и трудно горючих материалов, находящихся в горящем помещении: скорости выгорания пожарной нагрузки; газообмена очага пожара с окружающей средой и внешней атмосферой и т.п. В зависимости от скорости выгорания веществ и материалов развитие пожара может принимать ту или иную динамику.
1 фаза – начальная стадия, включающая переход возгорания в пожар (1-3 минуты) и рост горения (5-6 минут)
2 фаза (30-40 минут) – стадия объемного развития пожара. Бурный процесс, температура внутри помещения поднимается до 250-3000С. Разрушение остекления происходит через 15-20 минут от начала пожара. Темп увеличения среднеобъемной температуры – до 500 С в минуту. Максимальная скорость выгорания – 10-12 минут стабилизация пожара происходит на 20-25 минут от начала пожара и продолжается 20-30 минут.
3 фаза – затухающая стадия пожара. Догорание в виде медленного тления, после чего через некоторое время пожар догорает и прекращается.