какие действия ведут к прекращению горения

Способы прекращения горения на пожаре

Прекращение горения любого вещества достигается путём физического или химического воздействия на реакцию горения, в результате чего происходит уменьшение количества выделяющегося тепла, снижение температуры Нажмите для перехода на ПожВики горения и, в конечном счете, прекращение реакции окисления. Исходя из этого, выделяют следующие основные способы прекращения горения:

разбавление концентраций реагирующих веществ;

изоляция реагирующих веществ;

охлаждение реагирующих веществ;

химическое торможение реакции горения.

Каждый из способов прекращения горения можно выполнить различными приемами или их сочетанием.

Прекращение горения путём изоляции реагирующих веществ. В этом случае горючее вещество или зону горения отделяют от воздуха. В качестве огнетушащих средств используются:

твердые листовые материалы (войлок, асбест, металлические крышки и другие);

негорючие Нажмите для перехода на ПожВики сыпучие материалы (песок, тальк и другие);

жидкие вещества (химическая и воздушно-механическая пена, вода в чистом виде и с добавками, повышающими ее вязкость и смачивающую способность);

газообразные вещества (продукты сгорания, азот, двуокись углерода).

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, образуют с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения. Галоидированные углеводороды – особо активные вещества, оказывающие ингибирующее действие, т. е. тормозящее химическую реакцию горения. 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. Огнетушащие порошки, которые подаются в горящие объемы в виде аэрозоля (облако из которого окружает зону горения), прекращают горение также путем химического торможения.

Таким образом, знание способов прекращения горения и механизмов их действия, позволит вам грамотно осуществлять выбор огнетушащих веществ и учитывать все особенности их практического использования.

Источник

Тема 5. Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества

Рассмотрим процессы, протекающие на пожаре, и параметры, их характеризующие.

Процесс горения на пожаре горючих веществ и материалов представляет собой быстро протекающие химические реакции окисления и физические явления, без которых горение невозможно, сопровождающиеся выделением тепла и свечением раскаленных продуктов горения с образованием ламинарного или турбулентного диффузионного пламени.

Основными условиями горения являются (классический треугольник горения):
наличие горючего вещества;
поступление окислителя в зону химических реакций;
непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.

Возникновение и распространение процесса горения по веществам и материалам происходит не сразу, а постепенно. Источник горения воздействует на горючее вещество, вызывает его нагревание, при этом в большей мере нагревается поверхностный слой, происходит активация поверхности, деструкция и испарение вещества, материала вследствие термических и физических процессов, образование аэрозольных смесей, состоящих из газообразных продуктов реакции и твердых частиц исходного вещества. Образовавшиеся газообразные продукты способны к дальнейшему экзотермическому превращению, а развитая поверхность прогретых твердых частиц горючего материала способствует интенсивности процесса его разложения.

Концентрация паров, газообразных продуктов деструкции испарения (для жидкостей) достигает критических значений, происходит воспламенение газообразных продуктов и твердых частиц вещества, материала. Горение этих продуктов приводит к выделению тепла, повышению температуры поверхности и увеличению концентрации горючих продуктов термического разложения станет не меньше скорости их окисления в зоне химической реакции горения. Тогда под воздействием тепла, выделяющегося в зоне горения, происходит разогрев, деструкция, испарение и воспламенение следующих участков горючих веществ и материалов.

Классификация огнетушащих веществ, способов и приемов прекращения горения

Под огнетушащими веществами в пожарной тактике понимаются такие вещества, которые непосредственно воздействуют на процесс горения и создают условия для его прекращения (вода, пена, порошки и др.).

По основному (доминирующему) признаку прекращения горения тушащие вещества подразделяются на:
• охлаждающего действия (вода, твердый диоксид углерода и др.);
• разбавляющего действия (негорючие газы, водяной пар, тонкораспыленная вода и т.п.);
• изолирующего действия (воздушно-механическая пена различной кратности, сыпучие негорючие материалы и пр.);
• ингибирующего действия (галоидированные углеводороды: бромистый метилен, бромистый этил, тетрафтордибромэтан, огнетушащие составы на их основе и др.).

