Основные пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….3

1 Основные пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов…………4

1.1 Назначение порошковых огнетушителей…………………………………....11

2 Исходные данные для расчетов……………………………………………….19

3 Расчет показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов………20

3.1 Расчет температуры вспышки……………………………………………….20

3.2 Расчет температуры воспламенения…………………………………………21

3.3 Расчет нижнего концентрационного предела

распространения пламени………………………………………………………..22

3.4 Расчет верхнего концентрационного предела

распространения пламени………………………………………………………..23

3.5 Расчет нижнего и верхнего температурных пределов

распространения пламени………………………………………………………..24

Приложение 1……………………………………………………………………..27

Приложение 2………………………………………………………………………29

Приложение 3………………………………………………………………………30

Приложение 4………………………………………………………………………31

Список использованной литературы……………………………………………33

 

Введение

Последствия пожаров равны стихийным бедствиям. Они приносят государству очень серьезные материальный и социальный ущерб. Несмотря на то, что в последнее время количество пожаров и число погибших на них людей стало несколько снижаться, в абсолютном выражении такие данные выглядят все еще плохо.

Нарушение правил и мер пожарной безопасности, под которыми подразумевается комплекс положений, устанавливающих порядок соблюдения норм и стандартов, призванных предотвратить пожары и обеспечить безопасность людей в случае их возникновения. Нарушения правил пожарной безопасности обычно выражаются в неосторожном, небрежном обращении с огнем, ненадлежащем хранении взрывчатых, горючих и иных опасных в пожарном отношении материалов, несоблюдении установленных норм устройства и эксплуатации электрооборудования, неправильном использовании осветительных, отопительных и нагревательных приборов.

Наиболеераспространенным устройством для тушения начинающихся пожаров является огнетушитель. Наша промышленность ежегодно выпускает большое количество разнообразных огнетушителей и химических веществ для их зарядки. Умелое обучение населения правилам использования огнетяшителями, поддержание их в постоянной готовности является одной из задач не только администрации предприятий, организаций и учреждения, добровольных подарных сообществ и дружин, но и личного состава поарных частей. К сожалению, бывают случаи, когда из-за неумелого использования огнетушителями пожары принимают большие размеры.

В данной работе мы рассмотрим приципы устройства и действия порошковых огнетушителей.

 

Основные пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов

Сущность и виды горения. Классы пожаров.

Пожар - это неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Горение - это экзотермическая реакция окисления вещества, сопрово-ждающаяся выделением дыма и возникновением пламени или свечения.

Для возникновения горения необходимы три основных условия:

1. Наличие горючего вещества.

2. Наличие окислителя.

3. Наличие источника воспламенения.

Горючее вещество и окислитель должны находиться в необходимом соотношении и образовывать горючую смесь - среду, способную само-стоятельно гореть после удаления источника воспламенения. Источник воспламенения должен иметь достаточную для начала реакции энергию и температуру.

Для полного сгорания горючего вещества необходимо присутствие достаточного количества кислорода, но при пожаре его бывает недостаточно. Тогда окисляется только часть горючего вещества, а остаток разлагается с выделением большого количества дыма и токсичных веществ. Это усложняет пожаротушение и является прямой угрозой для людей. При горении кон-центрация кислорода в воздухе должна быть не ниже 16 - 18%. При умень-шении количества кислорода до 10% горение прекратится.

Горение бывает гомогенным и гетерогенным.

При гомогенном горении вещества, вступающие в реакцию окисления, имеют одинаковое агрегатное состояние - газо - или парообразное.

При гетерогенном горении вещества, вступающие в реакцию окисле-ния, имеют разные агрегатные состояния, существует граница деления фаз в горючей системе.

При горении характерны три стадии: возникновение, распространение и угасание пламени. Пламя передвигается по горючему материалу путем пере-дачи тепла или диффузии активных частиц из зоны горения в свежую ее часть.

По скорости распространения пламени горение делится на дефлагра-ционное, взрывное и детонационное.

Дефлаграционное горение - это горение, при котором скорость пламени достигает нескольких метров в секунду.

Взрывное горение - это чрезвычайно быстрое химическое преобразова-ние, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных выполнять механическую работу. Скорость пламени достигает сотен метров в секунду.

Детонационное горение - это горение, распространяющееся со сверх-звуковой скоростью, достигает нескольких тысяч метров в секунду.

Возникновение детонаций объясняется сжатием, нагреванием и переме-щением несгоревшей смеси перед фронтом пламени. Это приводит к ускоре-нию распространения пламени и возникновению в смеси ударной волны, бла-годаря которой и осуществляется передача теплоты в смеси.

По происхождению и внешним особенностям различают формы горения:

- вспышка - быстрое загорание горючей смеси без образования сжатых газов, не переходящее в стойкое горение;

- загорание - горение, возникающее под влиянием источника воспламенения;

- вспышка - загорание, сопровождающееся появлением пламени;

- самовозгорание - горение, начинающееся без влияния источника вос-пламенения;

- самовоспламенение - самовозгорание, сопровождающееся появлением

пламени;

- тление - горение без излучения света, с появлением дыма.

В зависимости от агрегатного состояния и особенностей горения горю-чих веществ и материалов, пожары согласно ГОСТ 27331- 87 делятся на клас-сы и подклассы:

Класс А - горение твердых веществ.

Подкласс А 1 - сопровождается тлением.

Подкласс А 2 - не сопровождается тлением.

Класс В- горение жидких веществ в воде.

Подкласс В 2 - не растворяющихся в воде.

Класс С - горение газов.

Класс Д- горение легких металлов.

Подкласс Д 1 - за исключением щелочных.

Подкласс Д 2 – щелочных.

Подкласс Д 3 - металлосодержащих соединений.

Класс Е - горение электроустановок под напряжением.

Самозагорание веществ.

Некоторые вещества при определенных условиях имеют способность к самовозгоранию без нагревания от внешних источников.

Различают три вида самовозгорания:

1. Тепловое самовозгорание.Вещества склонны к самовозгоранию при их нагреве до сравнительно незначительной температуры, 60...80 ⁰С, за счет интенсификации процессов окисления и недостаточного теплоотвода, что приводит к повышению интенсивности окисления и самовозгоранию.

2. Химическое самовозгорание. Вещества, в состав которых входят неорганические (ненасыщенные) углеводные вещества при наличии двойных и тройных связей между атомами углерода. Окислитель, присоединяясь по линиям связи, повышает температуру вещества и интенсивность дальнейшего окисления. При определенных условиях этот процесс заканчивается самовозгоранием.

3. Микробиологическое самовозгорание.Склонны продукты растительного происхождения. При определенной влажности и температуре возникает специфический белый грибок. Его жизнедеятельность связана с повышением температуры.

Исходные данные для расчетов.

1,3,5 – Триметилбензол (мезитилен), С₉Н₁₂

Физико-химические свойства: Мол. масса 120,2; плотн. 865,2 кг/м3 при 20°С; т. кип. 164,7°С; lg p = 6,35844 – 1691,49/(224,177 + t) при 9,6–164,7°С; плотн. па- ра по воздуху 4,15; коэф. диф. пара в воздухе 0,0615 см2 /с при 0°С (расч.); тепл. образов. –15,9 кДж/моль; тепл. cгop. –4993 кДж/моль (расч.); в воде не раствор.

Пожароопасные свойства: Легковоспламеняющаяся жидкость. Т. всп. 46°С; т. самовоспл. 550°С; конц. пределы распр. пл. 0,9–5,4% об.; МВСК 11,3% об.; скор. выгор. 5,72·10–2 кг/(м2 ·с).

Средства тушения: Распыленная вода, возд.-мех. пена.

 

Расчет показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

К расчету температуры

вспышки и воспламенения

 

Таблица 1 - Значения эмпирических коэффициентов (для различных видов структурных групп)

Структурная группа	aj, °C	Структурная группа	aj, °С
С—С	-2,03	С=О	11,66
С --- С	-0,28	CN	12,13
с—н	1,105	N—H	5,83
С—О	2,47	О—Н	23,90
С=С	1,72	C—F	3,33
C—N	14,15	C—S	2,09
C—Cl	15,11	C=S	-11,91
C—Br	19,40	H—S	5,64
Si—H	11,00	P—O	3,27
Si—C	-4,84	P=O	9,64
Si—Cl	10,07

 

Таблица 2 - Значения эмпирических констант С₀, С₁, С₂ (для различных классов соединений)

Класс соединений	С0	C1	С2
Соединения, состоящие из
атомов С, Н, О, N	-45,5	0,83	-0,0082
атомов С, Н, О, N, Cl	-39,6	0,79	-0,0114
Соединения, содержащие атомы F, Вr	-57,4	0,79	-0,0147
Элементоорганические соединения, содержащие атомы S, Si, Р, Сl	-45,5	0,83	-0,0082

 

Таблица 3 - Значения эмпирических коэффициентов а и b (для разных классов веществ)

Класс веществ	а, °С	b
Алканы	-73,22	0,693
Спирты	-41,69	0,652
Алкиланилины	-21,94	0,533
Карбоновые кислоты	-43,57	0,708
Алкилфенолы	-38,42	0,623
Ароматические углеводороды	-67,83	0,665
Альдегиды	-74,76	0,813
Бромалканы	-49,56	0,665
Кетоны	-52,69	0,643
Хлоралканы	-55,70	0,631

 

Таблица 4 - Значения эмпирических коэффициентов a_j к расчету температуры воспламенения

Структурная группа	aj, ° С	Структурная группа	aj, ° С
С—С	0,027	С=О	—0,826
С --- С	— 2,069	C—N	—5,876
С=С	— 8,980	O—Н	8,216
С—Н	— 2,118	N—Н	—0,261
С—О	— 0,111

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

к расчету НКПР

Таблица 1 - Значение коэффициентов h_j формулы (1)

hj	Значение	hJ	Значение
hС	3,929	hSi	34,352
hН	4,476	hP	27,944
hО	-0,522	hF	5,283
hN	-0,494	hCl	-1,767
hS	10,602	hобр	0,0399

 

Таблица 2 - Значения коэффициентов h_обр и h_j для различных классов химических соединений

Класс соединений	hобр	hС	hН	hО	hN	hCL
Алканы	0,0399	3,919	4,483	-	-	-
Алифатические спирты	0,0432	4,287	4,889	-0,522	-	-
Алкены	0,0419	4,141	4,727	-	-	-
Ароматические углеводороды	0,0489	4,904	5,569	-	-	-
Алкилхлориды	0,0399	3,919	4,483	-	-	-0,586
Алкиламины	0,0360	3,501	4,006	-	-0,494
Кетоны	0,0453	4,534	5,142	-0,522
Альдегиды	0,0490	4,936	5,583	-0,522
Карбоновые кислоты	0,0594	6,087	6,847	-0,522
Эфиры карболовых кислот	0,0510	5,161	5,830	-0,522
Простые эфиры	0,0415	4,113	4,679	-0,522

 

Таблица 3 - Значения коэффициентов h_s в формуле (2)

Вид связи	hs	Вид связи	hs
С - С	41,2	О - Н	5,7
С = С	122,1	C - N	25,0
С = С	341,5	N - H	20,9
С - Н	49,2	С - С1	7,8
С - О	10,9	N - N	152,2
С = О	34,3		485,4
Углеродный скелет бензольного кольца

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

к расчету ВКПР

Таблица 1 - Значения коэффициента h_j в формуле (1)

