Горючесть и коэффициент горючести веществ

Введение

Методические указания предназначены для курсантов, слушателей и студентов Ивановского института ГПС МЧС России. В издании сведены воедино все необходимые расчетно-аналитические зависимости для решения задач по курсу «Теория горения и взрыва», что способствует усовершенствованию процесса преподавания дисциплины.

В методических указаниях приведены правила составления уравнения реакции горения, основные определения, формулы для расчета материального и теплового баланса процесса горения, расчета показателей пожарной опасности веществ и материалов, классификация веществ по коэффициенту горючести, классификация жидкостей по пожарной опасности. Указана литература, рекомендуемая при изучении дисциплины «Теория горения и взрыва».

Реакция горения

Уравнение материального баланса процесса горения

При составлении уравнения реакции горения необходимо соблюдать четыре правила.

1. Принимают, что происходит полное сгорание вещества, следовательно, в качестве продуктов горения образуются высшие оксиды составляющих его элементов: CO₂, SO₂, P₂O₅, H₂O. При горении галогенсодержащих углеводородов выделяются: HCl, HF, HBr.

2. Азот при температуре горения ниже 2000 ^оС не вступает в реакцию. Поскольку в условиях реального пожара температура не превышает значения 1500 – 1600 ^оС, то принимают, что азот выделяется в свободном виде (N₂).

3. Расстановка коэффициентов в схеме реакции горения проводится на один моль горючего вещества.

4. Кислород, входящий в состав горючего вещества (например, C₂H₆OS 2-тиолэтанол), участвует в реакции горения, как и кислород воздуха, в качестве окислителя.

C₂H₆OS + 4O₂ + 4×3,76N₂ ® 2CO₂ + 3H₂O + SO₂ + 4×3,76N₂

горючее воздух продукты горения

вещество

b = 4

Коэффициент, который стоит в реакции горения перед кислородом, называется стехиометрическим коэффициентом реакции горения и обозначается греческой буквой b. Так как в результате реакции горения получаются вполне определенные продукты горения, то есть соединения, в которых элементы имеют строго определенные и постоянные степени окисления, можно записать общее уравнение реакции горения:

С_cH_hO_oS_sР_pHal_halN_n + b (O₂ + 3.76 N₂) = c CO₂ + s SO₂ + Р₂О₅ + hal HHal + H₂O + (3.76 b + ) N₂ (1.1.1)

Стехиометрический коэффициент реакции горения в этом случае можно рассчитать по формуле:

b = (1.1.2)

Горючесть и коэффициент горючести веществ

По горючести вещества и материалы классифицируют на горючие, трудногорючие, негорючие [1].

Негорючие (несгораемые)– вещества и материалы, не способные к горению в воздухе.

Трудногорючие (трудносгораемые)– вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления.

Горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

Горючесть вещества оценивается по коэффициенту горючести, обозначаемому буквой К, который рассчитывается по формуле:

К = 4n_C + 4n_S + n_H + n_N – 2n_O – 2n_Cl – 3n_F – 5n_Br , (1.2.1)

где:

n_C, n_S, n_H, n_N, n_O, n_Cl, n_F, n_Br - число атомов соответственно углерода, серы, водорода, азота, кислорода, хлора, фтора, брома в молекуле вещества.

Если расчётное значение К £ 0 – вещество негорючее, 0 < К £ 2 - вещество трудногорючее, К > 2 – вещество горючее.