Механізми виникнення та розвитку пожеж. Охорона праці

ОХОРОНА ПРАЦІ
Безкоштовна бібліотека / Охорона праці

Механізми виникнення та розвитку пожеж. Охорона праці

Охорона праці

Охорона праці / Законодавчі засади охорони праці

пожежа - це неконтрольоване горіння, що завдає матеріальних збитків, шкоди життю та здоров'ю громадян, інтересам суспільства та держави. Горіння під контролем людини не є пожежею, якщо воно не завдає шкоди.

Несанкціоноване займання, т. е. початок горіння під впливом джерела запалювання, має бути негайно ліквідовано з використанням первинних засобів пожежогасіння (Вогнегасників або пожежного водопроводу). Проте керівникам закладів освіти слід пам'ятати, що залучення до гасіння пожежі навіть навчених співробітників є небезпечним, а школярів – неприпустимим.

горіння - це екзотермічна реакція окислення речовини, що супроводжується принаймні одним із трьох факторів: свіченням, полум'ям, появою диму; тління - Безполум'яне горіння матеріалу.

Самозаймання - це загоряння внаслідок самоініційованих екзотермічних процесів; займання - Початок полум'яного горіння під впливом джерела запалювання. На відміну від займання спалах супроводжується тільки полум'яним горінням.

Горіння виникає за наявності трьох обов'язкових складових: горючої речовини, окислювача та джерела запалювання.

під терміном горюча речовина мається на увазі речовина, яка здатна самостійно горіти після того, як буде видалено зовнішнє джерело запалювання. Пальне може перебувати в твердому, рідкому або газоподібному стані. Горючими речовинами є більшість органічних речовин, ряд газоподібних неорганічних сполук та речовин, багато металів тощо. буд. Найбільшу вибухопожежну небезпеку становлять гази.

Для займання паливної рідини над її поверхнею спочатку має утворитися пароповітряна суміш. Горіння рідин можливе лише у паровій фазі; при цьому поверхня самої рідини залишається порівняно холодною. Серед горючих рідин виділяють клас найбільш небезпечних - легкозаймисті рідини (ЛЗР). До ЛЗР належать бензин, ацетон, бензол, толуол, деякі спирти, ефіри тощо.

Існує ряд речовин (газоподібних, рідких або у твердому стані), які здатні самозаймисти при контакті з повітрям без попереднього нагріву (при кімнатній температурі). Такі речовини називають пірофорними. До них відносяться: білий фосфор, гідриди та металоорганічні сполуки легких металів та ін.

Існує також досить велика група речовин, при контакті яких з водою або водяною парою, що знаходяться в повітрі, починається хімічна реакція, що протікає з виділенням великої кількості теплоти. Під дією теплоти, що виділяється, відбувається самозаймання горючих продуктів реакції і вихідних речовин. До цієї групи речовин відносяться лужні та лужноземельні метали (літій, натрій, калій, кальцій, стронцій, уран та ін), гідриди, карбіди, фосфіди зазначених металів, низькомолекулярні металоорганічні сполуки (триетила-люміній, триізобутилалюміній, триетилбор) та ін.

горіння твердої речовини відбувається за більш складним механізмом, у кілька стадій. При вплив зовнішнього джерела відбувається прогрів поверхневого шару твердої речовини, з нього починається виділення газоподібних летких продуктів. Цей процес може супроводжуватися або плавленням поверхневого шару твердої речовини, або його сублімацією (утворенням газів, минаючи стадію плавлення). При досягненні певної концентрації горючих газів у повітрі (нижньої концентраційної межі) вони спалахують і за допомогою теплоти, що виділяється, починають самі впливати на поверхневий шар, викликаючи його плавлення і надходження в зону горіння нових порцій горючих газів і парів твердої речовини.

Розглянемо як приклад деревину. При нагріванні до 110°C відбуваються висушування деревини та незначні випари смоли. Слабке розкладання починається за 130°C. Більше помітне розкладання деревини (зміна кольору) відбувається при температурі 150°C і вище. Продукти розкладання, що утворюються при 150-200°C, складають в основному воду і вуглекислий газ, тому горіти не можуть. При температурі вище 200 ° C починає розкладатися головна складова частина деревини - клітковина. Гази, що утворюються при цих температурах, є горючими, оскільки вони містять значну кількість окису вуглецю, водню, вуглеводнів та пари інших органічних речовин. Коли концентрація цих продуктів у повітрі стане достатньою, за певних умов станеться їхнє займання.

Якщо палива при плавленні розтікається, воно збільшує вогнище горіння (наприклад, каучук, гума, метали і т. д.). У тому випадку, якщо речовина не плавиться, кисень поступово підходить до поверхні пального і процес набуває форми гетерогенного горіння (наприклад, випалювання коксу). Процес горіння твердих речовин складний і різноманітний, залежить від багатьох чинників (дисперсність твердого матеріалу, його вологість, наявність плівки оксидів з його поверхні та її міцність, присутність домішок тощо. буд.).

