جوهر عمليات الاحتراق والانفجار. الاحتراق التلقائي مأساة أم عقاب من السماء؟ هناك أنواع من الاحتراق التلقائي

ومع ذلك، هناك عملية اشتعال المواد دون مصدر اشتعال، أي. بحد ذاتهانار،والتي يمكن أن تكون من الأنواع التالية: الحرارية والكيميائيةو الميكروبيولوجية.

الحراريةيتم التعبير عن الاحتراق التلقائي في تراكم الحرارة بواسطة المادة، حيث يحدث التسخين الذاتي للمادة. تعتبر درجة حرارة التسخين الذاتي للمادة أو المادة مؤشراً على خطر الحريق ™. بالنسبة لمعظم المواد القابلة للاحتراق، يتراوح هذا المؤشر من 80 إلى 150 درجة مئوية. احتراق طويلقبل بداية النار

الاحتراق هي شخصية مميزةاستقرار عمليات الاحتراق الحراري التلقائي،والتي يتم اكتشافها من خلال رائحة المواد المشتعلة الطويلة الأمد والمستمرة.

المواد الكيميائيةيتجلى الاحتراق التلقائي على الفور في الاحتراق المشتعل، وهو أمر نموذجي عندما تتحد المواد العضوية مع الأحماض والزيوت النباتية والصناعية. الزيوت والدهون بدورها قادرة على الاحتراق التلقائي في بيئة الأكسجين.

من الناحية العملية، تحدث عمليات الاحتراق التلقائي المجمعة في أغلب الأحيان: الحراريةوالكيميائية.

ديناميات النار

من خلال تقييم ديناميكيات تطور الحرائق، يمكننا التمييز بين العديد من مراحلها الرئيسية:

المرحلة الأولى (حتى 10 دقائق) - المرحلة الأولية،يتضمن انتقال النار إلى نار في حوالي 1-3 دقائق. ونمو منطقة الاحتراق لمدة 5-6 دقائق. في هذه الحالة، يحدث انتشار خطي في الغالب للنار على طول المواد والمواد القابلة للاشتعال، والذي يصاحبه انبعاث دخان وفير. في هذه المرحلة من المهم جداً التأكد من عزل الغرفة عن الهواء الخارجي، لأن... وفي بعض الحالات تنطفئ النار ذاتياً في غرفة مغلقة.

المرحلة الثانية - مرحلة التطور الحجمي للجسمرا,يستغرق 30^40 دقيقة. وتتميز بعملية احتراق عنيفة مع الانتقال إلى الاحتراق الحجمي؛ وتحدث عملية انتشار اللهب عن بعد بسبب انتقال طاقة الاحتراق إلى مواد أخرى.

بعد 15-20 دقيقة. يتم تدمير الزجاج، ويزيد تدفق الأكسجين بشكل حاد، وتصل درجة الحرارة (تصل إلى 800-900 درجة مئوية) ومعدل الاحتراق إلى القيم القصوى. يتم تثبيت النار عند قيمها القصوى لمدة 20-25 دقيقة. ويستمر لمدة 20-30 دقيقة أخرى. في هذه الحالة، يحترق الجزء الأكبر من المواد القابلة للاحتراق.

المرحلة الثالثة - مرحلة إطفاء الحرائقأولئك. حرق لاحق على شكل احتراق بطيء، وبعد ذلك تتوقف النار.

تحليل ديناميات تطور الحرائق، منظمة الصحة العالميةيمكن استخلاص بعض الاستنتاجات:

1. يجب أن تعمل الأنظمة الفنية للسلامة من الحرائق (الإنذار والإطفاء الآلي) حتى الوصول إلى الحد الأقصى من شدة الاحتراق، أو الأفضل من ذلك -

في المرحلة الأولى من الحريق. وهذا سيسمح لرئيس المؤسسة التعليمية أن يكون لديه الوقت لتنظيم تدابير لحماية الناس.

2. تصل أقسام الإطفاء عادة خلال 10-15 دقيقة. بعد المكالمة، أي. في 15-20 دقيقة. بعد حدوث الحريق، عندما يأخذ شكلاً ثلاثي الأبعاد وبأقصى شدة.

عوامل إطفاء الحرائق

هناك تصنيف للحرائق حسب خصائص الوسط القابل للاشتعال، وله أهمية عملية هامة عند اختيار أنواع عوامل إطفاء الحرائق الأولية:

الفئة أ- احتراق المواد الصلبة (الخشب، الورق، المنسوجات، البلاستيك)؛

الصف ب- احتراق المواد السائلة.

فئة ج- احتراق الغازات.

فصلد - احتراق المعادن والمواد التي تحتوي على المعادن.

الفئة ه- حرق التمديدات الكهربائية .

تقترح فئات الحرائق المحددة طرقًا مناسبة لإخمادها. على سبيل المثال، في المباني والهياكل التي يستخدمونها عوامل إطفاء الحرائق.

يتم إيقاف الاحتراق (طريقة الإطفاء) على أساس المبادئ المعروفة التالية:

"- تبريد المواد المتفاعلة؛

»-» عزل المواد المتفاعلة من منطقة الاحتراق؛

»-* تخفيف المواد المتفاعلة إلى تركيزات غير قابلة للاشتعال؛

"-" التثبيط الكيميائي لتفاعل الاحتراق.

ومن الناحية العملية، عادة ما يتم تنفيذ المبادئ المحددة لوقف الاحتراق بطريقة شاملة.

عند إطفاء الحريق، يمكننا التمييز بشكل مشروط فترات توطينها وتصفيتها.

يعتبر الحريق موضعيا عندما:

لا يوجد تهديد للناس والحيوانات.

لا يوجد تهديد بالانفجارات أو الانهيار.

تطوير الحرائق محدود.

وقد تم ضمان إمكانية القضاء عليه باستخدام القوات والوسائل المتاحة.

تعتبر النار مطفأة عندما:

توقف الاحتراق.

يتم ضمان الوقاية من حدوثه.

ويحتاج المسؤولون في المؤسسات التعليمية إلى معرفة هذه العلامات الخاصة بتحديد موقع الحريق وإطفائه من أجل اتخاذ القرارات الصحيحة في حالة نشوب حريق.

إلى عوامل إطفاء الحريق الرئيسيةيتصل:

الماء ومحاليله.

الرغاوي الكيميائية والميكانيكية الهوائية؛

الماء و محاليلهوقد حظي بأكبر قدر من الاستخدام بسبب توفره وتكلفته المنخفضة وكفاءته مع مبدأ التبريد السائد لوقف الاحتراق. ولكن يجب أن تضع في اعتبارك أنه لا يمكنك:

■* إطفاء التمديدات الكهربائية الحية بالماء؛

■" استخدام الماء عند إطفاء المواد النفطية المحترقة.

** استخدم الماء عند إطفاء المواد الكيميائية التي تتفاعل معه.

ومع ذلك، يتميز الماء بتوتر سطحي مرتفع، لذلك فهو لا يبلل المواد الصلبة بشكل جيد، وخاصة الألياف منها. يجب أن تؤخذ خاصية الماء هذه في الاعتبار عند استخدام إمدادات مياه الحرائق الداخلية أثناء نشوب حريق في المؤسسات التعليمية. وللحد من مساوئ الماء باعتباره العامل الرئيسي لإطفاء الحرائق، تتم إضافة إضافات مختلفة إليه.

مركبات إطفاء الحرائق المسحوقةتتمتع بآلية متنوعة لإنهاء الاحتراق وكفاءة عالية وقادرة على إيقاف الاحتراق لأي فئة تقريبًا. وهذا يحدد استخدامها على نطاق واسع في طفايات الحريق. لكنها تميل إلى التكتل، لذا فهي تتطلب اهتزازًا دوريًا كجزء من طفايات الحريق. يمكن استخدامه أيضًا لإطفاء التركيبات الكهربائية الحية.

ثاني أكسيدالكربون (CO 2) - يتحول جزءه الصلب عند استخدامه في طفايات الحريق إلى غاز على الفور، متجاوزًا الطور السائل. ينفذ العديد من آليات إنهاء الاحتراق وهو فعال للغاية. يوصى باستخدامه في إطفاء التركيبات الكهربائية تحت الجهد، على الرغم من أنه قادر على إيقاف احتراق جميع المواد القابلة للاشتعال تقريبًا، باستثناء معدن الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم وسبائكها.

تعتبر عوامل إطفاء الحرائق المدرجة هي العوامل الرئيسية عند استخدامها في المؤسسات التعليمية، على الرغم من أن أقسام مكافحة الحرائق تستخدم على نطاق واسع رغاوي مختلفة ذات خصائص فريدة.

مشكلة تحديد الكمية المطلوبةجودة عوامل إطفاء الحرائق الأوليةمائة، ولكن عليك أن تضع بعض الأشياء في الاعتبارواقفاً.

يتم تنفيذ المعدات التكنولوجية مع طفايات الحريق وفقًا لمتطلبات جوازات السفر الخاصة بهذه المعدات أو قواعد السلامة من الحرائق ذات الصلة.

يوصى باختيار النوع وحساب العدد المطلوب من طفايات الحريق حسب قدرتها على إطفاء الحرائق، والمساحة القصوى للمبنى، وفئة الحريق للمواد القابلة للاشتعال.

في المباني والمنشآت العامة، يجب أن يكون هناك على الأقل مطافئ حريق يدوية في كل طابق.

في حالة وجود عدة مباني صغيرة من نفس فئة خطر الحريق، يتم تحديد عدد طفايات الحريق المطلوبة مع الأخذ في الاعتبار المساحة الإجمالية لهذه المباني.

وبالتالي، توصي "قواعد السلامة من الحرائق في الاتحاد الروسي" PPB 01-03 المباني العامة التي تبلغ مساحتها 800 متر مربع باستخدام إما أربعة طفايات حريق مسحوقية من العلامة التجارية OP-5، أو اثنتين من OP-10، أو أربعة OU -2، أو اثنين OU-5. ويفضل في رأينا استخدام طفايات الحريق OP-5 باعتبارها الأكثر فعالية من حيث المناطق المحمية، مع وضع إضافي طفايات الحريق OU-2 (OU-5) في فصول الكمبيوتر، أي. أين. هناك التركيبات الكهربائية الحية. هذا النهج لا يقلل من توصيات "قواعد السلامة من الحرائق في الاتحاد الروسي"، ولكنه يعززها فقط، بناء على خصائص المؤسسات التعليمية.

المواد الكيميائية يسمى الاحتراق التلقائي الذي يحدث نتيجة التفاعل الكيميائي للمواد.

