Mechanizmy powstawania i rozwoju pożarów. Bezpieczeństwo i higiena pracy

BEZPIECZEŃSTWO I ZDROWIE W PRACY
Darmowa biblioteka / Ochrona pracy

Mechanizmy powstawania i rozwoju pożarów. Bezpieczeństwo i higiena pracy

Ochrona pracy

Ochrona pracy / Podstawa prawna ochrony pracy

Ogień - jest to niekontrolowane spalanie, powodujące szkody materialne, szkodę dla życia i zdrowia obywateli, interesu społeczeństwa i państwa. Palenie pod kontrolą człowieka nie jest pożarem, chyba że powoduje szkody.

nieautoryzowany pożar, tj. rozpoczęcie spalania pod wpływem źródła zapłonu, należy niezwłocznie wyeliminować za pomocą podstawowy sprzęt przeciwpożarowy, (gaśnice lub zaopatrzenie w wodę przeciwpożarową). Jednak dyrektorzy placówek oświatowych muszą pamiętać, że nawet przeszkoleni pracownicy nie są w stanie ugasić pożaru, a dzieci w wieku szkolnym są niedopuszczalne.

Spalanie - jest to egzotermiczna reakcja utleniania substancji, której towarzyszy co najmniej jeden z trzech czynników: poświata, płomień, pojawienie się dymu; tlący - bezpłomieniowe spalanie materiału.

Samozapłon - jest to zapłon w wyniku samozainicjowanych procesów egzotermicznych; zapłon - początek spalania ogniowego pod wpływem źródła zapłonu. W przeciwieństwie do zapłonu, zapłonowi towarzyszy tylko ogniste spalanie.

Spalanie zachodzi w obecności trzech obowiązkowych składników: substancji palnej, utleniacza i źródła zapłonu.

Zgodnie z terminem substancja palna odnosi się do substancji zdolnej do samozapłonu po usunięciu zewnętrznego źródła zapłonu. Substancja palna może być w stanie stałym, ciekłym lub gazowym. Substancje palne to większość substancji organicznych, szereg gazowych związków i substancji nieorganicznych, wiele metali itp. Gazy stanowią największe zagrożenie pożarowe i wybuchowe.

Do zapłonu ciecz łatwopalna nad jego powierzchnią musi najpierw utworzyć się mieszanina pary z powietrzem. Spalanie cieczy jest możliwe tylko w fazie gazowej; podczas gdy sama powierzchnia cieczy pozostaje stosunkowo zimna. Wśród cieczy łatwopalnych wyróżnia się klasę najbardziej niebezpiecznych - ciecze łatwopalne (FLL). Płyny łatwopalne to benzyna, aceton, benzen, toluen, niektóre alkohole, etery itp.

Istnieje wiele substancji (gazowych, ciekłych lub stałych), które są zdolne do samozapłonu w kontakcie z powietrzem bez podgrzewania (w temperaturze pokojowej). Takie substancje nazywane są piroforycznymi. Należą do nich: fosfor biały, wodorki i metaloorganiczne związki metali lekkich itp.

Istnieje również dość duża grupa substancji, w kontakcie z wodą lub parą wodną w powietrzu rozpoczyna się reakcja chemiczna, przebiegająca z uwolnieniem dużej ilości ciepła. Pod działaniem uwolnionego ciepła dochodzi do samozapłonu palnych produktów reakcji i materiałów wyjściowych. Ta grupa substancji obejmuje metale alkaliczne i ziem alkalicznych (lit, sód, potas, wapń, stront, uran itp.), Wodorki, węgliki, fosforki tych metali, niskocząsteczkowe związki metaloorganiczne (trietyloglin, triizobutyloglin, trietyloboron) itp.

Spalanie solidny zachodzi według bardziej złożonego mechanizmu, w kilku etapach. Po wystawieniu na działanie zewnętrznego źródła warstwa powierzchniowa ciała stałego jest podgrzewana i zaczyna się od niej uwalnianie lotnych produktów gazowych. Procesowi temu może towarzyszyć topnienie warstwy powierzchniowej ciała stałego lub jego sublimacja (powstawanie gazów z pominięciem etapu topnienia). Po osiągnięciu określonego stężenia gazów palnych w powietrzu (dolna granica stężenia) zapalają się one i za pomocą wydzielanego ciepła zaczynają oddziaływać na samą warstwę powierzchniową, powodując jej topienie i przedostawanie się nowych porcji gazów palnych i oparów stałych do strefy spalania.

Weźmy jako przykład drewno. Po podgrzaniu do 110°C drewno wysycha, a żywica nieznacznie odparowuje. Słaby rozkład rozpoczyna się w temperaturze 130°C. Bardziej zauważalny rozkład drewna (odbarwienie) następuje w temperaturze 150°C i wyższej. Produkty rozkładu powstające w temperaturze 150-200°C to głównie woda i dwutlenek węgla, dlatego nie mogą się palić. W temperaturach powyżej 200°C główny składnik drewna, włókno, zaczyna się rozkładać. Gazy powstające w tych temperaturach są palne, ponieważ zawierają znaczne ilości tlenku węgla, wodoru, węglowodorów i oparów innych substancji organicznych. Gdy stężenie tych produktów w powietrzu stanie się wystarczające, w pewnych warunkach ulegną one zapłonowi.

Jeśli substancja palna rozprzestrzenia się podczas topienia, zwiększa źródło spalania (na przykład guma, guma, metale itp.). W przypadku, gdy substancja nie ulega stopieniu, tlen stopniowo zbliża się do powierzchni paliwa i proces przybiera postać spalania niejednorodnego (np. spalanie koksu). Proces spalania ciał stałych jest złożony i różnorodny, zależy od wielu czynników (dyspersyjność materiału stałego, jego wilgotność, obecność na jego powierzchni warstewki tlenku i jego wytrzymałość, obecność zanieczyszczeń itp.).

Bardziej intensywny (często z eksplozją) jest zapłon drobnych proszków metali i pyłopodobnych materiałów palnych (np. pyłu drzewnego, cukru pudru).

W Środek utleniający W przypadku pożaru najczęściej uwalnia się tlen, którego zawartość w powietrzu wynosi około 21%. Silnymi utleniaczami są nadtlenek wodoru, kwasy azotowy i siarkowy, fluor, brom, chlor i ich gazowe związki, bezwodnik chromowy, nadmanganian potasu, chlorany i inne związki.

Podczas interakcji z metalami, które wykazują bardzo wysoką aktywność w stanie stopionym, woda, dwutlenek węgla i inne związki zawierające tlen, które w powszechnej praktyce są uważane za obojętne, działają jako utleniacze.

Jednak sama obecność mieszanki paliwa i utleniacza nie wystarczy, aby rozpocząć proces spalania. Potrzeba więcej źródło zapłonu. Aby zaszła reakcja chemiczna, konieczna jest wystarczająca liczba aktywnych cząsteczek, ich fragmentów (rodników) lub wolnych atomów (które nie zdążyły jeszcze połączyć się w cząsteczki), które mają nadwyżkę energii równą energii aktywacji dla danego układu lub ją przekraczającą.

Pojawienie się aktywnych atomów i molekuł jest możliwe w przypadku nagrzania całego układu, miejscowego kontaktu gazów z nagrzaną powierzchnią, wystawienia na działanie płomienia, wyładowania elektrycznego (iskry lub łuku), miejscowego nagrzania ścianki naczynia w wyniku tarcia lub wprowadzenia katalizatora itp.

Źródłem zapłonu może być również nagłe adiabatyczne (bez wymiany ciepła z otoczeniem) sprężenie instalacji gazowej lub oddziaływanie na nią fali uderzeniowej.

Obecnie ustalono, że mechanizm powstawania i rozwoju rzeczywistych pożarów i wybuchów charakteryzuje się złożonym procesem łańcuchowo-termicznym. Rozpoczęta w sposób łańcuchowy reakcja utleniania ze względu na swoją egzotermię jest nadal przyspieszana przez ciepło. Ostatecznie krytyczne (ograniczające) warunki zapoczątkowania i rozwoju spalania zostaną określone przez wydzielanie ciepła oraz warunki wymiany ciepła i masy reagującego układu z otoczeniem.

Pod mechanizmem ustania spalania rozumie się układ czynników prowadzących do zakończenia procesu (reakcji) spalania.

Mechanizm wygaszania płomienia może być naturalnie uwarunkowana, gdy jest realizowana bez udziału człowieka (samounicestwienie spalania np. w przyrodzie). Jednocześnie znajomość istoty mechanizmu zatrzymywania spalania umożliwia jego celowe wykorzystywanie zarówno do likwidacji małych ognisk spalania, jak i do gaszenia pożarów.

Aby zatrzymać palenie, musi być spełniony co najmniej jeden z poniższych warunków:

zaprzestanie wchodzenia do strefy spalania nowych porcji oparów paliwa;
zaprzestanie dostarczania środka utleniającego (tlen z powietrza); ograniczenie przepływu ciepła z płomienia; spadek stężenia cząstek aktywnych (rodników) w strefie spalania.

Tak więc, możliwe zasady (metody) gaszenia pożaru mogą być::

obniżenie temperatury ogniska spalania poniżej temperatury samozapłonu lub temperatury zapłonu paliwa poprzez wprowadzenie do płomienia substancji, które w wyniku parowania, sublimacji lub rozkładu przejmują określoną ilość ciepła (klasyczną substancją jest woda);
zmniejszenie ilości oparów paliwa przedostających się do strefy spalania poprzez odizolowanie substancji palnej od wpływu płomienia ogniska spalania (na przykład za pomocą gęstego koca);
obniżenie stężenia tlenu w ośrodku gazowym poprzez rozcieńczenie ośrodka niepalnymi dodatkami (np. azotem, dwutlenkiem węgla);
zmniejszenie szybkości chemicznej reakcji utleniania poprzez wiązanie aktywnych rodników i przerwanie reakcji łańcuchowej spalania zachodzącej w płomieniu poprzez wprowadzenie specjalnych substancji aktywnych chemicznie (inhibitorów);
stworzenie warunków do zgaszenia płomienia, gdy przechodzi on przez wąskie kanaliki pomiędzy cząsteczkami środka gaśniczego (efekt bariery ogniowej);
zanik płomienia w wyniku dynamicznego uderzenia strumienia środka gaśniczego w źródło spalania.

Z reguły proces gaszenia ma charakter mieszany. Tak więc pianka ma działanie izolujące i chłodzące, kompozycje proszkowe mają działanie hamujące, ognioodporne i dynamiczne.

Zagrożenie pożarowe (OFP) jest czynnikiem, którego oddziaływanie może prowadzić do szkód osobowych i (lub) materialnych. OFP dzielą się na podstawowe i wtórne.

Podstawowe to:

płomienie i iskry;
podwyższona temperatura otoczenia;
toksyczne produkty spalania i rozkładu termicznego;
palić
zmniejszone stężenie tlenu.

Przy ocenie pierwotnego RPP należy pamiętać, że głównymi z nich są toksyczne produkty spalania i rozkładu termicznego, które są mieszaniną silnie toksycznych substancji toksycznych ogrzanych do temperatury 300-400°C, paraliżujących narządy oddechowe człowieka w jednym lub dwóch oddechach. Statystyka zgonów w pożarach za rok 2003 wskazuje, że ten właśnie OFP dotknął 77,7% ofiar śmiertelnych, a średnio dla lat poprzednich wskaźnik ten kształtuje się na poziomie 80%. Jednocześnie należy pamiętać, że maksymalna dopuszczalna podwyższona temperatura otoczenia jest również znormalizowana i wynosi 70 ° C dla osoby.

Dynamika wzrostu temperatury produktów spalania podczas pożaru w pomieszczeniu przy wyjściu z niego na wysokości człowieka ma następujące przykładowe ustawienia:

w ciągu pierwszej minuty - do około 160°C;
w drugiej minucie - do ok. 350°C.

W efekcie graniczna temperatura produktów spalania zostaje osiągnięta w pomieszczeniu w ciągu około 2 minut, co należy uwzględnić przy ewakuacji uczniów.

Jednym z najważniejszych OFP jest spadek zawartości tlenu w gazowym środowisku płonącego pomieszczenia. W czystym powietrzu jego zawartość sięga 27%. W płonącym budynku na skutek intensywnego spalania zawartość tlenu ulega znacznemu zmniejszeniu; jego niebezpieczna wartość mieści się w granicach 17%. Należy to wziąć pod uwagę przy stosowaniu filtrującego sprzętu ochrony dróg oddechowych przeznaczonego do użytku przez służby dyżurne i inne osoby. Oznacza to, że istnieje możliwość, że osoba w pożarze, chroniona np. przez ratownika, może umrzeć nie od toksycznych produktów spalania, ale od braku tlenu w środowisku gazowym płonącego budynku.

Gaszenie ognia - złożone zadanie zawodowe. Mogą go rozwiązać tylko wyszkolone i dobrze wyposażone jednostki straży pożarnej, które zawsze stosują izolujące środki ochrony dróg oddechowych.

