Системи пожежної та охоронної сигналізації
Страница 27 из 36
< >< >< >11. Моделювання осередку пожежі у закритому приміщенні
Відомо, що в основі запобігання пожежі лежить раннє виявлення вогнища пожежі. За цим принципом і будується протипожежна автоматика, що використовує пристрої виявлення пожежі за її первинними ознаками - незначним виділенням в довкілля теплоти і диму.
Для рішення практичних задач раннього виявлення загорянь пожежними сповіщувачами, зокрема для обгрунтованого вибору і оптимального розміщення ПС на конкретних об'єктах, необхідно знати, з одного боку, найбільш характерний розвиток загорянь з урахуванням характеристик горючих матеріалів, що знаходяться на даному об'єкті, а з іншої, - реакцію пожежних сповіщувачів на загоряння, з урахуванням його розвитку, технічних характеристик сповіщувачів, взаємного розташування сповіщувачів і вогнища горіння.
Відомо, що горіння це комплекс швидко протікаючих самоприскорюваних фізико-хімічних перетворень, що супроводжуються виділенням тепла і світла. Горіння виникає в тому випадку, якщо є горючі речовини, окислювач (звичайно кисень повітря) і джерело загоряння. Поєднання горючої речовини і окислювача називається горючою системою.
Процес горіння, що обумовлює розвиток пожежі, характеризується трьома основними зонами або стадіями: підготовчою, зоною власне горіння (полум’ям) і зоною продуктів горіння. Горіння є надзвичайно складним процесом, що залежить від умов утворення горючого середовища, теплообміну з навколишнім середовищем, відведення продуктів горіння та інш. Це пояснює різноманіття видів горіння.
У залежності від властивостей горючої системи, горіння може бути гомогенним або гетерогенним. При гомогенному горінні вихідні речовини мають однаковий агрегатний стан (наприклад, горіння газів). Горіння, що характеризується наявністю розділу фаз в горючій системі, наприклад, горіння рідких і твердих горючих речовин, є гетерогенним.
Реальна пожежа, як правило, характеризується гетерогенним, дифузійним горінням, що визначається у значній мірі дифузією окислювача (повітря) в осередок пожежі.
Крім того, розрізняють ламінарне горіння, що характеризується пошаровим поширенням фронту полум'я по свіжій горючій суміші, і турбулентне, що характеризується перемішуванням шарів потоку і підвищеною швидкістю горіння (в порівнянні з швидкістю ламінарного горіння).
На практиці лише в деяких випадках пожежі характеризуються ламінарним горінням (наприклад, при закінченні газу, що горить з невеликою швидкістю, або при горінні рідини в судині невеликого діаметра). Звичайно реальні пожежі характеризуються турбулентним горінням.
У вузькому, специфічному значенні слова горінням прийнято називати реакцію з'єднання речовини з киснем, однак горіння може протікати і за відсутності кисню. Наприклад, окисли натрію і барію горять в середовищі вуглекислого газу.
Крім процесів горіння, існує багато інших окислювальних реакцій, при яких теплота, що виділяється, не супроводжується виділенням світла, наприклад, при взаємодії сірчаної кислоти з водою виділяється багато тепла при повній відсутності світовиділення.
Звертаючись до історії розвитку науки, цікавий той факт, що науковий погляд на процеси горіння, що став основою розвитку науки про горіння, запропонували уперше Ломоносов Михайло Васильович в 1756 році і Лавуазьє Антуан Лоран в 1774 році. Саме з цього історичного періоду почав накопичуватися експериментальний матеріал, що характеризує умови і закони горіння, напрями і глибину виникаючих процесів горіння, склад продуктів горіння, процеси поширення полум'я, гасіння полум'я у вузьких трубках, поверхневе горіння на твердих поверхнях.
Однак детальний механізм більшості реакцій горіння і в цей час недостатньо вивчений.
По відношенню до горіння всі речовини, згідно з існуючою класифікацією, поділяються на:
- негорючі;
- складногорючі;
- горючі (тверді, рідкі, газоподібні, дисперсні речовини).
Однак така класифікація вельми умовна, оскільки, в залежності від умов, одні і ті ж речовини можуть бути як горючими, так і негорючими, а негорючі речовини, в свою чергу, можуть бути пожежовибухонебезпечними.
Горіння може виникнути при зовнішньому нагріві речовини в окислювальному середовищі, а також за рахунок енергії хімічних реакцій за відсутності зовнішнього підігрівання.
Як відомо, згідно з прийнятою класифікацією, існує три стадії горіння.
Якщо умови горіння такі, що вся енергія, що виділяється, йде тільки на підтримку окислення з однією і тією ж інтенсивністю і в певному інтервалі температур, недостатньому для газифікації горючих речовин, то такий процес називається тлінням.
Тління як стадія повільного теплового розвитку характерна тільки для твердих горючих речовин.
Якщо умови горіння такі, що кількість теплоти, що виділяється, перевищує витрати на підтримку окислення, то це приведе до збільшення інтенсивності окислення, газифікації пального речовин і вступу в нову фазу - фазу полум'яного горіння.
Полум'я - це видима зона горіння, що характеризується свіченням і випромінюванням тепла і виникла внаслідок запалення або самоспалахування; воно далі стає джерелом безперервного потоку тепла і хімічно активних часток в прилеглі шари свіжої горючої суміші.
При дуже високій швидкості окислення наступає третя стадія горіння - Вибух (Детонація - (вибух) поширення в дуже тонкому шарі з надзвуковою швидкістю (до 9 м/с). Викликається механічним або тепловим впливом (удар, іскра і т. ін.). Перехід від стадії полум'яного горіння до вибуху, в основному, характерний для горючих газів, ЛВЖ і ДВ, але може і супроводити процес окислення ТГВ, наприклад, пороху.
