Это сложный физико-химический процесс, основанный на быстро развивающихся реакциях окисления с выделением тепла и, как правило, светового излучения. Горение возникает и протекает в присутствии топлива, окислителя (обычно кислорода) и источника зажигания.
Равномерное горение происходит, когда топливо находится в газе. Когда реакция происходит между твердым топливом и газовым окислителем, мы говорим о неравномерном горении.
Внешним признаком равномерного горения является пламя, а неравномерного — накаливание. Пламя — это область, в которой происходит совместная реакция воспламеняющегося вещества и паров кислорода. Температура пламени также является температурой горения. При пожарах в жилых и административных зданиях она составляет 850-900°, в лесах — в среднем 500-900°.
Продолжительность и интенсивность горения зависят от многих факторов, в первую очередь от поступления кислорода, количества и состояния материала. Скорость горения твердого топлива во многом зависит от его поверхности и степени влажности. Особенно опасно сжигание торфа. Торф имеет низкую температуру самозатухания (225-280°C) и высокую степень измельчения, что вызывает постоянное горение. Торф слишком медлителен, чтобы его вообще можно было сдуть или задуть небольшим ветром. В районах торфодобычи горение торфа начинается на поверхности торфа, извлеченного из осадка, и постепенно распространяется в глубину вывозного слоя. Горение торфа может происходить в процессе сушки. В жаркие летние месяцы торф становится очень сухим в высоких почвах, которые могут воспламениться от малейшей искры. При горении торфа выделяется много густого белого дыма. Если торф горит на большой площади в течение длительного времени, усиливающиеся ветры приводят к тому, что на месте выжженного торфа образуется огромная масса сухого торфа и торфяной пыли, которая сгорает в огне и образует ветровой смерч. Огненные смерчи могут привести к человеческим жертвам и разрушению близлежащих населенных пунктов.
Горение пыли (например, муки, древесного угля, сахара) происходит со взрывной скоростью, что затрудняет воспламенение огромных кусков этих материалов. Увеличение содержания влаги в горючем материале снижает скорость горения.
Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (ЛЖ), включая нефть и нефтепродукты, особенно опасны, если скорость горения ЛЖ и ГЖ сжигается за счет их способности к испарению. Это связано с тем, что горит не сама жидкость, а ее пары. Масла и нефтепродукты обычно хранятся вертикально в цилиндрических резервуарах, а также в небольших емкостях (бочках, сосудах). Как правило, горение в резервуарах с жидкими и текучими углеводородами начинается со всплеска парогазовой смеси, сопровождающегося частичным или полным разрывом крыши резервуара и воспламенением жидкости по всей свободной поверхности. Горение нефти и нефтепродуктов на свободной поверхности после взрыва происходит относительно спокойно. В зависимости от вида горючей жидкости температура в светлой части пламени колеблется в пределах 1000-1300°C. Бензин и другие светлые масла горят относительно спокойно. Скорость горения темных масел очень неравномерна. Скорость горения газов может отличаться еще сильнее. Когда горючие газы выпускаются под давлением, они горят в виде факелов. Если газы постепенно накапливаются, образуя горючую смесь с воздухом, происходит взрыв.
Нефть и топливо при длительном горении глубоко нагреваются в резервуарах, поэтому горение сопровождается кипением и возгоранием жидкости. Бензин и другие светлые нефтепродукты при горении в больших резервуарах не нагреваются.
При горении нефти образуется черный дым, при горении фосфора и магния — серый, а при горении фосфора и магния — белый.
Когда процесс горения находится под наблюдением человека, он не опасен. Но как только он выходит из-под контроля, огонь превращается в страшное бедствие, и имя ему — пожар.
1. 2 Огонь и общая концепция эволюции.
Пожар — это неконтролируемое горение вне специального центра, сопровождающееся уничтожением материальных ценностей и опасностью для жизни людей.
Основными параметрами, характеризующими пожар, являются
Под очагом пожара понимается точка (область) наиболее интенсивного горения при трех основных условиях.
Непрерывное поступление окислительных факторов (AIR),
Непрерывная подача топлива (топливного материала),
непрерывное выделение тепла, необходимое для поддержания процесса горения.
Центр огня состоит из трех зон.
Зона горения — часть пространства, где топливо готовится к сгоранию.
Зона теплового эффекта — часть пространства, прилегающая к зоне горения. Тепловые эффекты делают невозможным пребывание в ней без специальной теплозащиты.
Зона табачного дыма — часть пространства, примыкающая к зоне горения и задымленная дымовыми газами в концентрациях, представляющих угрозу для жизни и здоровья людей или затрудняющих работу спасателей.
Интенсивность пожара во многом зависит от огнестойкости объекта и его компонентов.
Все пожары характеризуются внешними признаками горения, местом возникновения пожара и временем прибытия первого пожарного подразделения.
По внешним признакам горения пожара,
К открытым пожарам относятся пожары, при которых обнаруживается визуальное горение (пламя, сигареты). Такие пожары возникают при горении зданий, их конструкций, штабелей материалов на лесопилках, углерода, торфа и других материальных ценностей, размещенных на открытых складах при сжигании нефти и нефтепродуктов в резервуарах и т. д. Внешние пожары — это всегда открытые пожары.
К внутренним пожарам относятся пожары, возникающие и разрастающиеся внутри здания. Они могут быть открытыми и скрытыми.
Признаки горения при открытом пожаре можно обнаружить, осмотрев помещения (например, очаги горения в зданиях различного назначения, например, материалы в производственных лабораториях).
При скрытых пожарах горение происходит в строительных конструкциях, вентиляционных каналах, щелях вентиляционных колодцев, торфяных отложениях или торфяных кучах и т. д. Признаки горения обнаруживаются по выходящему из трещин дыму, изменению цвета штукатурки и т. д.
Наиболее сложными являются пожары, которые одновременно являются внешними и внутренними, открытыми и скрытыми. Тип пожара также меняет ситуацию. Так, при пожаре внутри здания скрытое внутреннее горение может превратиться в открытое внутреннее горение, а внутреннее горение — во внешнее, и наоборот.
(b) В зависимости от происхождения, пожар может возникнуть в зданиях, сооружениях, открытых складах и в больших количествах горючих материалов (леса, луга, торф, членистоногие).
(b) Пожары делятся на начавшиеся и незапущенные в зависимости от времени прибытия первого пожарного подразделения.
Начавшийся пожар — это пожар, который значительно развился до прибытия первого пожарного подразделения по разным причинам (например, обнаружение или направление в пожарную часть). Как правило, сил и средств первого подразделения недостаточно для тушения начавшегося пожара.
Не начавшийся пожар почти всегда тушится силами первого подразделения, населением учреждения или силами и средствами центрального звена с работниками центрального звена.
Процесс возникновения пожара можно разделить на три фазы. В первой фазе огонь охватывает большую часть топлива и распространяется горение (не менее 80 %). Во второй фазе, после достижения максимальной скорости горения материала, пожар характеризуется активным горением, при этом горение происходит с постоянной скоростью потери горючего материала. В третьей фазе темп усталости резко замедляется, и горение материала и конструкции снижается до самого конца.
Продукты горения: понимание природы и последствий
Процесс горения — это химическая реакция с участием комбинации веществ (топлива) и кислорода. Это быстрый процесс окисления с выделением тепла и света. Топливо может быть самым разным — от бумаги и древесины до нефти и газа. В этой статье рассматриваются различные продукты сгорания и их влияние на окружающую среду и здоровье человека.
Воздействие выбросов продуктов сгорания
Воздействие на окружающую среду.
Выбросы продуктов сгорания могут иметь серьезные последствия для окружающей среды. Углекислый газ, являющийся одним из основных продуктов сгорания ископаемого топлива, — это основной газ, ответственный за парниковый эффект и изменение климата.
Частицы и аэрозоли, такие как сажа, могут загрязнять воздух и почву и оказывать негативное влияние на качество воздуха. Они также могут приводить к образованию кислотных осадков, которые наносят ущерб лесным и водным экосистемам.
Токсичные вещества, такие как диоксины и фураны, могут накапливаться в окружающей среде и пищевой цепи, представляя серьезную угрозу для здоровья людей и животных.
Воздействие на здоровье человека.
Продукты сгорания могут иметь серьезные последствия для здоровья человека. Окись углерода, оксиды азота и частицы — многие из них являются токсичными веществами, которые могут вызвать целый ряд проблем со здоровьем, от проблем с дыханием до сердечно-сосудистых заболеваний.
Такие токсичные вещества, как диоксины и фураны, могут вызывать рак и другие серьезные заболевания. Они могут попасть в организм человека через пищу, воду или воздух.
Поэтому нельзя недооценивать важность понимания и контроля продуктов сгорания.
Стратегии контроля и сокращения выбросов
Использование чистых видов топлива.
Использование более чистых и эффективных источников энергии, таких как природный газ вместо углерода или нефти, также может значительно снизить образование вредных продуктов сгорания. Развитие и использование возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, может еще больше снизить зависимость от процессов сжигания.
Технологии для очистки выбросов
Существует также ряд технологий для очистки выбросов от продуктов сгорания, таких как фильтры, очистители и катализаторы. Они могут улавливать и нейтрализовать вредные продукты сгорания до того, как они попадут в атмосферу.
Продукты сгорания оказывают значительное влияние на окружающую среду и здоровье людей. Понимание их природы, воздействия и способов борьбы с ними является ключом к управлению этим воздействием и обеспечению более чистого и здорового будущего.
Несмотря на серьезность проблемы, все, начиная от изменения технологий сжигания топлива, выбора более чистых источников энергии и заканчивая использованием технологий очистки выбросов, — все это предполагает решение проблемы и все, что между ними. Однако реализация этих решений требует политической воли, инвестиций и общественной поддержки.
Продукты сгорания — важный сектор исследований и разработок, и у нас есть возможность и средства контролировать и снижать наше воздействие на планету. Мы должны сделать это ради нашего общего здоровья и процветания.