مواد تشتعل تلقائياً عند ملامستها للماء.تشتمل هذه المجموعة من المواد على البوتاسيوم والصوديوم والروبيديوم والسيزيوم وكربيد الكالسيوم وكربيدات الفلزات القلوية وهيدريدات الفلزات القلوية والقلوية الأرضية وفوسفيدات الكالسيوم والصوديوم والسيلان والجير الحي وهيدروكبريتيد الصوديوم وما إلى ذلك.

تتفاعل المعادن القلوية - البوتاسيوم والصوديوم والروبيديوم والسيزيوم - مع الماء، وتطلق الهيدروجين وكمية كبيرة من الحرارة:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2.

يشتعل الهيدروجين المنطلق ذاتيًا ويحترق مع المعدن فقط إذا كانت قطعة المعدن أكبر حجمًا من حبة البازلاء. أحيانًا يكون تفاعل هذه المعادن مع الماء مصحوبًا بانفجار مع تناثر المعدن المنصهر. تتصرف هيدريدات الفلزات القلوية والفلزات القلوية الأرضية (KH، NaH، CaH 2) بنفس الطريقة عند تفاعلها مع كمية صغيرة من الماء:

NaH + H2O = NaOH + H2.

عندما يتفاعل كربيد الكالسيوم مع كمية صغيرة من الماء، يتم إطلاق قدر كبير من الحرارة بحيث يشتعل الأسيتيلين الناتج تلقائيًا في وجود الهواء. وهذا لا يحدث مع كميات كبيرة من الماء. تنفجر كربيدات الفلزات القلوية (على سبيل المثال، Na 2 C 2، K 2 C 2) عند ملامستها للماء، وتحترق المعادن، وينطلق الكربون في حالة حرة:

2Na 2 C 2 + 2H 2 O + O 2 = 4 NaOH + 4 C.

فوسفيد الكالسيوم Ca 3 P 2 عند تفاعله مع الماء يشكل فوسفيد الهيدروجين (الفوسفين):

Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3.

الفوسفين PH 3 هو غاز قابل للاشتعال، لكنه غير قادر على الاحتراق التلقائي. جنبا إلى جنب مع RN 3، يتم إطلاق كمية معينة من السائل R 2 H 4، وهو قادر على الاحتراق التلقائي في الهواء ويمكن أن يسبب اشتعال RN 3.

سيلانيس، أي. مركبات السيليكون مع معادن مختلفة، على سبيل المثال Mg 2 Si، Fe 2 Si، عند تعرضها للماء، تطلق السيليكون الهيدروجيني، الذي يشتعل تلقائيًا في الهواء:

Mg 2 Si + 4H 2 O = 2 Mg(OH) 2 + SiH 4

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 4H 2 O.

على الرغم من أن بيروكسيد الباريوم وبيروكسيد الصوديوم يتفاعلان مع الماء، إلا أنهما لا يشكلان غازات قابلة للاشتعال. يمكن أن يحدث الاحتراق إذا تم خلط البيروكسيدات أو ملامستها للمواد القابلة للاشتعال.

يتفاعل أكسيد الكالسيوم (الجير الحي) مع كمية صغيرة من الماء، ويسخن حتى يتوهج ويمكن أن يشعل النار في المواد القابلة للاشتعال عند ملامسته له.

هيدروسلفيت الصوديوم، كونه رطبًا، يتأكسد بقوة مع إطلاق الحرارة. ونتيجة لذلك، يحدث الاحتراق التلقائي للكبريت أثناء تحلل الهيدروكبريتيت.

المواد التي تشتعل تلقائياً عند ملامستها للعوامل المؤكسدة.العديد من المواد، معظمها عضوية، قادرة على الاحتراق التلقائي عند خلطها أو ملامستها للعوامل المؤكسدة. تشمل العوامل المؤكسدة التي تسبب الاحتراق التلقائي لهذه المواد الأكسجين المضغوط، والهالوجينات، وحمض النيتريك، وبيروكسيد الصوديوم والباريوم، وبرمنجنات البوتاسيوم، وأنهيدريد الكروم، وثاني أكسيد الرصاص، والنترات، والكلورات، والبيركلور.

أنت، والمبيض، وما إلى ذلك. بعض مخاليط المؤكسدات مع المواد القابلة للاشتعال تكون قادرة على الاحتراق التلقائي فقط عند تعرضها لأحماض الكبريتيك أو النيتريك أو عند الاصطدام والحرارة المنخفضة.

يسبب الأكسجين المضغوط احتراقًا تلقائيًا للمواد (الزيوت المعدنية) التي لا تشتعل تلقائيًا في الأكسجين عند الضغط الطبيعي.

يتحد الكلور والبروم والفلور واليود بشكل نشط للغاية مع بعض المواد القابلة للاشتعال، ويصاحب التفاعل إطلاق كمية كبيرة من الحرارة، وتشتعل المواد تلقائيًا. وهكذا فإن الأسيتيلين والهيدروجين والميثان والإيثيلين الممزوجين بالكلور يشتعلون تلقائياً في الضوء أو من ضوء احتراق المغنسيوم. إذا كانت هذه الغازات موجودة لحظة إطلاق الكلور من أي مادة فإن احتراقها التلقائي يحدث حتى في الظلام:

C2H2 + Cl2 + 2HCl + 2C

CH 4 + 2Cl 2 = 4HCl + C، إلخ.

لا تقم بتخزين الهالوجينات مع السوائل القابلة للاشتعال.

من المعروف أن زيت التربنتين الموزع في أي مادة مسامية (الورق والنسيج والصوف القطني) يشتعل تلقائيًا في الكلور. قد يشتعل بخار ثنائي إيثيل الإيثر أيضًا تلقائيًا في جو يحتوي على الكلور:

C 2 H 5 OS 2 H 5 + 4 Cl 2 = H 2 O + 8 HCl + 4 C.

يشتعل الفوسفور الأحمر تلقائيًا فور ملامسته للكلور أو البروم.

ليس فقط الهالوجينات في الحالة الحرة، ولكن أيضًا مركباتها تتفاعل بقوة مع معادن معينة. وهكذا فإن تفاعل رابع كلوريد الإيثان C2H2Cl4 مع فلز البوتاسيوم يحدث بشكل انفجاري

C 2 H 2 Cl 4 + 2K = 2KCl + 2HCl + 2C.

ينفجر خليط من رابع كلوريد الكربون CCl4 أو رباعي بروميد الكربون مع فلزات قلوية عند تسخينه إلى 70 درجة مئوية.

يطلق حمض النيتريك الأكسجين عند تحلله، وبالتالي فهو عامل مؤكسد قوي يمكن أن يسبب احتراقًا تلقائيًا لعدد من المواد.

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O.

يشتعل زيت التربنتين والكحول الإيثيلي تلقائيًا عند ملامسته لحمض النيتريك.

سوف تحترق المواد النباتية (القش والكتان والقطن ونشارة الخشب والنشارة) تلقائيًا إذا تعرضت لحمض النيتريك المركز.

يمكن أن تشتعل السوائل القابلة للاشتعال والقابلة للاشتعال التالية تلقائيًا عند ملامستها لبيروكسيد الصوديوم: الميثيل والإيثيل والبروبيل والبوتيل وكحول الأيزواميل والبنزيل وإيثيلين جلايكول وإيثر ثنائي إيثيل والأنيلين والتربنتين وحمض الأسيتيك. تشتعل بعض السوائل تلقائيًا ببيروكسيد الصوديوم بعد إدخال كمية قليلة من الماء إليها. هذه هي الطريقة التي تتصرف بها أسيتات الإيثيل (أسيتات الإيثيل) والأسيتون والجلسرين وكحول الأيزوبيوتيل. يبدأ التفاعل بتفاعل الماء مع بيروكسيد الصوديوم وإطلاق الأكسجين الذري والحرارة:

2Na 2 O 2 + H 2 O = 2NaOH + O.

في لحظة الإطلاق، يقوم الأكسجين الذري بأكسدة السائل القابل للاشتعال، ويشتعل تلقائيًا. مسحوق الألومنيوم ونشارة الخشب والفحم والكبريت وغيرها من المواد الممزوجة ببيروكسيد الصوديوم تشتعل على الفور تلقائيًا عند دخول قطرة ماء إليها.

برمنجنات البوتاسيوم KMnO4 هو عامل مؤكسد قوي. مخاليطها مع المواد الصلبة القابلة للاشتعال خطيرة للغاية. وهي تشتعل تلقائيًا نتيجة عمل أحماض الكبريتيك والنيتريك المركزة، وكذلك نتيجة الاصطدام والاحتكاك. يشتعل الجلسرين C 3 H 5 (OH) 3 والإيثيلين جليكول C 2 H 4 (OH) 2 تلقائيًا عند خلطهما مع برمنجنات البوتاسيوم بعد ثوانٍ قليلة من الخلط.

أنهيدريد الكروميك هو أيضًا عامل مؤكسد قوي. عند ملامستها لأنهيدريد الكروم، تشتعل السوائل التالية تلقائيًا: كحول الميثيل والإيثيل والبوتيل والإيزوبوتيل والأيزواميل؛ الخليك، الزبداني، البنزويك، الألدهيدات البروبيونيك والبارالدهيد؛ ثنائي إيثيل الأثير، أسيتات الإيثيل، أسيتات الأميل، ميثيل ديوكسان؛ أحماض الخليك، البلارجونيك، النيتريلاكريلك؛ الأسيتون.

إن مخاليط الملح الصخري والكلورات والبيركلورات قادرة على الاحتراق التلقائي عند تعرضها لحمض الكبريتيك وأحيانًا حمض النيتريك. سبب الاحتراق التلقائي هو إطلاق الأكسجين تحت تأثير الأحماض. عندما يتفاعل حمض الكبريتيك مع ملح البرثوليت يحدث التفاعل التالي:

H 2 SO 4 + 2KClO 3 = K 2 SO 4 + 2HClO 3.

حمض الهيبوكلوروز غير مستقر، وعندما يتكون يتحلل مع إطلاق الأكسجين:

2HClO3 = 2HCl + 3O2.

أسئلة للتحكم في النفس

1. ما هي درجة الحرارة التي تسمى درجة حرارة التسخين الذاتي؟

2. اكتب الصيغة لحساب درجة حرارة التسخين الذاتي.

3. ما هي المواد التي تسمى الاشتعال؟

4. ما هو نوع الاحتراق التلقائي الذي يسمى الحراري؟

5. ما هي المواد القادرة على الاحتراق الحراري الذاتي؟

6. ما هو نوع الاحتراق التلقائي الذي يسمى الميكروبيولوجي؟

7. ما هي المواد القادرة على الاحتراق الكيميائي الذاتي؟

4. احتراق مخاليط الغازات والأبخرة مع الهواء

الاحتراق التلقائيحدوث الاحتراق نتيجة التسخين الذاتي للمواد الصلبة القابلة للاشتعال الناتج عن التسارع الذاتي للمواد الطاردة للحرارة الموجودة فيها. المناطق. يحدث الاحتراق التلقائي بسبب حقيقة أن إطلاق الحرارة أثناء العمليات أكبر من إزالة الحرارة إلى البيئة.

تتميز بداية الاحتراق التلقائي بدرجة حرارة التسخين الذاتي (Tsn)، وهي أدنى درجة حرارة في ظل الظروف التجريبية التي يتم فيها اكتشاف توليد الحرارة.

عند الوصول إلى درجة حرارة معينة في عملية التسخين الذاتي، تسمى. ت- الاحتراق التلقائي (T ignition)، ويحدث احتراق المادة، ويتجلى إما عن طريق الاحتراق المشتعل أو اللهب. وفي الحالة الأخيرة يكون الاشتعال T ملائماً لدرجة حرارة الاشتعال الذاتي (T st)، والتي تعني في مكافحة الحرائق حدوث احتراق الغازات والسوائل عند تسخينها. حرجة إلى حد ما. يحاول. (انظر الاشتعال في مكافحة الحرائق). من حيث المبدأ، الاحتراق التلقائي والاحتراق التلقائي من الناحية الفيزيائية. والكيانات متشابهة ولا تختلف إلا في نوع الاحتراق؛ والاشتعال الذاتي لا يحدث إلا على شكل احتراق ناري.

في حالة الاشتعال الذاتي، يتطور التسخين الذاتي (التسخين السابق للانفجار؛ انظر الاشتعال) خلال عدد قليل فقط. درجة وبالتالي لا تؤخذ في الاعتبار عند تقييم خطر الحريق والانفجار للغازات والسوائل. أثناء الاحتراق التلقائي، يمكن أن تصل منطقة التسخين الذاتي إلى عدة. مئات الدرجات (على سبيل المثال، للجفت من 70 إلى 225 درجة مئوية). ونتيجة لذلك فإن ظاهرة التسخين الذاتي تؤخذ بعين الاعتبار دائما عند تحديد ميل المواد الصلبة إلى الاحتراق الذاتي.

مع تتم دراسة الاشتعال الذاتي عن طريق ترموستات المادة قيد الدراسة عند درجة حرارة معينة وإقامة علاقة بين درجة الحرارة التي يحدث عندها الاحتراق وحجم العينة ووقت تسخينها في الثرموستات.

العمليات التي تحدث أثناء الاحتراق التلقائي لعينات المواد القابلة للاحتراق موضحة في الشكل. عند درجات حرارة تصل إلى T sn (على سبيل المثال، T 1)، تسخن المادة دون تغيرات (لا يوجد توليد للحرارة). عند الوصول إلى Tcn، تحدث تفاعلات طاردة للحرارة في المادة. r-tions. هذا الأخير، اعتمادا على ظروف تراكم الحرارة (كتلة المادة، كثافة التعبئة لذراتها وجزيئاتها، مدة العملية، وما إلى ذلك) يمكن، بعد فترة من التسخين الذاتي الطفيف بعد استنفاد مكونات المادة القادرة التسخين الذاتي، وينتهي بتبريد العينة إلى درجة الحرارة الأولية لمنظم الحرارة (المنحنى 1) أو الاستمرار في التسخين الذاتي حتى T (المنحنى 2). المنطقة الواقعة بين T sn وT snoz من المحتمل أن تكون خطرة على الحرائق، أما المنطقة الموجودة أسفل T sn فهي آمنة.

التغير في درجة الحرارة T مع مرور الوقت في العينات الحرارية من المواد القابلة للاحتراق.

يتم تحديد إمكانية الاحتراق التلقائي للمواد الموجودة في منطقة يحتمل أن تكون خطرة على الحرائق باستخدام المعادلات التالية:

حيث درجة الحرارة المحيطة، درجة مئوية؛ ل-تحديد حجم (عادة سمك) المادة؛ t-الوقت الذي يمكن أن يحدث فيه الاحتراق التلقائي؛ A 1، n 1 و A 2، n 2 - معاملات محددة لكل مادة وفقًا للبيانات التجريبية (انظر الجدول).

وفقًا للمعادلة (1) لـ l معين، ابحث عن T المحيطة، والتي يمكن أن يحدث فيها احتراق تلقائي لمادة معينة، وفقًا للمعادلة (2) - مع محيط T معروف، قيمة m عند درجة حرارة أقل من T المحسوبة، أو عند t أقل من الوقت المحسوب وفقًا للمعادلة (2)، لن يحدث احتراق تلقائي.

اعتمادًا على طبيعة العملية الأولية التي تسببت في التسخين الذاتي للمادة وقيم TCH والكيميائية والميكروبيول. والاحتراق الحراري الذاتي.

الاحتراق الكيميائي التلقائي يشمل الطاردة للحرارة. تفاعل في الداخل (على سبيل المثال، عندما يحصل تركيز HN O 3 على الورق، ونشارة الخشب، وما إلى ذلك). نائب. ومن الأمثلة النموذجية والمنتشرة لمثل هذه العملية الاحتراق التلقائي للخرق الزيتية أو المواد الليفية الأخرى ذات السطح المتطور. الزيوت التي تحتوي على مركبات خطيرة بشكل خاص. مع غير المشبعة الكيمياء. روابط وتتميز بارتفاع عدد اليود (القطن، عباد الشمس، الجوت وغيرها).

تشمل ظاهرة الاحتراق الذاتي الكيميائي أيضًا اشتعال عدد من المواد (على سبيل المثال، A1 وFe المسحوقين جيدًا، وهيدريدات Si وB وبعض المعادن، والمركبات المعدنية العضوية - الألومنيوم العضوي، وما إلى ذلك) عند ملامستها للهواء في غياب التدفئة تسمى قدرة المادة على الاحتراق التلقائي في مثل هذه الظروف. الاشتعال. تكمن خصوصية المواد القابلة للاشتعال في أن Tc (أو Tst) الخاصة بها تكون أقل من درجة حرارة الغرفة: - 200 درجة مئوية لـ SiH 4، - 80 درجة مئوية لـ A1 (C 2 H 5) 3. لمنع الاحتراق الذاتي الكيميائي، يتم تنظيم إجراءات التخزين المشترك للمواد والمواد القابلة للاشتعال بشكل صارم.

تميل المواد القابلة للاحتراق، وخاصة الرطبة منها التي تستخدم كوقود، إلى الاحتراق الميكروبيولوجي التلقائي. بيئة للكائنات الحية الدقيقة التي يرتبط نشاطها بإطلاق الحرارة (الخث ونشارة الخشب وما إلى ذلك). ولهذا السبب، يحدث عدد كبير من الحرائق والانفجارات أثناء التخزين الزراعي. المنتجات (مثل السيلاج والقش المبلل) في المصاعد. يتميز الاحتراق التلقائي الميكروبيولوجي والكيميائي بحقيقة أن T sn لا يتجاوز القيم المعتادة لـ T ambient و m.b. سلبي. المواد التي تحتوي على TSN أعلى من درجة حرارة الغرفة قادرة على الاحتراق الحراري التلقائي.

بشكل عام، كثير من الناس لديهم ميل لجميع أنواع الاحتراق التلقائي. المواد الصلبة ذات السطح المتطور (على سبيل المثال، الليفي)، وكذلك بعض المواد السائلة والذوبان التي تحتوي على مركبات غير مشبعة، يتم تطبيقها على سطح متطور (بما في ذلك غير القابل للاشتعال). حساب الحرجة شروط الكيميائية والميكروبيول. ويتم الاحتراق الحراري الذاتي وفق المعادلتين (1) و (2). الطرق التجريبية تعريفات T sn و T free وشروط الاحتراق التلقائي موضحة في الخاص. معيار

مضاءة: Taubkin S. M.، Baratov A. N.، Nikitina N. S.، كتيب عن خطر الحرارة للمواد الصلبة والمواد، M.، 1961؛ خطر الحريق لمواد البناء، أد. أ.ن. باراتوفا، م.، 1988؛ خطر الحريق والانفجار للمواد والمواد ووسائل إطفاءها. كتيب، أد. أ.ن. باراتوفا، أ.يا. كورولتشينكو، الأمير. 1-2، م.، 1990. أ.ن. باراتوف.

الاحتراق التلقائي متأصل في جميع المواد والمواد الصلبة القابلة للاحتراق.

الاحتراق التلقائيهي ظاهرة الزيادة الحادة في معدل التفاعلات الداخلية (الطاردة للحرارة) في مادة ما، مما يؤدي إلى الاحتراق في حالة عدم وجود مصدر اشتعال. إذا أدى الاحتراق التلقائي إلى ظهور لهب، فإن هذه الظاهرة تسمى الاحتراق التلقائي.

الاحتراق التلقائييحدث بسبب حقيقة أن إطلاق الحرارة أثناء التفاعلات أكبر من إزالة الحرارة في البيئة. تتميز بداية الاحتراق التلقائي بدرجة حرارة التسخين الذاتي ( تي سن) ، وهي درجة الحرارة الدنيا التي يتم عندها اكتشاف توليد الحرارة.

عندما تصل عملية التسخين الذاتي إلى درجة حرارة معينة تسمى درجة حرارة الاحتراق الذاتي ( النقل تي)، ويحدث احتراق المادة، ويتجلى ذلك إما عن طريق الاحتراق المشتعل أو اللهب.
في الحالة الأخيرة النقل تيمناسبة لدرجة حرارة الاشتعال الذاتي ( شارع تي.) والذي يُفهم على أنه حدوث احتراق الغازات والسوائل عند تسخينها إلى درجة حرارة حرجة معينة. من حيث المبدأ، فإن الاحتراق التلقائي والاشتعال الذاتي متشابهان في الجوهر المادي ويختلفان فقط في نوع الاحتراق؛ ولا يحدث الاشتعال الذاتي إلا في شكل احتراق ملتهب.

في حالة الاشتعال الذاتي، يتطور التسخين الذاتي في حدود بضع درجات فقط، وبالتالي لا يؤخذ في الاعتبار عند تقييم خطر الحريق والانفجار للغازات والسوائل. أثناء الاحتراق التلقائي، يمكن أن تصل منطقة التسخين الذاتي إلى عدة مئات من الدرجات (على سبيل المثال، للجفت من 70 إلى 225 درجة مئوية). ونتيجة لذلك، يجب أن تؤخذ ظاهرة التسخين الذاتي بعين الاعتبار عند تحديد ميل المواد الصلبة إلى الاحتراق التلقائي.

تتم دراسة الاحتراق التلقائي عن طريق تنظيم حرارة المادة قيد الدراسة عند درجة حرارة معينة وتحديد العلاقة بين درجة الحرارة التي يحدث عندها الاحتراق وحجم العينة ووقت تسخينها في الثرموستات. العمليات التي تحدث أثناء الاحتراق التلقائي لعينات المواد القابلة للاحتراق موضحة في الشكل 3.1.

أرز. 3.1. عمليات الاحتراق التلقائي

يتم تحديد إمكانية الاحتراق التلقائي للمواد الموجودة في منطقة يحتمل أن تكون خطرة على الحرائق باستخدام المعادلات:

إل جي تي المحيطة = أ 1 -ن 1 لتر ℓ ,(3.1)

إل جي تي المحيطة = أ 2 -ن 2 لتر τ ,(3.2)

أين تي المحيطة- درجة الحرارة المحيطة، درجة مئوية؛ ℓ - تحديد حجم (عادة سمك) المادة؛ τ - الوقت الذي يمكن أن يحدث فيه الاحتراق التلقائي؛ أ 1 , ص 1 و أ 2 , ص 2- يتم تحديد المعاملات لكل مادة بناءً على البيانات التجريبية (انظر الجدول 3.1).

وفقا للمعادلة (3.1) لمعطى ℓ يجد تي المحيطة، حيث يمكن أن يحدث احتراق تلقائي لمادة معينة، وفقا للمعادلة (3.2) مع معلومة تي المحيطة. - القيمة τ .

عند درجات حرارة أقل من المحسوبة تي المحيطة. ، أو متى τ أي أقل من الزمن المحسوب بالمعادلة (3.2) يحدث الاحتراق الذاتي.

حسب طبيعة العملية الأولية التي تسببت في التسخين الذاتي للمادة، والقيم تي سن. ،يميز المواد الكيميائية, الميكروبيولوجيةو الاحتراق الحراري التلقائي.

حرارة الماء الساخن العادي أو خط أنابيب البخار
(ت= 100÷150 درجة مئوية) يمكن أن يكون مصدرًا للحرارة الكافية للاحتراق التلقائي للمنتجات المصنوعة من القماش أو الورق أو الخشب. لذلك، يجب حماية خطوط أنابيب الماء الساخن أو البخار فقط بشاشات مصنوعة من مواد غير قابلة للاحتراق. في المباني العامة، يُسمح بالشبكات المزخرفة، ولكن في الحالتين الأولى والثانية، يجب أن تكون المسافة من خطوط الأنابيب إلى الشاشات، وكذلك إلى أي مادة قابلة للاحتراق (الستائر، على سبيل المثال) 100 مم على الأقل. في ظل الظروف الصناعية، يشتعل الفحم والجفت ونشارة الخشب وبعض السوائل القابلة للاشتعال تلقائيًا، عادةً في شكل أغشية رقيقة يتم الحصول عليها عند وضع السائل على الأسطح الصوفية (القطن والصوف القطني وما إلى ذلك). وتشمل هذه السوائل الزيوت النباتية وزيت التربنتين. في المؤسسات، هناك حالات احتراق تلقائي لمواد التنظيف وملابس العمل الزيتية، لذلك يجب تعليق ملابس العمل بطريقة توفر وصول الهواء لإزالة الحرارة، ويتم جمع مواد التنظيف الزيتية في حاويات مقاومة للحريق بأغطية وإزالتها أو حرقها أو دمرت كل التحول. هناك حالات معروفة من احتراق وحرق الفحم في أكوام، والجفت والقطن، وقد لوحظت بشكل متكرر حالات الاحتراق التلقائي للأسقف على شكل لفات، والسيلوفان والسيليولويد، والورق، وكذلك المواد.

تمت صياغة المتطلبات العامة للسلامة من الحرائق في حالات الاحتراق التلقائي الحراري بكل بساطة: تعتبر درجة الحرارة الآمنة للتسخين المطول للمادة درجة حرارة لا تتجاوز 90٪ من درجة حرارة التسخين الذاتي.

الاحتراق الكيميائي التلقائييرتبط بقدرة المواد والمواد على الدخول في تفاعل كيميائي مع الهواء أو العوامل المؤكسدة الأخرى في الظروف العادية، مما يؤدي إلى إطلاق حرارة كافية لاشتعالها (على سبيل المثال، عندما يحصل حمض النيتريك المكيف على الورق ونشارة الخشب وما إلى ذلك). الأمثلة الأكثر شيوعًا هي حالات الاحتراق التلقائي للخرق الزيتي أو الفوسفور في الهواء، والسوائل القابلة للاشتعال عند ملامستها لبرمنجنات البوتاسيوم، ونشارة الخشب مع الأحماض، وما إلى ذلك. الزيوت التي تحتوي على مركبات ذات روابط كيميائية غير مشبعة وتتميز بارتفاع عدد اليود (القطن، عباد الشمس، الجوت، وما إلى ذلك) خطيرة بشكل خاص.

يرتبط نوع آخر من التفاعلات الكيميائية للمواد بتفاعل الماء أو الرطوبة. وفي الوقت نفسه، يتم أيضًا إطلاق درجة حرارة كافية للاحتراق التلقائي للمواد والمواد. تشمل الأمثلة مواد مثل البوتاسيوم والصوديوم وكربيد الكالسيوم والجير الحي وما إلى ذلك. ومن سمات المعادن الأرضية القلوية قدرتها على الاحتراق حتى بدون الوصول إلى الأكسجين. إنهم ينتجون الأكسجين اللازم للتفاعل بأنفسهم عن طريق تقسيم رطوبة الهواء إلى هيدروجين وأكسجين تحت تأثير درجة الحرارة المرتفعة. ولهذا فإن إطفاء مثل هذه المواد بالماء يؤدي إلى انفجار الهيدروجين الناتج. لمنع الاحتراق الذاتي الكيميائي، يتم تنظيم إجراءات التخزين المشترك للمواد والمواد القابلة للاشتعال بشكل صارم.

هناك حالات متكررة من حرائق الغلايات الكهربائية والمصابيح المتوهجة ومصابيح الفلورسنت ومصابيح الزئبق عالي الضغط. تصل درجة الحرارة على السطح الخارجي للمصابيح المتوهجة، اعتمادًا على الطاقة: 40 وات - 145 درجة مئوية، 75 وات - 250 درجة مئوية، 100 وات - 290 درجة مئوية، 200 وات - 330 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، فإن العامل المحدد إمكانية اشتعال مادة قابلة للاحتراق تحت تأثير الحرارة هي المسافة من سطحها إلى مصدر الإشعاع.

مصابيح الفلورسنت هي مصدر للاشتعال بسبب خلل في معدات التشغيل والتحكم، وارتفاع درجة حرارة عناصر تشغيل المصباح (الخانق، المبتدئ) بسبب انتهاك متطلبات تركيب المصابيح.

أسباب الحرائق المرتبطة بالاحتراق التلقائي
المواد والمواد

يعد الاحتراق التلقائي سببًا شائعًا إلى حد ما للحرائق، على الرغم من أن بعض المواد والمواد فقط هي المعرضة للاحتراق التلقائي وبدرجات متفاوتة.

الاحتراق التلقائي هو زيادة حادة في معدل العمليات الطاردة للحرارة في مادة ما، مما يؤدي إلى ظهور مصدر الاحتراق.

أشهر حالات الاحتراق التلقائي للزيوت النباتية وزيت السمك والجفت والفحم الطازج والسخام وبعض أنواع الفحم الأحفوري وكبريتيد الحديد والمنتجات النباتية غير المجففة.

يحدث الاحتراق التلقائي أثناء تخزينها واستخدامها، أثناء النقل، وكذلك في الحالات التي تكون فيها المواد عرضة لذلك (على سبيل المثال، الخث والفحم) وتقع في هياكل البناء.

تتطلب دراسة الحريق الناتج عن الاحتراق الذاتي معرفة معينة بنظرية الاحتراق الذاتي، بالإضافة إلى مهارات الطب الشرعي في إجراء التجارب ذات الصلة. عادة ما يتم تصنيف أنواع الاحتراق التلقائي وفقا لنوع الدافع الأولي (الحراري والميكروبيولوجي والكيميائي). حسب السبب، تنقسم حرائق الاحتراق التلقائي إلى مجموعات رئيسية:

1. الاحتراق الكيميائي التلقائي للمواد والمواد.

2. الاحتراق الميكروبيولوجي التلقائي للمواد والمواد.

3. الاحتراق الحراري التلقائي للمواد والمواد:

الاحتراق الحراري التلقائي للعناصر الهيكلية للمباني في غياب أو عدم كفاية التخفيضات والإزاحات والمسافات بين أجهزة التدفئة.

الاحتراق الحراري التلقائي للمواد والمواد الموجودة في الغرفة وعلى مقربة من أجهزة التدفئة الساخنة وأجزاء من المعدات التكنولوجية.

يحدث الاحتراق الكيميائي التلقائي نتيجة لعمل الأكسجين أو الماء أو التفاعل المباشر لمواد أخرى مع المواد.

يحدث الاحتراق الميكروبيولوجي التلقائي عندما يتم تنشيط النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة عند الرطوبة ودرجة الحرارة المناسبة في المنتجات النباتية، بينما ترتفع درجة الحرارة وتتغير أشكال الكائنات الحية الدقيقة. عند 75 درجة مئوية، تموت الكائنات الحية الدقيقة، ولكن بالفعل عند 60-70 درجة مئوية تحدث أكسدة وتفحم بعض المركبات العضوية القابلة للاشتعال مع تكوين الفحم المسامي الناعم. بسبب امتصاص الأكسجين الجوي، يتم تسخين هذا الفحم إلى درجة حرارة التحلل والأكسدة النشطة للمركبات العضوية، مما يؤدي إلى الاشتعال.

يحدث الاحتراق الحراري التلقائي نتيجة للعمل المطول لمصدر الحرارة على المواد والمواد التي تحدث فيها تغيرات تسبب التسخين الذاتي بسبب التحلل أو الامتزاز أو العمليات المؤكسدة. ولذلك، يحدث الاحتراق التلقائي في وجود ظروف مواتية لعملية الأكسدة وتراكم الحرارة. وهذا ممكن فقط في مناطق معينة، ونتيجة لذلك يكون للاحتراق التلقائي طابع محوري.

حرائق من تركيز ضوء الشمس