Інтенсивніше (часто з вибухом) відбувається загоряння дрібнодисперсних металевих порошків і пилоподібних горючих матеріалів (наприклад, деревного пилу, цукрової пудри).

В якості окислювача при пожежі найчастіше виступає кисень, вміст якого повітря становить близько 21%. Сильними окислювачами є перекис водню, азотна та сірчана кислоти, фтор, бром, хлор та їх газоподібні сполуки, хромовий ангідрид, перманганат калію, хлорати та інші сполуки.

При взаємодії з металами, які у розплавленому стані виявляють дуже високу активність, у ролі окислювачів виступають вода, двоокис вуглецю та інші кисневмісні сполуки, які у звичайній практиці вважаються інертними.

Однак лише наявності суміші пального та окислювача ще недостатньо для початку процесу горіння. Потрібний ще джерело запалювання. Для того щоб відбулася хімічна реакція, необхідна поява достатньої кількості активних молекул, їх уламків (радикалів) або вільних атомів (що ще не встигли об'єднатися в молекули), які мають надмірну енергію, що дорівнює енергії активації для даної системи або перевищує її.

Поява активних атомів і молекул можлива при нагріванні всієї системи, при локальному контакті газів з нагрітою поверхнею, при дії полум'я, електричного розряду (іскра або дуга), локального нагрівання стінки судини в результаті тертя або при введенні каталізатора і т.п.

Джерелом займання може бути також раптове адіабатичне (без теплообміну з навколишнім середовищем) стиснення газової системи або вплив на неї ударної хвилі.

В даний час встановлено, що механізм виникнення та розвитку реальних пожеж та вибухів характеризується комбінованим ланцюжково-тепловим процесом. Почавшись ланцюговим шляхом, реакція окиснення за рахунок її екзотермічності продовжує прискорюватись за рахунок тепла. Зрештою критичні (граничні) умови виникнення та розвитку горіння визначатимуться тепловиділенням та умовами тепломасообміну реагуючої системи з навколишнім середовищем.

Під механізмом припинення горіння розуміють систему чинників, які призводять до закінчення процесу (реакції) горіння.

Механізм припинення горіння може бути природно обумовленим, коли він реалізується без участі людини (самоліквідація горіння, наприклад, у природі). Разом з тим, знання суті механізму припинення горіння дозволяє цілеспрямовано використовувати його як при ліквідації невеликих вогнищ горіння, так і при гасінні пожеж.

Для припинення горіння необхідно виконання хоча б однієї з наступних умов:

припинення надходження до зони горіння нових порцій парів пального;
припинення надходження окислювача (кисню повітря); зменшення теплового потоку від смолоскипа полум'я; зменшення концентрації активних частинок (радикалів) у зоні горіння.

Таким чином, можливими принципами (спосібами) гасіння вогню можуть бути:

зниження температури осередку горіння нижче за температуру самозаймання або температури спалаху пального шляхом введення в полум'я речовин, які в результаті випаровування, сублімації або розкладання забирають на себе деяку кількість теплоти (класичною речовиною є вода);
зменшення кількості парів пального, що надходить у зону горіння, шляхом ізоляції пального речовини від впливу факела вогнища горіння (наприклад, за допомогою щільного покривала);
зниження концентрації кисню у газовому середовищі шляхом розведення середовища негорючими добавками (наприклад, азотом, вуглекислим газом);
зниження швидкості хімічної реакції окиснення за рахунок зв'язування активних радикалів та переривання ланцюгової реакції горіння, що протікає в полум'ї шляхом введення спеціальних хімічно активних речовин (інгібіторів);
створення умов гасіння полум'я при проходженні через вузькі канали між частинками вогнегасної речовини (ефект вогнеперегородження);
зрив полум'я внаслідок динамічного впливу струменя вогнегасної речовини на осередок горіння.

Як правило, процес гасіння має комбінований характер. Так, піна надає ізолюючу та охолоджувальну дію, порошкові склади мають інгібуючу, вогнеперегороджувальну та динамічну дію.

Небезпечний фактор пожежі (ОФП) - це фактор, вплив якого може призвести до людської та (або) матеріальної шкоди. ОФП поділяються на первинні та вторинні.

До первинних відносяться:

полум'я та іскри;
підвищена температура довкілля;
токсичні продукти горіння та термічного розкладання;
дим;
знижена концентрація кисню.

При оцінці первинних ОФП необхідно пам'ятати, що основними з них є токсичні продукти горіння і термічного розкладання, що є розпеченою до 300-400°C суміш високотоксичних отруйних речовин, що паралізують органи дихання людини за один-два вдихи. Статистика загибелі людей на пожежах за 2003 р. показує, що 77,7% загиблих було вражено саме цим ОФП, а в середньому за попередні роки цей показник тримається на рівні 80%. При цьому слід мати на увазі, що гранично допустима підвищена температура навколишнього середовища також нормується і становить 70°C для людини.

Динаміка наростання температури продуктів горіння під час пожежі в приміщенні на виході з нього на висоті росту людини має такі зразкові параметри:

протягом першої хвилини - приблизно 160°C;
протягом другої хвилини приблизно до 350°C.

Отже, гранична температура продуктів горіння досягається у приміщенні приблизно за 2 хвилини, що необхідно враховувати під час евакуації учнів.

Один з найважливіших ОФП - зменшення вмісту кисню в газовому середовищі приміщення, що горить. У чистому повітрі його вміст сягає 27%. У палаючій будівлі за рахунок інтенсивно протікає горіння вміст кисню значно знижується; його небезпечне значення перебуває у межах 17%. Це необхідно враховувати при використанні засобів захисту органів дихання, що фільтрують, призначених для застосування черговими службами та іншими особами. Тобто існує ймовірність того, що людина на пожежі, захищена, наприклад, саморятувальником, може загинути не від токсичних продуктів горіння, а від нестачі кисню в газовому середовищі будівлі, що горить.

Гасіння пожежі - складне професійне завдання. Її рішення під силу лише навченим і добре оснащеним пожежним підрозділам, які завжди використовують ізолюючі засоби захисту органів дихання.

До вторинних ОФП можна віднести:

уламки, частини механізмів, що руйнуються, конструкцій будівель і т. д.;
токсичні речовини та матеріали із зруйнованих механізмів та агрегатів;
електрична напруга, внаслідок втрати ізоляції струмопровідними частинами механізмів;
небезпечні фактори вибуху, що виникають внаслідок пожежі; вогнегасні речовини.
У поступовій динаміці розвитку пожежі виділяють кілька основних фаз.

Перша фаза (до 10 хв.) - Початкова стадія, що включає перехід займання в пожежу за час приблизно в 1-3 хвилини і зростання зони горіння протягом 5-6 хвилин. При цьому відбувається переважно лінійне поширення вогню вздовж горючих речовин і матеріалів, що супроводжується рясним димовиділенням. На цій фазі дуже важливо забезпечити ізоляцію приміщення від надходження зовнішнього повітря, тому що в деяких випадках у герметичному приміщенні настає самозагасання пожежі.

Друга фаза – стадія об'ємного розвитку пожежі, що займає за часом 30-40 хвилин. Характеризується бурхливим процесом горіння з переходом до об'ємного горіння; процес поширення полум'я відбувається дистанційно з допомогою передачі енергії горіння інші матеріали.

Через 15-20 хвилин відбувається руйнування скління, різко збільшується приплив кисню, максимальних значень досягають температура (до 800-900 ° C) і швидкість вигоряння. Стабілізація пожежі при максимальних значеннях відбувається на 20-25 хвилинах і триває ще 20-30 хвилин. При цьому вигоряє основна маса горючих матеріалів.

Третя фаза - стадія згасання пожежі, т. е. догоряння як повільного тління, після якого пожежа припиняється.

Аналіз динаміки розвитку пожежі дозволяє зробити наступні висновки.

Технічні системи пожежної безпеки (сигналізації та автоматичного гасіння пожежі) повинні спрацювати до досягнення максимальної інтенсивності горіння, а краще – у початковій стадії пожежі. Це дозволить керівнику освітньої установи мати запас часу, щоб організувати заходи щодо захисту людей.

Пожежні підрозділи прибувають, як правило, через 10-15 хвилин після виклику, тобто через 15-20 хвилин після виникнення пожежі, коли вона набуває об'ємної форми та максимальної інтенсивності.

Автори: Вольхін С.М., Петрова С.П., Петров В.П.

Рекомендуємо цікаві статті розділу Охорона праці:

▪ Предмет охорони праці. Основні поняття охорони праці

▪ блискавкозахист

▪ Освітленість, шум та їх вплив на умови праці та на організм людини

Дивіться інші статті розділу Охорона праці.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Наноохолодження 17.09.2010

Фахівці Шведського королівського технологічного інституту показали, що додаванням до води певних наночастинок можна підвищити її теплопровідність і тим самим покращити властивості, що охолоджують.

Вода з наночастинками оксидів цинку або міді (6-8% від загального обсягу) охолоджує на 60% краще за чисту воду. Причини цього не цілком зрозумілі, але припускають, що добавка наночастинок змінює структуру води.

У країнах Європи на охолодження різної техніки витрачається 7% електроенергії. Розробка шведських вчених дозволить зменшити ці витрати та щільніше компонувати електронні схеми.

Інші цікаві новини:

▪ Нові професійні сканери формату А3

▪ 7-нм процесор ARM для самоврядних авто

▪ Створено надміцний алюмінієвий сплав

▪ Світлові бар'єри F3ET та F3EM

▪ Тривалість доби на Венері завжди різна

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Блоки живлення. Добірка статей

▪ стаття Не боязкого десятка. Крилатий вислів

▪ стаття Коли винайшли лампи? Детальна відповідь

▪ стаття Надання першої долікарської допомоги при сонячному тепловому ударі

▪ стаття Прилад для визначення висновків, структури та коефіцієнта передачі струму транзисторів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Зібрати чотири монети разом. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт