большинство твердых тел дерево уголь торф воспламеняется при какой температуре цельсия

Температура возгорания древесины

В обыденной жизни граждан пожары происходят часто. Их причиной становиться неаккуратное поведение с огнем или легко воспламеняющимися материалами. Полностью застраховать себя от чрезвычайной ситуации невозможно. Как-бы человек не старался. Но не лишним будет знать, какая температура возгорания дерева.

Материал становиться источником появления огня, например, в частных домах в печах. Его легко разжечь, но в этом стоит разобраться подробно.

Тепловые свойства древесины

Любые породы имеют особенности. Загораются они при разных температурах и отдают свое количество энергии. У каждого дерева иные показатели. Это нужно рассмотреть детальнее. Особенно людям, использующим такой природный материал в частных домах.

Детальная информация видна на видео:

Температура воспламенения пород

Для отопления жилья подходят различные виды дерева. У всех способы сгорания отличаются. Определенные дрова дают высокое пламя, у иных, низкий огонь. Естественно, теплоотдача разная. Также большое влияние оказывает количество поступающего кислорода в топку, объемный вес, процент влажности.

На температуру возгорания действует сечение дерева, порода, его плотность. Все факторы неотъемлемые.

В таблице приведены полезные данные:

Информация не обо всех породах, но понять, какая температура возгорания дерева при нагреве, можно. Есть общепринятое минимальное значение – 450 градусов. Но это зависит от многих условий.

Как ведет себя дерево при разных температурах

Если градусы повышаются, то прочность природного материала становиться меньше. При их снижении она увеличивается. Если дерево замораживается, оно становиться крепче. Температура действует сильнее на влажные дрова, чем на сухие.

Когда градусы при сырости значительно повышаются, у древесины происходит пластификация. Материал можно гнуть. Во время заморозки при влажности увеличивается хрупкость. Длительный период материал не продержится. Это приводит к раскалыванию.

Выбор дров

Здесь нужно знать некоторые нюансы. Например, бук и ясен, дают высокую температуру, но для топки обычной печи, сауны или бани они непригодны. В силу своей дороговизны.

Идеально подходят для парной дрова из березы. Для возгорания им нужна температура 816-820 градусов Цельсия.

Также хорошим выбором будет дуб и лиственница. Им нужно приблизительно столько же градусов. Если требуется разжечь костер, подходит хвоя.

Лучший выбор – сосна. Ее можно использовать и для печи. В таких деревьях большое содержание смолы. Она будет засорять дымоход, его требуется постоянно чистить. Хвойные породы подходят для таких целей в крайних случаях. Не стоит класть в топку влажные дрова. Они горят плохо и создают задымление.

Последствия разогрева дерева

Процесс, когда на участок породы воздействует наружный источник тепла и появляется огонь. Это может быть бумага, подожженная спичкой, или что-то другое. Какая температура возгорания бумаги? Бумага способна воспламеняться, если имеется источник зажигания самостоятельно, выделяя свет, тепло.

При температуре 120-150°С дерево начинает обугливаться. Образуется самовоспламе-няющийся уголь.

Когда градусы достигнут отметки 250-350°С, материал начнет термически разлагаться на составляющиеся. Поверхность дерева станет тлеть, но пламя нельзя увидеть. Появиться бурый дым. Порода уже нагрелась и готова к переходу в новую стадию.

Воспламенение

Начальный этап процесса горения, при котором термохимические реакции ускоряются. Активизируется при температуре от 460 градусов и выше.

На воспламенение влияют объем, влажность, внешний источник нагрева, тяга и другие факторы. Если порода мокрая, процесс воспламенения трудный.

Требуется дополнительная затрата энергии, чтобы испарилась вода. Также теплопроводность замедляется. Массивное округлое дерево горит хуже. Прямо-угольное с небольшим сечением – хорошо. Нестроганая поверхность дерева воспламеняется скорее в сравнении с гладкой. Также важно, чтобы поступало достаточно кислорода. Иначе ждать огня придется долго.

Самовоспламенение

Процесс возможен без влияния внешних источников. Например, определенный участок породы подвергается перегреву. Он начинает обугливаться. Древесный уголь взаимодействует с кислородом. Над поверхностью появляется горючая смесь.

Высокая температура воспламеняет образование. Тлеющий древесный уголь появляется на ворсинках досок. Чтобы избежать самовозгорания, особенно, если порода находиться возле источников огня, нужно убирать неровности. Тогда чрезвычайной ситуации не произойдет.

Продукты сгорания

В процессе газообразные частицы и твердые превращаются в дым. Их состав зависит от породы дерева. Это соединения химических элементов с кислородом.

Продуктами горения являются:

Перечисленные продукты гореть в дальнейшем не могут. Кроме одного исключения. Им является окись углерода. Твердые частицы дыма – это сажа. Состав продуктов зависит от условий горения. Оно может быть полным, и нет.

Если воздуха мало, появляется едкий дым. Он очень опасен для человека. Часто его вдыхание в больших количествах приводит к летальному исходу.

Фазы горения

В процессе их две – пламенная и тления. В первом случае выделяется большое количество продуктов с высокой температурой. У пламени интенсивное излучение. Огонь распространяется быстро и площадь пожара стремительно увеличивается. Если происходит ЧС, спасатели ликвидируют первую фазу горения.

Тлеют твердые продукты – угли. Выделение пиролизных газов происходит медленно. Огня из-за слабой концентрации нет. Эти продукты охлаждаются, появляется густой дым белого цвета.

Две фазы горения тесно взаимосвязаны. Они продолжаются пока есть топливо, кислород, нужная температура. Если одного элемента будет не хватать, пламя прекратиться.

Детальная информация видна на видео:

Эффективность горения древесины

В процессе сжигания породы происходит выделение тепловой энергии. С ее помощью обогревается здание. Эффективность горения зависит от температуры дерева в печи.

На это влияют несколько факторов:

Это основные показатели эффективности горения данного природного топлива. На них требуется обращать особое внимание. В зависимости от вида дерева, его используют для приготовления шашлыка на мангале, обогрева, других нужд. Рассмотрим подробнее.

Влажность и интенсивность горения

Если дерево срубили не очень давно, оно будет сырым. На это также влияет пора года. Влаги в нем содержится 45-65%. Интенсивность горения, к примеру, в камине, будет низкой. Огню понадобиться тратить энергию, чтобы испарить воду. Теплоотдача при этом станет невысокой.

Есть способы, которые помогут добыть нужное количество энергии:

Только срубленную породу не стоит использовать для отопления, кроме березы. В сыром виде пригоден граб и ясен.

Влияние тяги в печке

За ней надо внимательно следить. Иначе дерево нормально гореть не будет. Тяга направляет выделяемые вещества с потоками воздуха к системе вытяжки. Чтобы ее проверить, нужно разжечь бумагу в печи с открытой дверцей и заслонкой на дымоходе. Если ее нет – это плохо.

Узнать, отсутствует ли тяга, можно по таким признакам:

На тягу влияют факторы:

Для улучшения тяги следует использовать дефлектор, флюгер и шибер. А проверять его хорошо осиной.

Возможен ли пожар в бане

Такие чрезвычайные происшествия не редкость. По статистике, объятия сауны пламенем связаны с дымоходом. Требуется производить его регулярные чистки. Пожар случается, если в нем много сажи.

Причиной возгорания в бане также становиться неисправная электропроводка. Иногда сама печь. Бывает, что люди нарушают правила безопасности и происходит пожар. Важно, из какого материала сделано помещение. Он должен хорошо изолировать.

Детальная информация видна на видео:

Пожарная безопасность при работе с деревом

Природный материал легко охватывает пламя. Любой неосторожный поступок может повлечь неприятную или опасную ситуацию. Температуры возгорания древесины разные. Это зависит от породы. Но, они не слишком большие.

Для соблюдения безопасности, требуется делать следующее:

Это поможет обезопасить себя при работе с деревом.

Выводы

Зная, при каких температурных условиях случается воспламенение топлива, получиться избежать многих неприятностей. Плюс, легче будет подобрать материал для отопления дома с помощью печи или камина. Но требуется соблюдать правила безопасности, работая с деревянным материалом.

Источник

Глава 1.11 Пожар и пожарная безопасность

№ 11101/5Горение, в результате которого уничтожаются или повреждаются материальные ценности, создается опасность для жизни и здоровья людей это…?

№ 11102/5Быстро протекающий химический процесс окисления или соединения горючего вещества и кислорода воздуха, сопровождающийся выделением газа, тепла и света это…?

№ 11103/4Укажите скорость распространения пламени при перечисленных ниже процессах?

1)не превышает десятков метров в секунду 1

2) сотни метров в секунду 2

3) тысячи метров в секунду 3

4) не превышает пару метров в секунду

№ 11104/2 Для горения необходимы…?

1) горючие материалы+ 2) окислитель+ 3) источник поджигания+

4) восстановитель 5) человек 6) высокая температура

№ 11105/1 Едкие, ядовитые и взрывоопасные смеси образуются…?

1)при полном горении 2) при неполном горении+

3) при тепловом взрыве (самовоспламенении) 4) при детонации

5) собственно горении

№ 11106/1 При внутреннем подогреве горючего вещества в результате химических процессов происходит…?

1)полное горение 2) неполное горение

5) собственно горение 5) выделение дыма

№ 11107/1 Большинство твердых тел (дерева, угля, торфа и т. п.)воспламеняется при температуре…?

1) 100-120°С 2) 150-250°С 3) 250-450°С+

4) 450-650°С 5) 650°С и выше

№ 11108/2 Каких групп не выделяют по горючести веществ и материалов?

1)негорючие 2) трудногорючие 3) малогорючие+

4) горючие 5) высокогорючие+

№ 11109/1 Вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления называются…?

1) Негорючими 2)Слабогорючими 3) Горючими

4) Пожароопасными 5) Трудногорючими+

№ 11110/1 Вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться под воздействием источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления называются…?

1) Высокогорючими 2) Слабогорючими 3) Горючими+

4) Пожароопасными 5) Трудногорючими

№ 11111/1 Вещества и материалы, неспособные гореть в воздухе, но которыемогут быть пожаровзрывоопасными называются…?

1) Негорючими+ 2) Слабогорючими 3) Горючими

4) Пожаровзрывоопасными 5) Трудногорючими

№ 11112/5 Укажите температуру вспышки, по которой горючие жидкости подразделяются на два класса (впишите только цифру)?

№ 11113/1 Жидкости, вспыхивающие при температуре менее 45°С называются…?

1) Высокогорючими 2) Низкогорючими 3) Горючими

4) Пожароопасными 5) Легковоспламеняющимися+

№ 11114/1 Жидкости, имеющиетемпературувспышки более 45°С называются…?

1) Высокогорючими 2) Низкогорючими 3) Горючими+

4) Пожароопасными 5) Легковоспламеняющимися

№ 11115/2Выберите правильные выражения о взрывоопасных смесях?

1)Пыль сахара является взрывоопасной+

2) Пыль нафталина является взрывоопасной+

3) Пыль крахмала является взрывоопасной+

4) Пыль бетона является взрывоопасной

5) Повышение скорости движения воздуха снижает пожароопасность+

6) Повышение скорости движения воздуха повышает пожароопасность

№ 11116/1 Пыль сахара является взрывоопасной при концентрации в воздухе…?

1) До 10 г/м 3 2)До 15 г/м 3 + 3) До 5 г/м 3 4) До 3 г/м 3

5) До 7 г/м 3 6) Пыль сахараневзрывоопасна

№ 11117/4 Укажите класс пожара по виду горючего материала?

А 2) В 3) С

1)Пожары твердых горючих веществ и материалов 1

2) Пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов 2

5) Пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением

6) Пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ

№ 11118/4 Укажите класс пожара по виду горючего материала?

D 2) Е 3) F

1)Пожары твердых горючих веществ и материалов

2) Пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов

4) Пожары металлов1

5) Пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением2

6) Пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ3

№ 11119/2 Классификация пожаров по типу включает следующие виды пожаров…?

1) Бытовые+ 2) Индустриальные+ 3) Природные+

4) Чрезвычайные 5) Массовые 6) Локальные

№ 11120/1Вид городского пожара, охватывающий значительную территорию при плотности застройки более 20-30% это…?

1) Отдельный пожар 2) Сплошной пожар+ 3) Огненный шторм

4) Тление в завалах 5) Массовый пожар

№ 11121/1 Редкое, но грозное последствие пожара при плотности застройки более 30%это…?

1) Отдельный пожар 2) Массовый пожар 3) Огненный шторм+

4) Массовое тление в завалах 5) Огненная буря

№ 11122/5 Безопасной в пожарном отношении считает плотность застройки до … % (впишите только цифру)?

№ 11123/1 Помещения, в которых находятся негорючие вещества и материалы в холодном состоянии это…?

1) Помещения категории «А» 2) Помещения категории «Б»

3) Помещения категории «В» 4) Помещения категории «Г»

5) Помещения категории «Д»+

№ 11124/1 Помещения, в которых находятся негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии это…?

1) Помещения категории «А» 2) Помещения категории «Б»

3) Помещения категории «В» 4) Помещения категории «Г»+

5) Помещения категории «Д»

№ 11125/1 Помещения, в которых находятся горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28ºС в таком количестве, что могут образовывать парогазовоздушные смеси это…?

1) Помещения категории «А»+ 2) Помещения категории «Б»

3) Помещения категории «В» 4) Помещения категории «Г»

5) Помещения категории «Д»

№ 11126/1 Помещения, в которых горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28ºС, горючие жидкости находятся в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные и паровоздушные смесиэто…?

1) Помещения категории «А» 2) Помещения категории «Б»+

3) Помещения категории «В» 4) Помещения категории «Г»

5) Помещения категории «Д»

№ 11127/1Если у сооружения все конструкции сгораемые, то оно относится к…?

1) I степени огнестойкости 2) II степени огнестойкости

3) IIIстепени огнестойкости 4) V степени огнестойкости+

5) VI степени огнестойкости 6) IV степени огнестойкости

№ 11128/1 Если у сооружения все конструкции несгораемые с высоким пределом огнестойкости (1,5-3 часа), то оно относится к…?

1) I степени огнестойкости+ 2) II степени огнестойкости

3) III степени огнестойкости 4) V степени огнестойкости+

5) VI степени огнестойкости 6) IV степени огнестойкости

№ 11129/1 Пожар в городе становится массовым, если загораются…?

1) 30% зданий 2) 50% зданий 3) 25% зданий+

4)90% зданий 5) 10% зданий

№ 11130/1 Опасным задымлением считается такое, при котором видимость не превышает…?

1) 15 м 2) 12 м 3) 20 м 4) 25 м 5) 10 м+

№ 11131/1Комплекс мер и технологий, предназначенных для защиты от пожара – то есть позволяющих снизить или полностью исключить возможность горения или повреждения огнем горючих материалов и объектов, построенных с их использованием это…?

1) пожарная защита+ 2) противопожарная защита

3) активная защита 4) пассивная защита

5) система пожарной сигнализации 6) система противопожарной сигнализации

№ 11132/1 Совокупность технических средств, предназначенных для обнаружения факторов пожара, формирования, сбора, обработки, регистрации и передачи в заданном виде сигналов о пожаре это…?

1) пожарная защита 2) противопожарная защита

3) активная защита 4) пассивная защита

5) система пожарной сигнализации+ 6) система противопожарной сигнализации

№ 11133/2 Когнегасительным веществам не относятся…?

1) вода 2) химическая и воздушно-механическая пены

3) инертные и негорючие газы 4) водные растворы солей

5) пожарный ручной инструмент+ 6) огнетушители+

№ 11134/1 Что не относится кпожарной технике…?

1) вода+ 2) пожарные машины

3) химическая и воздушно-механическая пены+ 4) средства пожарной сигнализации

5) пожарный ручной инструмент 6) огнетушители

№ 11135/1 Комплекс инженерно-технических и организационных мероприятий, направленных на обеспечение противопожарной защиты объектов экономики это…?

1) пожарная защита 2) противопожарная защита

3) пожарная профилактика+ 4) противопожарная профилактика

5) система пожарной сигнализации 6) система противопожарной сигнализации

№ 11136/1 Совокупность мер и требований пожарной безопасности режимного характера, заранее установленных для предприятия или отдельных помещений и подлежащих обязательному выполнению всеми рабочими и служащими это…?

1) пожарная защита 2) противопожарная защита

3) пожарная профилактика 4) противопожарная профилактика

5) пожарный режим 6) противопожарный режим+

№ 11137/1 Основными поражающими факторами пожара не являются…?

1) открытый огонь и искры

2) повышенная температура окружающей среды

4) токсичные продукты горения

5) пониженная концентрация кислорода

6) падающие части строительных конструкций, агрегатов и установок

№ 11138/5 Повреждения, возникающие при воздействии термического фактора (пламя, раскаленный металл, кипящая вода, солнечные лучи и пр.) на открытые участки телаэто…?

1) термический ожог 2) ожог

№ 11139/1 Температурный порог сохранения жизнедеятельности тканей человека составляет…?

1) 30-40 0 С 2) 40-45 0 С 3) 60-65 0 С 4) 45-50 0 С+ 5) 65-70 0 С

№ 11140/1 Гиперемия и отек кожи с отслоением эпидермиса (поверхностного слоя) и образованием пузырей, наполненных желтоватой жидкостью (плазмой крови) это…?

1) I степень ожога 2) II степень ожога+ 3) IIIа степень ожога

4) IIIб степень ожога 5) VI степень ожога

№ 11141/2 Полностью отсутствует болевая чувствительность при ожогах…?

1) I степени ожога 2) II степени ожога 3) IIIа степени ожога

4) IIIб степени ожога+ 5) VI степени ожога+

№ 11142/2 Укажите поверхностные ожоги?

1) I степень ожога+ 2) II степень ожога+ 3) IIIа степень ожога+

4) IIIб степень ожога 5) VI степень ожога

№ 11143/1 Некроз (омертвение) эпидермиса и верхних слоев кожи, содержимое ожогового пузыря желеобразное это…?

1) I степень ожога 2) II степень ожога 3) IIIа степень ожога+

4) IIIб степень ожога 5) VI степень ожога

№ 11144/5 Какой % составляет площадь ладонной поверхности взрослого человека от общей поверхность кожного покрова (укажите только цифру)?

№ 11145/2 Для определения площади ожога используют…?

1) Правило «ладони»+ 2) Правило «девяток»+ 3) Индекс Франка

4) Плёночный метод+ 5) Правило «сотни»

№ 11146/1 При определении площади ожога у взрослого человека при обширных ожогах используется…?

1) Индекс Франка 2) Правило ладони 3) Правило девятки+

4) Таблица Ланда-Броудера 5) Правило сотни 6) Индекс Альговера

№ 11147/1 При оценке прогноза при ожогах по индексу Франка при коэффициенте 61-90 прогноз…?

1) Благоприятный 2) Относительно неблагоприятный 3) Неблагоприятный

4) Сомнительный+ 5) Относительно благоприятный

№ 11148/1 При оценке прогноза при ожогах по правилу сотни при коэффициенте 61-80 прогноз…?

1) Благоприятный 2) Относительно неблагоприятный 3) Неблагоприятный

4) Сомнительный 5) Относительно благоприятный+

№ 11149/1 Что не является видом тепловых травм…?

1) Тепловое истощение 2) Перегревание 3) Тепловой удар

4) Тепловой коллапс+ 5) Тепловые судороги при физической нагрузке

№ 11150/1 Самым тяжелым видом тепловых травм является…?

1) Тепловое истощение 2) Перегревание 3) Тепловой удар+

4) VI степень ожога 5) Тепловые судороги при физической нагрузке

№ 11151/1 Что представляет наибольшую опасность при пожаре?

1) открытое пламя 2) ухудшение видимости вследствие задымления

3) токсичные продукты горения+ 4) высокая температура

5) разрушение сооружений

№ 11152/1 Опасное для жизни человека снижение концентрации кислорода в атмосферном воздухе до…?

1) 10% 2) 14%+ 3) 16% 4) 15% 5)18%

№ 11153/5 При связи угарного газа и гемоглобина образуется…?

№ 11154/ 5 Какой вид гипоксии является основным при поражении угарным газом?

1) гемическая 2) кровяная

№ 11155/1 Человек чувствует начальные симптомы отравления угарным газом при концентрации его во вдыхаемом воздухе…?

1) 0,07% 2) 0,03% 3) 0,05% 4) 0,08%+ 5) 0,06%

№ 11156/2 Ближайшими тяжелыми осложнениями отравлений угарным газом являются…?

1) отек легких+ 2) отек мозга+ 3) инсульт

4) инфаркт миокарда 5) одышка 6) гемическая гипоксия

№ 11157/2 Каких мероприятий не выполняют при оказании помощи при термических ожогах?

1) потушить горящие части одежды при помощи простыни

2) снимают (срезают) одежду

3) проводят согревание пораженных участков+

4) вскрывают пузыри, на ожоговую поверхность накладывают сухую асептическую повязку+

5) проводят обливание холодной водой пораженных участков

6) оказывают помощь, не дожидаясь выноса пострадавшего из зоны действия термического фактора+

№ 11158/ 5 Повреждение тканей в результате воздействия низкой температуры это…?

№ 11159/1 Точно определить глубину поражения при отморожении невозможно…?

1) в дореактивный период+ 2) в реактивный период

3) при II степени отморожения 4) при III степени отморожения

5) при VI степени отморожения 6) при I степени отморожения

№ 11160/1 Если отогреть поврежденную часть тела не удается, она остается холодной и абсолютно нечувствительной, то можно заподозрить…?

1) дореактивный (скрытый) период 2) II степень отморожения

3) III степень отморожения 4) VI степень отморожения+

5) I степень отморожения с манифестацией симптомов

№ 11161/2 Каких мероприятий не выполняют при оказании помощи при отморожении?

1) принимают алкоголь

2) растирают кожу чистой негрубой тканью

3) проводят согревание пораженных участков

4) на отмороженную поверхность накладывают сухую асептическую повязку

5) проводят обливание холодной водой пораженных участков+

Источник

Воспламенение твердых веществ

При контакте твердых горючих веществ с нагретым до высокой температуры источником зажигания возникает теплообмен. В реальных условиях могут иметь место все три вида теплообмена: конвекция, излучение, кондукция. При этом, как правило, один из них является доминирующим. При воспламенении, например, от открытого пламени (горящая спичка, газовая горелка и т. п.) превалирует теплообмен конвекцией, нагретая спираль, не имеющая непосредственного контакта с горючим материалом, воспламеняет последний за счет лучистого тепла. Воспламенение от тлеющих частиц (искр) протекает, главным образом, за счет теплообмена теплопроводностью (кондукция).

Механизм воспламенения твердых материалов во многом сходен с воспламенением жидкости, однако имеет и ряд существенных отличительных особенностей. При воздействии теплового потока от высокотемпературного источника зажигания горючий материал нагревается, затем в некотором интервале температур (для веществ растительного происхождения 50-150°С) из него испаряется влага. После испарения влаги материал вновь нагревается как инертное тело до температуры начала разложения, которая для растительных материалов составляет 250 0 C. Процесс разложения сопровождается выделением в окружающую атмосферу летучих продуктов. Параллельно с этим протекает смешению летучих с окислителем и образование парогазовоздушной смеси. Если мощность источника зажигания достаточна, то при достижении горючими продуктами разложения концентрации, равной нижнему концентрационному пределу воспламенения, произойдет зажигание парогазовой смеси с появлением пламенного горения.

Если же по каким-либо причинам парогазовая смесь не воспламеняется, твердое тело будет нагреваться с выделением продуктов пиролиза. Если горючее вещество в процессе пиролиза образует углистый остаток (вещества растительного происхождения), то скорость термического распада по мере выхода летучих продуктов будет снижаться. При определенных условиях может возникнуть гетерогенное горение (тление) углистого слоя вследствие его взаимодействия с кислородом окружающей среды и с продуктами разложения твердой фазы.

В свою очередь, при благоприятных условиях, а именно: если концентрация парогазовой смеси будет находиться в области воспламенения, может произойти ее зажигание от раскаленного углистого слоя.

Время воспламенения, с

Таким образом, общая продолжительность процесса воспламенения складывается из стадий нагрева влажного материала, сушки, нагрева сухого материала, газификации и стадии нагрева углеродистого остатка в случае появления гетерогенного воспламенения.

Ориентировочные оценки показывают, что для материалов растительного происхождения наиболее продолжительными являются стадии сушки влажного и нагрева сухого материала, которые составляют соответственно 55% и 25% от общей продолжительности процесса воспламенения.

Одним из источников воспламенения, приводящим к возникновению пожара, является лучистый тепловой поток от тех или других высокотемпературных тел. С увеличением интенсивности излучения время воспламенения снижается.

В качестве источника зажигания выделяющихся продуктов пиролиза применялось диффузионное пламя бытового газа, находящееся на расстоянии 10-12мм от поверхности образца.

Зависимость времени появления пламенного горения от интенсивности излучения для различных пород древесины:

Значения параметров А, n показаны в таблице 2.

Температура поверхности древесины в момент воспламенения, 0С

Из табл. 2 следует, что температура на поверхности древесины в момент воспламенения почти не зависит от породы древесины и несколько снижается с увеличением интенсивности излучения.

В отсутствие зажигающего пламени наступает гетерогенное воспламенение (тление) образующегося при пиролизе углистого слоя. Зависимость времени гетерогенного воспламенения сосны от интенсивности теплового потока может быть представлена в виде

4. Механизм распространения пламени по поверхности твердых веществ. Анализ влияния условий горения на скорость распространения пламени.

После воспламенения твердого материала в месте воздействия высокотемпературного источника происходит перемещение фронта пламени по его поверхности. Количественной характеристикой процесса распространения пламени по поверхности твердых веществ, как и в случае горения жидкостей, является линейная скорость распространения пламени, представляющая собой путь, пройденный фронтом пламени в единицу времени.

Процесс распространения пламени по поверхности твердых веществ протекает за счет передачи части тепла, выделяющегося в зоне пламени, к поверхности горящего материала. Передача тепла от факела пламени осуществляется за счет лучеиспускания, конвекции и теплопроводности. В зависимости от условий горения соотношение количеств тепла, поступающих этими видами теплопередачи, может быть различным. Это обстоятельство и является одной из главных причин зависимости скорости распространения пламени по поверхности твердых горючих материалов от условий горения.

Прогрев участков поверхности, расположенных перед фронтом пламени, за счет теплоподвода излучением, конвекцией и кондукцией приводит к разложению слоев твердого вещества с образованием летучих продуктов (рис.1). Выделяющиеся продукты пиролиза смешиваются с воздухом, образуя гомогенную кинетическую систему. При превышении концентрации горючих компонентов нижнего предела их воспламенения смесь воспламеняется от пламени и сгорает в кинетическом режиме. Таким образом, процесс распространения пламени по твердым материалам (как и по жидкостям) характеризуется двумя существенными признаками:

Скорость перемещения пламени равна скорости образования горючей (выше нижнего концентрационного предела воспламенения) смеси над поверхностью материала; горение на передней кромке пламени (носике) всегда протекает в кинетическом режиме, т. е. горит предварительно перемешанная смесь горючего и окислителя.

По мнению большинства исследователей, условия теплообмена между носиком пламени и поверхностью твердого материала в основном и определяет скорость распространения пламени по горизонтальным и вертикальным (сверху вниз) образцам.

Следует отметать, что до настоящего времени нет четких и однозначных представлений об относительном влиянии излучения, конвекции и кондукции на величину скорости распространения пламени по твердым материалам. Приводятся данные, согласно которым при горении горизонтального слоя сосновой хвои доля излучения составляет около 24% от общего потока тепла, поступающего на поверхность материала.

На основании принципиальных представлений о механизме распространения пламени по поверхности твердых веществ и материалов рассмотрим влияние некоторых условий горения на скорость процесса.

Влияние влажности материала. С увеличением влажности горючего материала скорость распространения пламени снижается, и при достижении влажности 14% горение прекращается. По мере приближения к этому пределу влажности фронт пламени теряет сплошность, разбиваясь на ряд отдельных очагов.

Скорость распространения пламени, мм·с

Интенсивность лучистого потока, кВт·м2

Как следует из приведенных данных, при отрицательных углах наклона (направление движения пламени сверху вниз) скорость распространения пламени или не изменяется, или же слабо уменьшается. Напротив, при увеличении положительного угла наклона (направление движения пламени снизу вверх) свыше 10—15° скорость распространения пламени резко возрастает. При этом имеет место эффект дополнительного наклона факела пламени к поверхности горючего вещества.

Так, методом киносъемки было установлено, что при угле наклона образца, равном 27°, угол между поверхностью образца и пламенем составляет не 63°, как это следует из чисто геометрических соображений, а 30°, что объясняется поджатием пламени к горящей поверхности спутными конвективными потоками окружающего воздуха. При больших углах наклона отдельные вихри пламени, касаясь поверхности горючего материала, вызывают его воспламенение еще до подхода носика пламени.

Угол наклона к горизонту, град.

Скорость распространения пламеня, мм·с-1

Интенсивность лучистого потока, кВт·м-2

Влияние скорости и направления воздушных потоков (ветра)

При увеличении скорости ветра в направлении распространения пламени скорость вначале возрастает линейно, а затем описывается степенной или даже экспоненциальной зависимостью. Очевидно, в этом случае механизм влияния ветра аналогичен механизму влияния угла наклона образца.

Рассмотрим, как изменяется скорость распространения пламени в зависимости от скорости воздушных потоков, направленных против движения пламени (противоток).

Поток воздуха, направленный против движения пламени, оказывает двоякое влияние на скорость распространения пламени. В результате аэродинамического торможения и охлаждения прогретых участков поверхности перед фронтом пламени скорость распространения пламени будет снижаться. С другой стороны, поток воздуха интенсифицирует смешение продуктов пиролиза с окислителем, быстрее происходит образование гомогенной горючей смеси, носик пламени приближается к поверхности твердого материала, что, в свою очередь, приводит к дальнейшему увеличению интенсивности, и это ускоряет распространение пламени. Кроме того, с помощью киносъемки было обнаружено, что в этом случае имеет место образование перед фронтом пламени ламинарных вихрей, которые способствуют появлению конвективного прогрева поверхности перед фронтом пламени. При малых скоростях движения воздуха определяющее влияние оказывают интенсификация смешения продуктов и появление ламинарных вихрей и скорость распространения пламени растет. При дальнейшем увеличении скорости ветра эффект аэродинамического торможения и охлаждения поверхности образца возрастает и скорость распространения пламени начинает уменьшаться вплоть до его срыва.

Влияние геометрических размеров горючего образца. Основное влияние на скорость распространения пламени оказывает толщина образца. Различают термически толстые и термически тонкие образцы. Такое деление основано на сравнении геометрической или физической толщины с термической, под которой понимают толщину слоя твердого материала, прогретого перед фронтом пламени выше начальной температуры к моменту распространения пламени на данный участок поверхности.

Видно, что с увеличением ее толщины скорость распространения пламени снижается. При увеличении толщины в пределах термически тонких образцов снижение скорости распространения пламени происходит главным образом вследствие увеличения теплопотерь от поверхности горения, связанных с прогревом материала вглубь. Для термически толстых образцов скорость распространения пламени не зависит от их толщины. Действительно, если физическая толщина превышает термическую, то дальнейшее увеличение толщины не приведет к изменению характера распределения температуры по глубине материала перед фронтом пламени и скорость горения останется неизмененной. Большинство материалов растительного происхождения в виде термически толстых образцов в горизонтальном или вертикальном (сверху вниз) положении на воздухе при нормальной температуре не способны к самостоятельному распространению пламени. Так, потребительская бумага толщиной более 0,7мм уже не распространяет горение по вертикальному образцу сверху вниз.

Роль материала подложки. При анализе влияния толщины на скорость распространения пламени предполагалось, что с обратной распространению пламени поверхности образца находится воздух или другой газ. Однако в практике, например, при наклейке декоративных различных защитных покрытий на стены, металл, при изоляции электрических проводов и т. п. горючий образец (пленка) соприкасается с материалом (подложкой), теплофизические характеристики которого существенно отличаются от таковых для газов. Если негорючая подложка обладает коэффициентом теплопроводности большим, чем у горючего материала, то она интенсифицирует сток тепла, поступающего от зоны пламени к поверхности горючего, вглубь твердой фазы. Чем меньше толщина горючего слоя, тем выше скорость оттока тепла от поверхности. Это замедляет рост температуры поверхностного слоя и, следовательно, уменьшает скорость распространения пламени. При достижении некоторой минимальной предельной толщины горючие покрытия уже не распространяют горение. Чем выше теплопроводность подложки, тем сильнее теплоотвод от поверхности горючего материала, тем при большей толщине горючего материала наступает прекращение горения. Очевидно, что, кроме теплопроводности, на величину предельной толщины покрытия будет оказывать влияние и масса подложки. Следует, что предельная критическая толщина полимера, при которой становится возможным процесс распространения пламени выше для меди, чем для стекла. При увеличении диаметра (массы) стержня предельная толщина возрастает сильнее для более теплопроводного материала (меди). При относительно небольших сечениях стержней (0,2мм) на предельную толщину горючей обмотки материал подложки заметного влияния не оказывает.

Механизм выгорания твердых веществ. Анализ влияния условий горения на скорость процесса

Одновременно с распространением пламени по поверхности материала наступает процесс его выгорания. Закономерности выгорания твердых материалов существенно зависят от характера превращения твердой фазы в газообразные продукты.

Если разложение твердой фазы протекает в узком приповерхностном слое без образования углистого слоя, то в этом случае горение протекает с постоянной скоростью. На поверхности твердой фазы после воспламенения устанавливается постоянная температура, равная температуре кипения или возгонки вещества. Прогрев твердой фазы по глубине описывается уравнением Михельсона:

Из формулы 4 следует, что чем меньше скорость выгорания одного и того же материала, тем больше толщина прогретого слоя.

Количество тепла, необходимое для создания прогретого слоя, можно определить по формуле

В зависимости от внешних факторов в твердой фазе устанавливается определенное поле температур, которое в процессе выгорания не изменяется. Скорость выгорания также остается постоянной. Изменение внешних условий, приводящее к изменению скорости выгорания, неизбежно отражается на характере распределения температуры в твердой фазе и, следовательно, на величине приведенного теплосодержания.

Решение уравнения (5) с учетом (4) дает выражение, непосредственно связывающее скорость выгорания я величину приведенного теплосодержания:

Из уравнения (6) следует, что с увеличением скорости выгорания теплосодержание прогретого слоя, необходимое для поддержания стационарного горения, снижается.

Механизм горения твердых веществ, протекающий с образованием углистого остатка на поверхности горения, более сложен.

Так горят практически все вещества растительного происхождения, некоторые пластмассы, содержащие в своем составе негорючие или трудногорючие наполнители (тальк, сажу и т. п.). К наиболее распространенным горючим веществам растительного происхождения такого типа относится древесина. В момент воспламенения за счет теплового потока от зоны пламени температура поверхностного слоя древесины быстро возрастает до 450-500°С. Происходит интенсивное разложение веществ с образованием летучих продуктов и древесного угля, при этом температура на поверхности повышается до 600°С.

Таким образом, температура в твердой фазе древесины при ее горении изменяется от 600 до 20°С. Поскольку древесина является сложным веществом с различной термической устойчивостью составляющих ее компонентов, то ее разложение протекает не только с поверхности, но и по глубине прогретых слоев твердой фазы.

В условиях горения температура начала разложения древесины в среднем составляет 220°С. При температуре 330°С устанавливается максимальная скорость выхода летучих продуктов пиролиза, а при достижении температуры 380°С происходит аморфизация древесины, т. е. потеря материалом волокнистой структуры.

В табл. 5 приведены приближенные значения некоторых характерных для горения древесины температур.

Таким образом, по глубине горящей древесины имеют место области с различными физическими и физико-химическими характеристиками. Условно их можно разделить на четыре зоны.

Источник