Однако следует отметить, что все огнетушащие вещества, поступая в зону горения, прекращают горение комплексно, а не избирательно, т.е. вода, являясь огнетушащим веществом охлаждения, попадая на поверхность горящего материала, частично будет действовать как вещество разбавляющего и изолирующего действия.

Охлаждающие огнетушащие вещества. Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие теплоемкостью. Для большинства горючих материалов применяется вода.

Попадая в зону горения, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество тепла. При этом она частично испаряется и превращается в пар, увеличиваясь в объеме 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 пожара.

Вода обладает высокой термической стойкостью. Ее пары только при температуре свыше 1700 °С могут разлагаться на кислород и водород, усложняя тем самым обстановку в зоне горения. Большинство же горючих материалов горит при температуре, не превышающей 1300 – 1500 °С и тушение их водой не опасно. Однако металлические магний, цинк, алюминий, титан и его сплавы, при горении создают в зоне горения температуру, превышающую термическую стойкость воды. Тушение их водой недопустимо.

Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции. Это свойство в сочетании с предыдущими позволяет использовать ее не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения.

Малая вязкость и несжимаемость воды позволяет подавать ее по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением.

Пары воды способны растворять некоторые горючие пары, газы и поглощать аэрозоли. Распыленной водой можно осаждать продукты горения на пожарах в зданиях. Для этих целей применяют распыленные и тонкораспыленные струи.

Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.

Наряду с этим у воды имеются и отрицательные свойства. Основной недостаток у воды как огнетушащего вещества заключается в том, что из-за высокого поверхностного натяжения (72,8 10-3 Дж/м2) она плохо смачивает твердые материалы и особенно волокнистые вещества.

Применение растворов смачиваетелей позволяет уменьшить расход воды при тушении пожаров на 35-50%; снизить время тушения на 20-30%, что обеспечивает тушение одним и тем же объемом огнетушащего вещества на большой площади.

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.);
негорючие сыпучие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т.д.);
твердые тканевые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани, в некоторых случаях листовое железо).

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 горения.

Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или в горящее вещество, либо в воздух, поступающий в зоне горения.

Практика показывает, что в качестве разбавляющих огнетушащих средств наибольшее распространение нашли диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной пар и распыленная вода. В гарнизонах, имеющих на вооружении автомобили газоводяного тушения (АГВТ), для целей разбавления концентрации кислорода воздуха, поступающего к зоне горения, возможной использование газоводяной смеси.

При определенной концентрации разбавляющих огнетушащих веществ в воздухе помещения температура горения снижается и становится меньше, чем температура потухания, горение прекращается.

Практика и опыт тушения пожаров показывают, что пламенное горение большинства горючих материалов прекращается при снижении концентрации кислорода в воздухе помещения до 14 – 16 %.

Углекислый газ применяется для тушения пожаров электрооборудования электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т.п. Однако им категорически запрещено тушение щелочных и щелочноземельных 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).

К недостаткам диоксида углерода и азота как огнетушащих веществ следует отнести их высокие огнетушащие концентрации и отсутствие охлаждающего эффекта при тушении.

Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проемов, объемом до 500 м3 (сушильные и окрасочные камеры, трюмы судов, насосные по перекачке нефтепродуктов и т.п.), на технологических установках для наружного пожаротушения, на объектах химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Об эффективности применения тонкораспыленной воды для целей пожаротушения свидетельствуют опыты, проведенные на морских судах, где установлено, что после четырехминутной работы одного ствола высокого давления температура в помещениях кают снижалась с 700 до 100°С, содержание аэрозоля в дыму уменьшалось в 3 раза, увеличивалась освещенность предметов источником света, резко снижалось содержание оксида углерода за счет поглощения водой.

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 специфическим 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.

Этим требованиям отвечают галоидированные углеводороды — особо активные вещества, оказывающие ингибирующее действие, т.е. тормозящие химическую реакцию горения. Однако в отношении этих веществ следует напомнить общие требования к огнетушащим веществам и особенно на такое, как токсичность. 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.

Источник

Условия прекращения горения:

прекращение поступления в зону горения новых порций паров горючего;

прекращение поступления окислителя (кислорода воздуха);

уменьшение теплового потока от факела пламени;

уменьшение концентрации активных частиц (радикалов) в зоне горения.

Таким образом, возможными способами тушения огня могут быть:

снижение температуры очага горения ниже температуры самовоспламенения или температуры вспышки горючего путем введения в пламя веществ, забирают на себя некоторое количество теплоты (классическим веществом является вода);

уменьшение количества паров горючего, поступающего в зону горения, путем изоляции горючего вещества от воздействия факела очага горения (например, при помощи плотного покрывала);

снижение концентрации кислорода в газовой среде путем разбавления среды негорючими добавками (например, азотом, углекислым газом);

снижение скорости химической реакции окисления за счет связывания активных радикалов и прерывания цепной реакции горения, протекающей в пламени, путем введения специальных химически активных веществ (ингибиторов);

создание условий гашения пламени при прохождении его через узкие каналы между частицами огнетушащего вещества (эффект огнепреграждения);

срыв пламени в результате динамического воздействия струи огнетушащего вещества на очаг горения.

Производственные, складские и административные здания и сооружения объектов, а также отдельные помещения должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения, которые используют для локализации и ликвидации загораний, а также пожаров в начальной стадии их развития.

Первичные средства пожаротушения предназначены для использования работниками организаций, личным составом подразделений пожарной охраны и иными лицами в целях борьбы с пожарами и подразделяются на следующие типы:

1) переносные и передвижные огнетушители;

2) пожарные краны и средства обеспечения их использования;

3) пожарный инвентарь;

4) покрывала для изоляции очага возгорания.

Огнетушащие вещества

Огнетушащие вещества — вещества, обладающие физико-химическими свойствами, которые позволяют создать условия для прекращения горения. К ним относятся вода, пены, порошки, газы, аэрозоли.

Вода является наиболее широко применяемым средством тушения пожаров, связанных с горением различных веществ и материалов, обладает хорошими огнегасящими свойствами вследствие высокой теплоемкости и большой теплоты парообразования. Резервуар для воды должен быть объемом не менее 0,2 м 3 и укомплектован ведрами. Может применяться в виде сплошных и распыленных (тонкораспыленных) струй. Воду нельзя применять для тушения легковоспламеняющихся жидкостей, имеющих меньшую, чем у воды, плотность (бензин, керосин, минеральные масла) и для тушения пожара в электроустановках, находящихся под напряжением.

Углекислый газ способствует ликвидации пожаров, главным образом, за счет эффекта объемного тушения. Он разбавляет воздух вокруг пожара, пока содержание кислорода в нем не снизится настолько, что станет недостаточным для поддержания горения. Поэтому его можно успешно применять для тушения пожаров класса B, при которых основная задача состоит в отделении воспламеняющихся паров от кислорода, содержащегося в воздухе. Углекислый газ имеет очень ограниченный охлаждающий эффект. Он может использоваться при тушении пожаров класса A в ограниченных помещениях, в которых содержание кислорода может быть снижено настолько, что пожар прекратится. Но тушение углекислым газом требует времени. Нужная концентрация углекислого газа должна поддерживаться до тех пор, пока пожар не прекратится полностью.

Огнетушащая пена — коллоидная система, состоящая из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости. Образуется при добавлении к воде пенообразователей. Различают пены низкой (до 20), средней (20—200) и высокой (более 200) кратности. Наиболее эффективна пена, полученная из фторсодержащих пенообразователей, обладающих пленкообразующим действием. Она может использоваться для тушения твердых материалов и всех классов горючих жидкостей, кроме химически взаимодействующих с водой.

Огнетушащие порошки — мелко измельченные (20—60 мкм) минеральные соли с различными добавками, обеспечивающими текучесть и препятствующими слеживаемости (комкованию). Порошки общего назначения используют для тушения горящих твердых материалов, горючих жидкостей, газов и электрооборудования под напряжением. Порошки специального назначения применяют для тушения металлов, металлоорганических соединений. Огнетушащие порошки обеспечивают тушение пожара за счет охлаждения, объемного тушения, экранирования теплоты излучения и прерывания цепной реакции горения.

Песок используют для тушения небольших очагов воспламенения электропроводки и горючих жидкостей (мазута, красок, масла и т. п.). Хранят его в ящиках (вместимостью 0,5, 1 или 3 м 3 ) вместе с совковой лопатой во всех цехах и производственных помещениях.

Асбестовое полотно должно быть размером не менее 1×1 м. В местах хранения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей оно может быть увеличено до 2×1,5 м или 2×2 м. Асбестовое полотно набрасывают на горящую поверхность и тем самым изолируют ее от окружающей среды. Используют его также для защиты от огня ценного оборудования, закрытия печей и отверстий в трубах с горючими материалами. Хранят в водонепроницаемом футляре (чехле), один раз в три месяца просушивают и очищают от пыли.

Источник

ТЕМА 2.5. Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества.

Горение– сложный физико-химический процесс, представляющий собой окислительно-восстановительную реакцию, протекающую с большой скоростью с выделением большого количества тепла и излучением света.

Процесс горения на пожаре горючих веществ и материалов представляет собой быстро протекающие химические реакции окисления и физические явления, без которых горение невозможно, сопровождающиеся выделением тепла и свечением раскаленных продуктов горения с образованием ламинарного или турбулентного диффузионного пламени.

Основными условиями горения являются:

наличие горючего вещества;

поступление окислителя в зону химических реакций;

непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.

Все существующие виды горения рассматриваются по парно.

Виды горения:

гомогенное горение (ГВ и О находятся в одинаковых агрегатных состояниях)

гетерогенное горение (ГВ и О находятся в разных агрегатных состояниях)

кинетическое горение (ГВ и О уже готовы к горению до его возникновения и времени на их контакт не требуется. Горение как правило сопровождается взрывом)

диффузионное горение (ГВ и О не готовы к горению до его возникновения, необходимо время на контакт ГВ и О)

ламинарное горение (спокойное горение)

турбулентное горении (не спокойное горение)

полное горение (ГВ сгорает полностью с образованием не токсичных продуктов горения CO2,SO2, Н 2О)

не полное горение (ГВ сгорает не полностью с образованием токсичных продуктов горения CO, SO, NO. Признаком не полного горения является наличие дыма. )

пламенное горение (ГВ сгорает с образованием пламени)

беспламенное горение (тление)

Возникновение и распространение процесса горения по веществам и материалам происходит не сразу, а постепенно. Источник горения воздействует на горючее вещество, вызывает его нагревание, при этом в большей мере нагревается поверхностный слой, происходит активация поверхности, деструкция и испарение вещества, материала вследствие термических и физических процессов, образование аэрозольных смесей, состоящих из газообразных продуктов реакции и твердых частиц исходного вещества.

Образовавшиеся газообразные продукты способны к дальнейшему экзотермическому превращению, а развитая поверхность прогретых твердых частиц горючего материала способствует интенсивности процесса его разложения. Концентрация паров, газообразных продуктов деструкции испарения (для жидкостей) достигает критических значений, происходит воспламенение газообразных продуктов и твердых частиц вещества, материала. Горение этих продуктов приводит к выделению тепла, повышению температуры поверхности и увеличению концентрации горючих продуктов термического разложения станет не меньше скорости их окисления в зоне химической реакции горения. Тогда под воздействием тепла, выделяющегося в зоне горения, происходит разогрев, деструкция, испарение и воспламенение следующих участков горючих веществ и материалов.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горения на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени и др.

Чтобы достигнуть условия прекращения горения, т. е. понижение температуры горения

ниже температуры потухания, можно различными способами.

Под способом прекращения горения понимается выполнение в определенной последовательности действий, направленных на создание условий прекращения горения.

Практически на большинстве пожаров применяются два способа прекращения горения: охлаждение и изолирование горящих материалов нанесением на их поверхность огнегасительного вещества. Другие способы прекращения горения подразделениями пожарной охраны применяются реже.

Каждому способу прекращения горения соответствуют свои огнегасительные вещества, которые можно разделить на четыре группы:

огнегасительные вещества для охлаждения горящих материалов (вода в виде сплошных и распыленных струй, твердая углекислота, различные жидкости);

огнегасительные вещества для разбавления воздуха или горящих материалов (углекислый газ, азот, водяной пар, тонкораспыленная вода);

огнегасительные вещества для изолирования зоны горения от реагирующих веществ (химическая и воздушно-механическая пены, продукты сгорания при взрыве ВВ, войлок, песок и др.);

огнегасительные вещества для химического торможения реакции горения (бромистый этил, бромистый этилен, состав 3,5, состав 7 и др.).

Следует отметить, что огнегасительные вещества, попадая в зону горения, действуют комплексно, а не избирательно, т.е. одновременно производят, например, охлаждение горящего материала и разбавление его паров или газов.

Однако любое огнетушащее средство обладает каким – либо одним доминирующим свойством.

Быстро ликвидировать пожар можно при правильном выборе средств и способов пожаротушения. Для этого надо знать свойства горючей системы и характер (вид) процесса горения; условия, при которых протекает горение, метеорологические условия; иметь в виду трудоёмкость и безопасность работ личного состава по тушению пожара и применять наиболее эффективное огнетушащее средство.

При тушении пожара нельзя применять вещества, бурно реагирующие с горючим или окислителем: воду для тушения веществ, которые, взаимодействуя с ней, образуют горючие газы или выделяют теплоту; азот для тушения веществ, которые вступают с ним в реакцию с образованием нитридов, и т. д.

При тушении пожаров в зданиях, отсеках, кабинах и т. п. Можно использовать средства объемного тушения.

Сущность процесса самовоспламенения и самовозгорания одинакова, т.к. в их основе лежит окислительно-восстановительный процесс между ГВ и О начинающийся самопроизвольно без воздействия источника зажигания.

Отличие состоит в том, что процесс самовоспламенения происходит в экстремальных условиях при высокой температуре окружающей среды, а процесс самовозгорания происходит при обычных нормальных условиях.

Самовозгорание – сложный физико-химический процесс который возможен в случае разогрева ГВ под воздействием высокой температуры окружающей среды до своей температуры самовоспламенения. (Тсвп).

Тсвп – это минимальная температура при которой происходит самопроизвольное ускорение экзотермических процессов, заканчивающихся возникновением пламенного горения.

У каждого горючего вещества Тсвп своя и как правило превышает 3000С и может изменяться в зависимости от объема, формы, давления окружающей среды и концентрации.

Температура вспышки (tвсп )– минимальная температура вещества при котором над его поверхностью образуются пары или газы способные вспыхивать при наличии источника зажигания, но скорость их образования недостаточна для возникновения устойчивого горения.

Температуру вспышки (tвсп ) необходимо знать для:

— для определения класса жидкости

ЛВЖ tвсп 610С

для определения категории помещений по взрывопожарной опасности

ЛВЖ категория «А» tвсп tвсп 610С

Температура воспламенения (tвоспл )– минимальная температура горючего вещества при которой с его поверхности выделяются пары или газы с такой скорость, что способны после их зажигания поддерживать устойчивое горение.

Температура воспламенения рассчитывается математическим путем по формуле:

ЛВЖ tвоспл = tвсп+ ( 1 … 50С)

ГЖ tвоспл = tвсп+ ( 30 … 350С)

ПЫЛЬ– дисперсная система, состоящая из дисперсной фазы идисперсной среды.

ДИСПЕРСНАЯ СРЕДА– газовая среда в которой находятся твердые частицы.

ДИСПЕРСНАЯ ФАЗА– мельчайшие твердые частицы размером > tбез > ВТПРП + 150С

Источник