Связь	hj	Связь	hj
С - Н	1,39	С - С1	0,71
С - С	-0,84	C - N	-1,77
С = С	0,24	N - H	0,69
С - О	-1,40	N  C	2,07
С = О	1,31	С  С	1,93
О - Н	1,25	C --- C	0,89

 

Таблица 2 - Значения коэффициента q_s в формуле (1)

Структурная группа	qs
	-1,47
Неароматический цикл	9/ т с
	1,11

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

к расчету температурных пределов распространения пламени

Таблица 1 - Величины коэффициентов а _j в формулах (1) и (2)

Связь или структурная группа	а j	Связь или струк­турная группа	а j
	tн	tв		tн	tв
С - Н	-0,009	0,570		-4,40	-4,60
С - С	-0,909	-1,158	C - N	-2,14	0,0967
С - О	0,110	1,267	N - H	6,53	6,152
О - Н	19,75	17,80	С = С	-2,66	-4,64

Список использованной литературы

 

1. Корольченко А.Я. Процессы горения и взрыва. - М.: Изд-во «Пожнаука», 2007.

2. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. - М.: Ассоциация «Пожнаука», ч. 1 и 2, 2004.

3. Справочник инженера пожарной охраны. Учебно-практическое пособие. - М.: «Инфра-инженерия», 2005.

4. Собурь С.В. Пожарная безопасность предприятия. Курс пожарно-технического минимума: Справочник. – М.: Спецтехника, 2001.

5. Теребнев В.В., Теребнев А.В. Управление силами и средствами на пожаре. Учебное пособие. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2003.

6. Свод правил 9.13130.2009 «Огнетушители»

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….3

1 Основные пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов…………4

1.1 Назначение порошковых огнетушителей…………………………………....11

2 Исходные данные для расчетов……………………………………………….19

3 Расчет показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов………20

3.1 Расчет температуры вспышки……………………………………………….20

3.2 Расчет температуры воспламенения…………………………………………21

3.3 Расчет нижнего концентрационного предела

распространения пламени………………………………………………………..22

3.4 Расчет верхнего концентрационного предела

распространения пламени………………………………………………………..23

3.5 Расчет нижнего и верхнего температурных пределов

распространения пламени………………………………………………………..24

Приложение 1……………………………………………………………………..27

Приложение 2………………………………………………………………………29

Приложение 3………………………………………………………………………30

Приложение 4………………………………………………………………………31

Список использованной литературы……………………………………………33

 

Введение

Последствия пожаров равны стихийным бедствиям. Они приносят государству очень серьезные материальный и социальный ущерб. Несмотря на то, что в последнее время количество пожаров и число погибших на них людей стало несколько снижаться, в абсолютном выражении такие данные выглядят все еще плохо.

Нарушение правил и мер пожарной безопасности, под которыми подразумевается комплекс положений, устанавливающих порядок соблюдения норм и стандартов, призванных предотвратить пожары и обеспечить безопасность людей в случае их возникновения. Нарушения правил пожарной безопасности обычно выражаются в неосторожном, небрежном обращении с огнем, ненадлежащем хранении взрывчатых, горючих и иных опасных в пожарном отношении материалов, несоблюдении установленных норм устройства и эксплуатации электрооборудования, неправильном использовании осветительных, отопительных и нагревательных приборов.

Наиболеераспространенным устройством для тушения начинающихся пожаров является огнетушитель. Наша промышленность ежегодно выпускает большое количество разнообразных огнетушителей и химических веществ для их зарядки. Умелое обучение населения правилам использования огнетяшителями, поддержание их в постоянной готовности является одной из задач не только администрации предприятий, организаций и учреждения, добровольных подарных сообществ и дружин, но и личного состава поарных частей. К сожалению, бывают случаи, когда из-за неумелого использования огнетушителями пожары принимают большие размеры.

В данной работе мы рассмотрим приципы устройства и действия порошковых огнетушителей.

 

Основные пожаровзрывоопасные свойства веществ и материалов