Пожежi, iх види, причини виникнення
ДЕРЖАВНА ПОДАТКОВА АДМРЖНРЖСТРАЦРЖЯ УКРАРЗНИ
НАЦРЖОНАЛЬНИЙ УНРЖВЕРСИТЕТ
ДЕРЖАВНОРЗ ПОДАТКОВОРЗ СЛУЖБИ УКРАРЗНИ
Факультет Заочний
Кафедра Техногенно - екологiчноi безпеки
РЕФЕРАТ
З КУРСУ
ОСНОВИ БЕЗПЕКИ ЖИТТЕДРЖЯЛЬНОСТРЖ
НА ТЕМУ
Пожежi, iх види, причини виникнення
ВИКОНАВ:
СТУДЕНТ ГРУПИ ФБз - 11
ЛЕПЕХА АНДРРЖЙ
РЖРПРЖНЬ 2010
Основнi причини пожеж
1. Необережне поводження з вогнем
2. Порушення правил установлення (монтажу) та експлуатацii електроустаткування та побутових електроприладiв
3. Порушення правил установлення (монтажу) та експлуатацii приладiв опалення
4. Пiдпали
5. Пустощi дiтей з вогнем
6. Несправнiсть виробничого устаткування
За вищевказаними причинами виникаi понад 90% усiх пожеж в нашiй державi. РЖснуi й ряд iнших причин пожеж, якi будуть розглянутi в наступних роздiлах.
Основною причиною пожеж, що маi стiйке зростання, i необережне поводження з вогнем. Динамiка пожеж за цiiю причиною наведена на рис. 1.5.
пожежа горiння самозаймання
Рис. 1.5. Динамiка пожеж за причиною необережного поводження з вогнем в % вiд загальноi кiлькостi пожеж
Пожежi можна подiлити на ПРИРОДНРЖ та АНТРОПОГЕННРЖ. До ПРИРОДНИХ належать пожежi, що виникають внаслiдок прямих ударiв блискавки (розрядiв атмосферноi електрики), виверження вулканiв, самозаймання торфу, вугiлля тощо. Кiлькiсть таких пожеж незначна тАУ менше 1%.
АНТРОПОГЕННРЖ пожежi прямо чи побiчно пов'язанi з людським чинником, тобто з пожежонебезпечною дiяльнiстю людини або невтручанням людини з метою запобiгання пожежонебезпечних ситуацiй. Такi пожежi виникають у 99 випадках iз 100.
Якщо синтезувати на пiдставi аналiзу наявнi причини пожеж та видiлити головну з них, то ми легко впевнимося, що абсолютна бiльшiсть пожеж виникаi безпосередньо з вини людини, або через необiзнанiсть з правилами i вимогами пожежноi безпеки, або внаслiдок несвiдомого, поверхового, недбалого ставлення до iх виконання.
Теоретичнi основи процесiв горiння та вибуху
Наука про горiння тАУ надзвичайно багатобiчна галузь. Прояви горiння досить рiзноманiтнi: швидке згоряння горючих парiв у двигунах внутрiшнього згоряння, регулювання спалювання палива в теплоенергетичних установках, утилiзацiя горючих вiдходiв тощо. Наше завдання тАУ розглянути процес горiння вiдносно до явищ, повтАЩязаних з пожежами.
ГОРРЖННЯ можна визначити як екзотермiчну реакцiю окиснення речовини, яка супроводжуiться видiленням диму та (або) виникненням полумтАЩя та (або) свiтiнням. ГОРРЖННЯ i зтАЩiднання кисню або iншого окисника з горючою речовиною.
Дамо визначення вищевказаним явищам:
ПОЛУМтАЩЯ тАУ це зона горiння в газовiй фазi з видимим випромiнюванням свiтла.
СВРЖТРЖННЯ тАУ безполуменеве горiння матерiалу (речовини) в твердiй фазi з видимим випромiнюванням свiтла iз зони горiння.
ДИМ тАУ видимi твердi та (або) рiдкi частинки в газах, що утворюються в результатi горiння або пiролiзу матерiалiв.
ЗтАЩiднання окисника з горючою речовиною носить екзотермiчний характер, тобто маi мiсце видiлення тепловоi енергii. Для деяких горючих речовин така реакцiя може початися за нормальними температурами навколишнього середовища пiд дiiю безпосередньо кисню повiтря або ряду iнших стимулюючих чинникiв. Однак лише у виключних випадках подiбнi реакцii можуть призвести до пожежi, тому що швидкiсть iх перебiгу невисока i у речовин з малою теплопровiднiстю тепло що розсiюiться в навколишнi середовище, викликаi незначне пiдвищення температури речовини.