Wtórne OFP obejmują:

fragmenty, części mechanizmów zapadania się, konstrukcje budowlane itp.;
substancje toksyczne i materiały ze zniszczonych mechanizmów i jednostek;
napięcie elektryczne spowodowane utratą izolacji przez przewodzące prąd części mechanizmów;
niebezpieczne czynniki wybuchu powstałe w wyniku pożaru; środki gaśnicze.
Istnieje kilka głównych faz w dynamice rozwoju pożaru.

Pierwsza faza (do 10 minut) to faza wstępna, obejmująca przejście zapłonu w pożar w ciągu około 1-3 minut i rozrost strefy spalania w ciągu 5-6 minut. W tym przypadku mamy do czynienia z przeważnie liniowym rozprzestrzenianiem się ognia wzdłuż substancji i materiałów palnych, któremu towarzyszy obfite wydzielanie dymu. W tej fazie bardzo ważne jest zapewnienie izolacji pomieszczenia przed wnikaniem powietrza z zewnątrz, gdyż w niektórych przypadkach w uszczelnionym pomieszczeniu dochodzi do samogaszenia ognia.

Druga faza to faza objętościowego rozwoju pożaru, która trwa 30-40 minut. Charakteryzuje się szybkim procesem spalania z przejściem do spalania objętościowego; proces rozprzestrzeniania się płomienia odbywa się zdalnie w wyniku przenoszenia energii spalania na inne materiały.

Po 15-20 minutach szkliwo pęka, dopływ tlenu gwałtownie wzrasta, maksymalne wartości osiąga temperatura (do 800-900°C) i szybkość wypalania. Stabilizacja pożaru na jego maksymalnych wartościach następuje po 20-25 minutach i trwa przez kolejne 20-30 minut. W takim przypadku większość materiałów palnych wypala się.

Trzecia faza to etap gaszenia pożaru, czyli dopalania w postaci powolnego tlenia, po którym następuje wygaszenie ognia.

Analiza dynamiki rozwoju pożaru pozwala na: wnioski.

Techniczne systemy bezpieczeństwa pożarowego (alarmowe i automatyczne gaszenie pożaru) powinny zadziałać przed osiągnięciem maksymalnej intensywności spalania, a najlepiej w początkowej fazie pożaru. Dzięki temu dyrektor placówki edukacyjnej będzie miał margines czasu na zorganizowanie działań mających na celu ochronę ludzi.

Straż pożarna przyjeżdża z reguły 10-15 minut po wezwaniu, czyli 15-20 minut po rozpoczęciu pożaru, kiedy przybiera on objętościowy kształt i maksymalne nasilenie.

Autorzy: Volkhin S.N., Petrova S.P., Petrov V.P.

Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Ochrona pracy:

▪ Promocja ochrony pracy

▪ Ogólne koncepcje bezpieczeństwa pożarowego

▪ Ocena ryzyka

Zobacz inne artykuły Sekcja Ochrona pracy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Domowy oczyszczacz powietrza Xiaomi Mi Air Purifier Max 22.12.2017

Xiaomi wprowadziło na rynek największy w swojej ofercie domowy oczyszczacz powietrza. Model Mi Air Purifier Max przeznaczony jest do pomieszczeń o powierzchni 120 m2. Jeśli używasz urządzenia w pomieszczeniu do 21 m2, jest ono w stanie oczyścić całe powietrze w zaledwie 3 minuty. Dlatego Xiaomi z dumą nazywa swój nowy produkt najbardziej wydajnym oczyszczaczem powietrza do użytku domowego w historii.

Model otrzymał nową ulepszoną technologię redukcji szumów, dzięki której maksymalna głośność urządzenia nie przekracza 34 dB. Jest to mniej więcej na poziomie cichej ludzkiej mowy. Xiaomi Mi Air Purifier Max jest wyposażony w dwa filtry jednocześnie. Górna część obudowy jest zdejmowana, co zapewnia łatwy dostęp do wymiennych wkładów.

Cena nowości to 300$.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ E-book ASUS EeeNote EA800

▪ Znaleziono przyczynę epoki lodowcowej

▪ Ultracienki odtwarzacz CD

▪ Superluminalne UFO

▪ Super klej do złamanych kości

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Dla początkującego radioamatora. Wybór artykułu

▪ artykuł Woda, jej zanieczyszczenie i konsekwencje. Podstawy bezpiecznego życia

▪ artykuł Co to jest wodospad? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Szlemovnik. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ Artykuł o napojach antenowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Transformator nastawny oparty na LATR. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn