Условия, необходимые для горения и взрыва

Условия, необходимые для горения и взрыва

Быстропротекающая экзотермическая реакция (соединение или разложение), сопровождающаяся выделением большого количества тепла и излучением света, представляет собой процесс горения. Взрыв — частный случай горения, протекающего мгновенно и сопровождающегося кратковременным выделением значительного количества тепла и света.

Для протекания процесса горения необходима горючая среда, т. е. горючее вещество, кислород (воздух) и источник воспламенения. Для того чтобы возник процесс горения, горючая среда должна быть нагрета до определенной температуры при помощи источника воспламенения (пламя, искра электрическогр или механического происхождения и т. п.) После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения, т. е. тот участок, где протекает экзотермическая реакция. Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода и при определенных температурах и запасе тепловой энергии источника воспламенения.

Горение веществ может протекать не только в среде кислорода, но и при соединении с другими веществами. Так, многие вещества горят при наличии хлора, паров брома, серы.

Различные по химическому составу твердые материалы и вещества горят неодинаково. Простые вещества (сажа, древесный уголь, кокс, антрацит), представляющие собой химический чистый углерод, накаляются или тлеют без образования искр, пламени и дыма. Это объясняется тем, что они не нуждаются в разложении перед тем, как вступить в соединение с кислородом воздуха. Такое беспламенное горение обычно протекает медленно и называется гетерогенным, или поверхностным, горением.

Горение сложных по химическому составу «твердых горючих материалов (древесина, хлопок, каучук, резина, пластмасса) протекает в две стадии: разложение, процессы которого не сопровождаются пламенем и излучением света, и собственно горение, характеризующееся наличием пламени или тления. Таким образом, сложные вещества сами не горят, а горят продукты их разложения. Если они сгорают в газообразной фазе, то такое горение называется гомогенным, при этом, если процесс горения протекает по мере смешения кислорода воздуха с горючим веществом, горение именуется диффузионным.

Если до начала горения была заранее приготовлена или сама образовалась горючая смесь паров или газов с воздухом и время горения этой смеси зависит только от скорости химической реакции (а не от времени ее приготовления), такое горение называется кинетическим. Оно протекает наиболее быстро, нередко в виде взрыва.

Скорость выгорания твердых материалов зависит от влажности материала, удельной загрузки (количество материала, приходящееся на 1 м2 площади палубы), отношения площади поверхности материала к его объему, доступа воздуха, скорости и направления ветра и других факторов. Сухие волокнистые, разрыхленные и пылеобразные вещества, имеющие большую поверхность соприкосновения с кислородом воздуха, выгорают быстрее, чем влажные и уплотненные материалы. Кинопленки на нитрооснове, целлулоид, порох и взрывчатые вещества среди твердых горючих материалов и веществ обладают самой высокой скоростью горения. Они горят под водой, под землей и в герметически закрытых емкостях. Взрывчатые вещества (йодистый, хлористый, сернистый азот, ацетиленистая медь) не содержат в своем составе кислород и взрываются при разложении (ацетиленистое серебро).

Большинство горючих веществ при нагревании образует газообразные продукты, которые при смешении с воздухом, содержащим кислород, образуют горючую среду. Горючая среда может образовываться также при тонкодисперсном распылении твердых и жидких веществ.