При певнiй температурi (температурi займання), що залежить вiд природи речовини та деяких iнших факторiв, виникаi активiзацiя, рiзко пiдвищуiться рiвноважна температура i речовина займаiться. Для того щоб мало мiсце спалахування, тобто займання, що супроводжуiться появою полумтАЩя, речовина повинна розпочати видiляти горючi гази або пари в результатi випаровування, розкладу або хiмiчноi реакцii. У протилежному випадку горiння буде безполуменевим.
ДЖЕРЕЛО ЗАПАЛЮВАННЯ тАУ це теплова енергiя, що призводить до займання. Це джерело повинно мати певний запас енергii та температуру, достатню для початку реакцii. Горюча речовина (пальне) та окисник повиннi знаходитися в необхiдному спiввiдношеннi один з одним. Як правило, окисник тАУ це кисень повiтря, вмiст якого в атмосферi, що нас оточуi, становить близько 21%. Умови виникнення горiння
Горючi речовини разом з окисником утворюють горючу систему (горючу сумiш).
Широко використовуiться поняття ГОРЮЧЕ СЕРЕДОВИЩЕ. Це середовище, що здатне самостiйно горiти пiсля видалення джерела запалювання.
Горючi сумiшi, залежно вiд спiввiдношення пального та окисника, подiляються на:
бiднi, що вмiщують у достатку, в порiвняннi зi стехiометричним спiввiдношенням компонентiв, окисник;
багатi, що вмiщують у достатку пальне.
У разi, коли спiввiдношення мiж компонентами горючоi сумiшi таке, що згоряння проходить повнiстю та в продуктах горiння вiдсутнi вихiднi речовини, ми маiмо справу зi СТЕХРЖОМЕТРИЧНОЮ горючою системою.
Для повного згоряння необхiдна наявнiсть достатньоi кiлькостi кисню, щоб забезпечити повне перетворення пального в його насиченi оксиди. При недостатнiй подачi повiтря окиснюiться тiльки частина речовини. Залишок розкладаiться з видiленням великоi кiлькостi диму. При цьому утворюiться найбiльш розповсюджений продукт неповного згоряння тАУ оксид вуглецю (СО). Дим складаiться з твердих та рiдких частинок, якi залишаються у завислому станi в газоподiбних продуктах горiння та пересуваються разом з ними. Речовини, в продуктах розкладу яких вмiщуiться бiльший процент важких фракцiй, наприклад смоли, утворюють густий дим.
На пожежах, як правило, горiння вiдбуваiться за браком окисника, що призводить до утворення неповних продуктiв горiння та видiлення диму. У свою чергу, такi обставини серйозно ускладнюють пожежогасiння внаслiдок погiршення видимостi або наявностi токсичних речовин у повiтряному середовищi.
Надлишок повiтря, з iншого боку, охолоджуi газоподiбнi продукти горiння. У тих випадках, коли пального небагато, охолодження буваi достатньо, щоб загасити вогонь, оскiльки температура падаi нижче рiвня, необхiдного для займання. Саме таке явище маi мiсце, коли задувають свiчку. У той же час сильний вiтер пiд час лiсовоi пожежi здiйснюi зворотну дiю, тому що маса горючого матерiалу та обтАЩiм газоподiбних продуктiв горiння надто великi, щоб могло бути здiйснено необхiдне охолодження.
Горiння деяких речовин (наприклад, ацетилену, оксиду етилену тощо), якi здатнi при розкладаннi видiляти велику кiлькiсть тепла, можливо й за вiдсутностi окисника.
Горiння являi собою незворотний процес, тому що з продуктiв горiння та термiчного розкладу неможливо знову створити речовину, що згорiла. Пiд час простого згоряння речовини маi мiсце руйнування хiмiчноi структури та визволення дози енергii.
Основнi СТАДРЖРЗ ПОЛУМЕНЕВОГО ГОРРЖННЯ представленi на рис. 2.2.
Рис. 2.1 Основнi стадii полуменевого горiння
У всiх випадках для горiння характернi три типовi стадii: виникнення, поширення та згасання полумтАЩя. Найбiльш загальними властивостями горiння i здатнiсть осередку полумтАЩя, яке виникло, пересуватися по всiй горючiй сумiшi шляхом передачi тепла або дифузii активних частинок iз зони горiння в свiжу сумiш. Звiдси виникаi й механiзм поширення полумтАЩя, вiдповiдно ТЕПЛОВИЙ та ДИФУЗРЖЙНИЙ. Горiння проходить, як правило, за комбiнованим тепловим дифузiйним механiзмом.
РЖснуi два режими проходження горiння:
Рис. 2.2. Схема поширення полумтАЩя в гомогеннiй газовiй сумiшi:
1тАУ скляна трубка; 2 тАУ джерело запалювання;
З тАУ фронт полумтАЩя; 4 тАУ напрямок поширення полумтАЩя
САМОСПАЛАХУВАННЯ тАУ полягаi в рiзкому збiльшеннi швидкостi екзотермiчних обтАЩiмних реакцiй, що супроводжуiться полуменевим горiнням, тобто тАУ це самочинне виникнення полуменевого горiння попередньо нагрiтоi до певноi критичноi температури горючоi сумiшi. Така температура маi назву ТЕМПЕРАТУРИ САМОСПАЛАХУВАННЯ.
ПОШИРЕННЯ ФРОНТУ ПОЛУМтАЩЯ (МЕЖРЖ ЗОНИ ГОРРЖННЯ В ГАЗОВРЖЙ ФАЗРЖ) здiйснюiться по холоднiй сумiшi пiд час ii локального займання (спалахування) вiд зовнiшнього джерела.
Для того, щоб отримати уявлення про поширення фронту полумтАЩя, помiстимо гомогенну горючу сумiш в скляну трубку, вiдкриту з одного кiнця (рис. 2.3), та запалимо ii за допомогою зовнiшнього джерела запалювання.
Спочатку полумтАЩя поширюiться сферично. При досягненнi стiнок трубки воно перетворюiться в плоский вузький тАУ завтовшки менш 10тАУ6 м фронт, що рухаiться у бiк свiжоi сумiшi. Продукти горiння, що утворюються, обтАЩiм яких внаслiдок пiдвищення температури в декiлька разiв перевищуi обтАЩiм вихiдноi сумiшi, витiкають з трубки через вiдкритий кiнець. Швидкiсть перемiщення фронту полумтАЩя вiдносно неспаленого газу по нормалi до його поверхнi називаiться НОРМАЛЬНОЮ ШВИДКРЖСТЮ ПОШИРЕННЯ ПОЛУМтАЩЯ та позначаiться UH.
Нормальна швидкiсть поширення полумтАЩя характеризуiться мiнiмальною величиною, не залежить вiд умов, а тiльки лише вiд хiмiчного складу горючоi сумiшi та спiввiдношення пального з окисником. Максимальне значення UH вiдповiдаi стехiометричному спiввiдношенню компонентiв горючоi сумiшi. Цей показник маi характер фiзико-хiмiчноi константи.
У разi закриття вiльного кiнця трубки, нагрiтi продукти горiння будуть, як поршень тиснути на полумтАЩя та збiльшувати швидкiсть його перемiщення. Сумарна швидкiсть такого перемiщення фронту полумтАЩя називаiться ВИДИМОЮ ШВИДКРЖСТЮ ПОЛУМтАЩЯ та позначаiться 1/В. ii можна визначити через спiввiдношення
(2.1)
де ε тАУ ступiнь розширення продуктiв горiння, що розраховуiться за формулою
(2.2)
де η тАУ вiдношення числа молей продуктiв горiння до числа молей вихiдноi сумiшi;
Т Г, Т0 тАУ вiдповiдно температури горiння та початкова.
Величина η для вуглеводневих горючих речовин близька до одиницi. Схема дифузiйного горiння наведена на рис. 2.4.
У процесi дифузiйного горiння полумтАЩя наче стоiть на мiсцi, а в нього втiкають з одного боку тАУ горючi пари та гази (зона А), з iншого боку тАУ повiтря (зона В).
Рис. 2.3. Схема дифузiйного горiння:
А тАУ зона горючих парiв;
Б тАУ зона горiння;
В тАУ навколишнi середовище (повiтря)
Важливiшою особливiстю всiх процесiв горiння i самоприскорювальний характер хiмiчноi реакцii.
(2.3)
Виходячи з уявлення про кiнетику хiмiчних реакцiй, швидкiсть реакцii описуiться рiвнянням Арренiуса:
де [П] та [О] тАУ вiдповiдно концентрацii пального та окисника;
А тАУ передекспонента;
ата. тАУ стехiометричнi коефiцiiнти, з якими беруть участь в реакцii компоненти горючоi сумiшi;
Е тАУ енергiя активацii, яка потрiбна для такого послаблення внутрiшньомолекулярних звтАЩязкiв, щоб розпочалася реакцiя;
Т тАУ температура;
RтАУ газова стала.
Самоприскоренi перетворення при горiннi можуть вiдбуватися за ТЕПЛОВИМ та ЛАНЦЮГОВИМ механiзмами.
Суть теплового механiзму полягаi в зростаннi Wзi збiльшенням Т, а збiльшення Т, в свою чергу, зумовлене екзотермiчнiстю реакцii окиснення-вiдновлення. Згiдно з теорiiю Влтеплового вибухуВ», розiгрiв у горючiй сумiшi при ii послiдовному нагрiваннi зовнi зумовлюiться спiввiдношенням швидкостей процесiв тепловидiлення 
Вата тепловiдведення з зони реакцii 
i виникаi при досягненнi умови:
(2.4)
Оскiльки 
Вазмiнюiться згiдно з рiвнянням (2.3) за температурою експоненцiально (де Q тАУ тепловий ефект реакцii; W тАУ швидкiсть реакцii), а
(2.5)
змiнюiться з температурою лiнiйно, то зi зростанням температури iнтенсивнiсть тепловидiлення починаi випереджати iнтенсивнiсть тепловiдведення.
У виразi (2.5):
α тАУ коефiцiiнт тепловiддачi в стiнки реакцiйноi посудини;
S тАУ поверхня посудини;
V тАУ обтАЩiм посудини;
Т, Т0 тАУ температури поточна та початкова.
Таким чином, при безперервному нагрiваннi горючоi сумiшi обовтАЩязково повинна досягатися умова, що визначена нерiвнiстю (2.4). Найнижча температура, за якоi досягаiться ця умова, i температурою самозаймання. Прискорення реакцii може досягатися не тiльки через пiдвищення температури при саморозiгрiваннi протягом екзотермiчноi реакцii, але й в результатi особливого характеру хiмiчних перетворень при горiннi тАУ ЛАНЦЮГОВИХ РЕАКЦРЖЙ. Носiями таких реакцiй i особливо активнi частинки: радикали та атоми, якi мають вiльнi валентнi звтАЩязки. Коли цi частинки зштовхуються з вихiдними молекулами або продуктами перетворювання, взаiмодiя мiж ними маi мiсце при значно менших значеннях енергii активацii, нiж при молекулярних процесах. В особливого роду ланцюгових реакцiях, що називаються РОЗГАЛУЖЕНИМИ, швидкiсть реакцii бурхливо зростаi за рахунок того, що внаслiдок взаiмодii активного центра з молекулою утворюiться декiлька активних центрiв. Вiд додатково створених активних частинок виникають власнi ланцюги перетворень, якi призводять до ще бiльшого накопичення активних центрiв та лавиноподiбного зростання швидкостi сумарного процесу. У той же час в деяких реакцiях активнi частинки можуть взаiмодiяти з iншими частинками таким чином, що активнi центри взагалi не будуть утворюватися, що призведе до розiрвання ланцюговоi реакцii. Кiнцевий результат залежить вiд спiввiдношення швидкостей реакцiй розгалуження та розiрвання ланцюгiв.
Характерним прикладом розгалуженоi ланцюговоi реакцii i окиснення водню, що проходить за такою схемою:
З наведеноi схеми видно, що протягом одного циклу перетворень кожний атом водню, що вступаi в реакцiю, призводить до утворення трьох нових активних частинок, позначених точками над вiдповiдними хiмiчними символами. Якщо розгалуження проходить частiше, нiж обривання ланцюга, то швидкiсть реакцii буде безперервно зростати, що призведе кiнець кiнцем до самозаймання. При цьому в даному випадку для прискорення реакцii не потрiбно нагрiвати сумiш. Екзотермiчний хiмiчний процес, що розпочався ланцюговим шляхом, супроводжуiться видiленням тепла, яке призводить до теплового самоприскорення.
Слiд вiдзначити, що в умовах реальноi пожежi горiння проходить за комбiнованим ланцюгово-тепловим механiзмом.
Надзвичайно швидке хiмiчне перетворення речовини, що супроводжуiться видiленням енергii та утворюванням стиснених газiв, здатних виконувати механiчну роботу, називаiться ВИБУХОМ. Пiд час вибуху вiдбуваiться процес вивiльнення великоi кiлькостi енергii в обмеженому обтАЩiмi за короткий промiжок часу.
Вибухонебезпечна (або вибухова) сумiш, яка заповнюi обтАЩiм, в якому була видiлена енергiя, перетворюiться в сильно нагрiтий газ з високим тиском. Цей газ з великою силою дii на навколишнi середовище, здiйснюi утворювання вибуховоi хвилi. З вiддаленням вiд мiсця вибуху механiчна дiя вибуховоi хвилi послаблюiться.
Реальнi вибухи газопилоповiтряних сумiшей мають здебiльшого дефлаграцiйний характер. Як приклад розглянемо процес розвитку вибуху стехiометричноi вуглеводнеповiтряноi сумiшi в обмеженому просторi. Стехiометричний склад сумiшi зумовлюi розвиток рiвномiрно поширюваного на всi боки сферичного полумтАЩя. Припустимо, що пiсля займання в центрi хмари цiii сумiшi полумтАЩя поширюiться з постiйною швидкiстю вiдповiдно до формули (2.1). При цьому буде розвиватися надлишковий тиск, швидкiсть збiльшення якого буде визначатися швидкiстю накопичення продуктiв горiння, тобто швидкiстю розширення сфери, обмежованоi фронтом полумтАЩя:
(2.6)
де q тАУ обтАЩiм продуктiв горiння, м3;
V тАУ обтАЩiм обтАЩiкта, м3.
(2.7)
Разом з накопиченням продуктiв горiння проходить витiкання газiв з обтАЩiкта через нещiльностi та отвори. Витрата газу при цьому визначаiться за формулою
де Вµ тАУ коефiцiiнт витрати;
fтАУ сумарна площа нещiльностей, м2;
W тАУ швидкiсть витiкання газiв, мВ·с-1;
ρ тАУ густина газiв, що витiкають, кгВ·м-3.
Пiдсумований тиск вибуху в кожний момент часу можна визначити спiльним розвтАЩязанням обох рiвнянь.
Види горiння. Зони й класи пожеж
Залежно вiд агрегатного стану пального та окисника розрiзняють три види горiння:
ГОМОГЕННЕ ГОРРЖННЯ газiв i пароподiбних горючих речовин в середовищi газоподiбного окисника;
ГЕТЕРОГЕННЕ ГОРРЖННЯ твердих горючих речовин в середовищi газоподiбного окисника;
ГОРРЖННЯ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН ТА ПОРОХРЖВ.
Горiння рiдких горючих речовин в рiдких окисниках i рiзновидом гетерогенного горiння.
За швидкiстю поширення полумтАЩя горiння подiляiться на:
ДЕФЛАГРАЦРЖЙНЕ тАУ швидкiсть полумтАЩя в межах декiлькох мВ·с-1;
ВИБУХОВЕ тАУ швидкiсть полумтАЩя до сотень мВ·с-1;
ДЕТОНАЦРЖЙНЕ тАУ поширюiться iз надзвуковими швидкостями порядку тисяч мВ·с-1.
Дозвукове горiння подiляiться на ламiнарне та турбулентне.
ЛАМРЖНАРНЕ горiння характеризуiться пошаровим поширенням фронту полумтАЩя по свiжiй горючiй сумiшi, ТУРБУЛЕНТНЕ тАУ змiшуванням шарiв потоку.
Як нам уже вiдомо, в процесi горiння утворюються продукти горiння. Крiм диму, до них належать:
САЖА тАУ тонкодисперсний аморфний вуглецевий залишок, що утворюiться пiд час неповного згоряння;
ЗОЛА тАУ неорганiчнi залишки пiсля повного згоряння;
ШЛАК (ЖУЖРЖЛЬ) тАУ твердий агломерат залишкiв часткового або повного плавлення матерiалу як результат його повного або неповного згоряння.
Залежно вiд видiв горiння визначаються й типи пожеж (табл. 2.1).
Таблиця 2.1 Типи та умови пожежi
| Найменування | Температура, що спостерiгаiться, В°С |
Тлiння Окиснюючий безполуменевий терморозклад Безполуменевий пiролiз Полуменеве горiння, що розвиваiться Полуменеве горiння, що повнiстю розвинулось при низькiй швидкостi газообмiну Розвинене полуменеве горiння при високiй швидкостi газообмiну | 100 i бiльше до 500 1000 400тАУ600 600тАУ1000 600тАУ1000 |
Вместе с этим смотрят:
РЖнформацiйнiсть як фактор ризику. Операцiя "Паганель"
РЖонiзуюче випромiнювання та його вплив на органiзм
Аварii на хiмiчно небезпечних об'iктах
Анализ вредных и опасных факторов на примере деятельности реставраторов произведений Графики Всероссийского художественного научно-реставрационного центра имени академика И.Э. Грабаря
Анализ государственных нормативных требований охраны труда, установленных действующим законодательством