Hasenie požiarov horľavými a horľavými kvapalinami je založené na analýze všetkých variantov ich vývoja. Požiare, ku ktorým dochádza v nádržiach, sú dlhšie, a preto vyžadujú likvidáciu veľkého množstva finančných prostriedkov a síl.

Skladovacie nádrže na horľavé a horľavé kvapaliny

Na skladovanie horľavých a horľavých kvapalín sa používajú kovové, železobetónové, ľadové a syntetické nádoby. Najpopulárnejšie sú oceľové nádrže. Podľa konštrukcie a kapacity sú zaradené do:

• zvislé vo forme valca s kužeľovou alebo sférickou strechou s objemom 20 tisíc kubických metrov na skladovanie horľavých kvapalín a 50 tisíc kubických metrov na skladovanie horľavých kvapalín;
• zvislý vo forme valca s pevnou strechou a plávajúcim pontónom s objemom 50 tisíc metrov kubických;
• vertikálne vo forme valca, s plávajúcou strechou, s objemom 120 tisíc metrov kubických.

Rozvoj požiaru v nádrži

Uhasenie požiaru skladovacích nádrží na horľavé a horľavé kvapaliny závisí od zložitosti procesu vznietenia. Spaľovanie začína v dôsledku výbuchu zmesi plynu a vzduchu v prítomnosti zdroja vznietenia. K tvorbe plynného prostredia dochádza v dôsledku vlastností GZ a HF, ako aj prevádzkových režimov a klimatických podmienok v okolí nádrže. Zmes plynu so vzduchom vybuchne vysokou rýchlosťou smerom hore, často odtrhne strechu nádoby, po ktorej začne vznietenie po celom povrchu skladovanej horľavej kvapaliny.

Ďalší osud plameňa bude závisieť od miesta, kde začal, od jeho rozmerov, požiarnej odolnosti konštrukcie nádrže, poveternostných podmienok, činnosti robotníkov a protipožiarnych systémov.

Pri skladovaní horľavých kvapalín a horľavých kvapalín, napríklad v železobetónových nádržiach, je časť výbuchu zničená a spaľovanie začína presne v tejto oblasti, čo v priebehu nasledujúcich 30 minút vedie k úplnému zničeniu nádoby a šírenie ohňa. Ostatné typy kontajnerov sa pri absencii bočného chladenia deformujú do 15 minút, čo spôsobuje rozliatie horľavých kvapalín a šírenie ohňa.

Hasiace peny

Hasenie horľavých a horľavých kvapalín penou s nízkou a strednou expanziou je najobľúbenejším spôsobom boja proti plameňu. Výhodou peny je, že izoluje povrch horľavej kvapaliny od plameňa, čo vedie k zníženiu jej odparovania a podľa toho aj objemu horľavých plynov vo vzduchu. Toto tvorí roztok penotvorného činidla s chladiacimi vlastnosťami. Tým sa dosiahne konvekčný prenos tepla a hmoty a teplota sa v 15 -tich minútach od začiatku nanášania peny v celej hĺbke nádoby stane rovnakou.

Hasenie penou

Hasenie horľavých kvapalín rôznym množstvom penového roztoku závisí od toho, kde dochádza k spaľovaniu:

• nízka rýchlosť expanzie v spodnej časti nádrže, používaná pri „podvrstvovom“ spôsobe hasenia, hasiace činidlo obsahuje filmotvorné penotvorné činidlo obsahujúce fluór, vďaka ktorému, keď pena stúpa cez vrstvu horľavého materiálu, obsah, nie je nasýtený parami uhľovodíkov, si zachováva svoju hasiacu schopnosť; získané použitím sudov z penovej peny s nízkou expanziou;
• stredná rýchlosť expanzie na povrchové hasenie, pena je tiež inertná, nereaguje s výparmi horľavých kvapalín, ochladzuje kvapalinu, pomáha znižovať tvorbu výbušnej zmesi vzduchu; sa získavajú pomocou špecializovaných penových generátorov typu GPS.

Po dokončení hasenia horľavých a horľavých kvapalín sa na povrchu kvapaliny vytvorí hrubá penová vrstva, ktorá ju chráni pred obnovením horenia.

Pri dodávke hasiacej peny by mal mať plameň intenzitu 0,15 l / s.

Penové hasenie je povolené tromi spôsobmi:

• dodávka penového koncentrátu pomocou zdvíhača peny a iného podobného zariadenia;
• dodávka peny na povrch horiacich horľavých a horľavých kvapalín pomocou monitorov;
• dodávka peny pomocou subvrstvového kalenia.

Hasenie vodou

Ak nie je možné uhasiť požiare horľavých kvapalín pomocou peny, je dovolené použiť striekanú vodu, ktorá pomáha ochladiť horľavý obsah na teplotu, pri ktorej nie je možné vzplanúť.

V tomto prípade by prietok vodného roztoku mal byť najmenej 0,2 l / s.

Kalenie prášku

Hasenie požiarov v farmách zásobníkov horľavými kvapalinami pomocou prášku je vhodné v situáciách, keď dochádza k spaľovaniu v oblasti ventilov, prírubových spojov alebo medzier medzi strechou a stenou nádrže. Prietok musí prekročiť 0,3 kg / s. Prášok nie je schopný ochladiť kvapalinu, preto môže byť potrebné horľavú kvapalinu znova uhasiť.

Práškové hasenie - len pri menších požiaroch a rýchlom hasení

Aby sa zabránilo takýmto situáciám, práškové hasenie je kombinované s penou nasledujúcimi spôsobmi:

• maximálne uhasenie plameňa penivým roztokom, po ktorom sa pomocou prášku lokalizujú jednotlivé ohniská ohňa;
• odstránenie plameňa pomocou práškovej zložky, po ktorom nasleduje dodávka penotvorného činidla na ochladenie poškodeného povrchu a zabránenie obnoveniu spaľovania.

V tomto prípade je zakázané znižovať objem dodávaných hasiacich prostriedkov.

Požiarny plán tanku

Odporúča sa začať hasiť horľavé kvapaliny a horľavé kvapaliny v nádržiach s posúdením aktuálnej situácie, ako aj s výpočtom požadovaných prostriedkov a síl. V prípade takejto núdzovej situácie by mal byť zorganizovaný dobrovoľný hasičský zbor, ktorého vedúci bude zodpovednou osobou za riadenie procesu odstraňovania plameňa a rozdeľovanie úloh medzi účastníkov hasenia požiaru.

Zodpovedná osoba musí určiť objem územia, na ktorom sa budú hasiace práce vykonávať, organizovať likvidáciu nepovolaných osôb do nebezpečnej zóny.

Po príchode na miesto požiaru vodca vykonáva prieskum a ukazuje ostatným účastníkom hasičských zón, kde by mali byť vrhané maximálne sily.

V priebehu celej práce úloha hlavy zahŕňa zabezpečenie všetkých dostupných síl a prostriedkov na chladenie horľavých a horľavých kvapalín v nádržiach, ako aj výber optimálneho spôsobu boja proti ohňu.

Keď sú hlavné sily vrhnuté do práce s horiacim kontajnerom, je dôležité chrániť susedné nádrže pre prípad, že by sa poškodený zrútil alebo by vytvorená zmes plynu a vzduchu explodovala. Za týmto účelom sú všetky hasičské autá inštalované v bezpečnej vzdialenosti a na miesto práce sú položené hadicové vedenia.

Hasiace tankové farmy s horľavými a horľavými kvapalinami priamo závisia od trvania spaľovania, povahy výslednej deštrukcie nádrží, objemu skladovaných kvapalín v poškodených a susedných nádobách, pravdepodobnosti výbuchu a následného náhodného rozliatia obsahu.

Pri projektovaní a výstavbe cisternových fariem musí byť k dispozícii kanalizačný systém, do ktorého je možné vypúšťať vodu na hasenie požiaru, a sú navrhnuté zariadenia na núdzové čerpanie obsahu do bezpečnej nádrže.

Ako sú nádrže chladené počas hasenia požiaru

Hasenie požiarov horľavými a horľavými kvapalinami v nádržiach musí byť sprevádzané chladením obsahu poškodeného kontajnera. Ten je potrebné ochladiť po celom jeho obvode. Pre susedné nádrže existuje aj požiadavka na povinné chladenie, ale iba po celej dĺžke polkruhu nádrže na strane obrátenej k spaľovacej zóne. V niektorých prípadoch je dovolené nevykonávať chladenie priľahlých nádob, ak nehrozí prenos plameňa. Prívod vody na chladenie musí byť najmenej 1,2 l / s.

Na hasenie nádrží s horľavými kvapalinami a horľavými kvapalinami s objemom 5 000 kubických metrov sa odporúča používať požiarne monitory, ktoré poskytujú nielen požadovaný výnos vody, ale majú aj režim zavlažovania horiaceho predmetu.

Poradie práce s priľahlými nepoškodenými kontajnermi je také, že ako prvé sa majú chrániť a chladiť tie, ktoré sa nachádzajú na záveternej strane požiariska.

Trvanie prevádzky sa určuje, kým plameň úplne nezhasne a úroveň teploty vo vnútri nádoby sa normalizuje.

Nebezpečné oblasti pri horení v tankových farmách

Hasenie požiarov horľavými a horľavými kvapalinami by sa malo vykonávať aj s prihliadnutím na nebezpečné faktory a zóny, ktoré môžu znížiť účinnosť protipožiarnych opatrení:

1. Vytváranie zón, kde nie je možné dodať hasivo.
2. Zahrejte horľavý obsah nádrže do hĺbky 1 m alebo viac.
3. Nízka teplota vzduchu v okolí požiaru.
4. Osvetlenie viacerých kontajnerov súčasne.

Uhasenie skutočného požiaru plniaceho fľaše horľavých kvapalín na veľkom území Angarsk 2014:

Počet zobrazení príspevku: 2 734

Požiare triedy B sú spaľovaním kvapalných látok, ktoré môžu byť rozpustné vo vode (alkoholy, acetón, glycerín) a nerozpustné (benzín, olej, vykurovací olej).

Rovnako ako tuhé látky, horľavé kvapaliny pri horení uvoľňujú pary. Proces odparovania sa líši iba v rýchlosti - pre kvapaliny sa to deje oveľa rýchlejšie.

Úroveň nebezpečenstva horľavých kvapalín závisí od bodu vzplanutia - najnižšej teploty kondenzovanej látky, pri ktorej môžu pary nad ňou vzplanúť pod vplyvom zdroja vznietenia, ale po jeho odstránení nedôjde k horeniu. Stupeň nebezpečenstva horľavých kvapalín je tiež ovplyvnený bodom vzplanutia, rozsahom horľavosti, rýchlosťou odparovania, reaktivitou pod vplyvom tepla, hustotou a rýchlosťou difúzie pár.

Za horľavé kvapaliny sa považujú kvapaliny s bodom vzplanutia do 61 ° C (benzín, petrolej), horľavé - s bodom vzplanutia nad 61 ° C (kyseliny, rastlinné a mazacie oleje).

Požiare triedy B.

Požiar triedy B môže vzniknúť spaľovaním nasledujúcich materiálov:

• farby a laky;
• horľavé a horľavé kvapaliny;
• skvapalnené tuhé látky (parafíny, stearíny).

1. Laky, farby, emaily. Tekutiny na vodnej báze sú menej nebezpečné ako kvapaliny na báze oleja. Teplota vzplanutia olejov obsiahnutých vo farbách, lakoch a smaltoch je pomerne vysoká (asi 200 ° C), ale horľavé rozpúšťadlá v nich obsiahnuté vzplanú oveľa skôr - pri teplote 32 ° C.

Farby dobre horia a produkujú veľa hustého čierneho dymu a toxických plynov. Keď sa farby alebo laky zapália, nádoby, v ktorých sa nachádzajú, často explodujú.

Farby, laky a smalty nie je možné hasiť vodou kvôli nízkemu bodu vznietenia. Vodu je možné použiť iba na chladenie okolitých predmetov alebo hasenie suchej farby.

Pálenie farieb a lakov je potlačené penou, v niektorých prípadoch - hasiacimi prístrojmi na báze oxidu uhličitého alebo suchého prášku.

1. Horľavé a horľavé kvapaliny. Ich spaľovanie je sprevádzané uvoľňovaním neštandardných produktov spaľovania charakteristických práve pre tieto kvapaliny.

Alkoholy horia modrým priehľadným ohňom s malým množstvom dymu.

Spaľovanie kvapalných uhľovodíkov je charakterizované oranžovým plameňom a tvorbou hustého, tmavého dymu.

Estery a terpény horia sprevádzané varom na ich povrchu.

V procese spaľovania ropných produktov, olejov a tukov sa uvoľňuje jedovatý dráždivý plyn, akroleín.

Hasenie horľavých a horľavých kvapalín nie je jednoduché a každý požiar má svoje vlastné charakteristiky a postupnosť hasenia. Najprv musíte zabrániť vniknutiu kvapaliny do ohňa.

Okolité predmety a nádoby s horiacimi kvapalinami by mali byť chladené vodou. Existuje niekoľko spôsobov, ako uhasiť požiar triedy B:

• malý požiar zvládne penový alebo práškový hasiaci prístroj alebo rozstrekovaný prúd vody;
• v prípade veľkého rozšírenia horľavej kvapaliny je lepšie použiť na dodávanie peny hasiace prístroje na suchý prášok v spojení s požiarnymi hadicami;
• ak kvapalina horí na povrchu vody, musíte najskôr obmedziť jej šírenie a potom plameň prikryť penou alebo silným prúdom vody;
• pri hasení zariadení pracujúcich na kvapalné palivo je potrebné použiť postrekovú vodu alebo penu.

Parafíny a iné podobné rafinované výrobky. Ich hasenie vodou je prísne zakázané a nebezpečné. Malé požiare je možné uhasiť hasiacimi prístrojmi na báze oxidu uhličitého. Veľké požiare - s penou.

Spaľovanie je komplexný fyzikálno-chemický proces interakcie horľavej látky a oxidačného činidla, charakterizovaný samočinným urýchľovaním chemického prebytku a sprevádzaný uvoľňovaním veľkého množstva tepla a sálavej energie.

Na začiatok a vývoj spaľovacieho procesu je potrebná horľavá látka, oxidačné činidlo a zdroj vznietenia, ktorý iniciuje reakciu medzi palivom a oxidačným činidlom. Spaľovanie sa vyznačuje rôznymi druhmi a charakteristikami. V závislosti od stavu agregácie horľavých látok môže byť spaľovanie homogénne a heterogénne. Pri homogénnom spaľovaní sú zložky horľavej zmesi v rovnakom stave agregácie (častejšie v plynnej forme). Navyše, ak sú reagujúce zložky zmiešané, dochádza k spaľovaniu vopred zmiešanej zmesi, ktorá sa niekedy nazýva kinetická (pretože rýchlosť spaľovania v tomto prípade závisí iba od kinetiky chemických transformácií). Ak nie sú plynné zložky zmiešané, dochádza k difúznemu spaľovaniu (napríklad keď prúd horľavých pár vstupuje do vzduchu). Proces spaľovania je obmedzený difúziou okysličovadla. Spaľovanie charakterizované prítomnosťou fázovej separácie v horľavom systéme (napríklad spaľovanie kvapalných a pevných materiálov) je heterogénne. Spaľovanie sa líši aj rýchlosťou šírenia plameňa a v závislosti od tohto faktora to môže byť deflagrácia (do niekoľkých m / s), výbušná (desiatky a stovky m / s) a detonácia (tisíce m / s). Spaľovanie je navyše laminárne (šírenie čela plameňa po vrstve čerstvou horľavou zmesou) a turbulentné (miešanie prúdových vrstiev so zvýšenou rýchlosťou vyhorenia).

Požiare sa spravidla vyznačujú heterogénnym difúznym spaľovaním a rýchlosť spaľovania závisí od difúzie atmosférického kyslíka v prostredí. Vznik a vznik požiarov výrazne závisí od stupňa nebezpečenstva látok pre požiar. Jedným z kritérií nebezpečenstva požiaru tuhých, kvapalných a plynných látok je teplota samovznietenia, t.j. schopnosť látky samovoľne sa vznietiť.

Na založenie endogénneho ohňa je potrebná prítomnosť látky, ktorá je schopná rýchlo oxidovať pri nízkych teplotách, v dôsledku čoho môže dôjsť k samovznieteniu. Táto vlastnosť látky sa nazýva chemická aktivita samovznietenia. V dôsledku oxidácie a akumulácie tepla sa samozohrievanie zmení na zapálenie.

Zapaľovanie je kvalitatívne nový proces odlišný od samovoľného zahrievania, charakterizovaný vysokou rýchlosťou oxidácie, uvoľňovaním tepla a emisiou svetla. Samovoľné zahrievanie a samovznietenie sú vytvárané oddelenými malými hniezdami, a preto je veľmi ťažké ich zistiť.

Spontánne horenie nastáva v dôsledku akumulácie tepla vo vnútri látky a nezávisí od vplyvu vonkajšieho zdroja tepla.

Všetky látky podľa nebezpečenstva vo vzťahu k samovznieteniu je možné rozdeliť do štyroch skupín:

* Látky, ktoré sa môžu pri normálnych teplotách spontánne vznietiť pri kontakte so vzduchom (rastlinné oleje, sušiaci olej, olejové farby, základné nátery, hnedé a čierne uhlie, biely fosfor, práškový hliník a horčík, sadze atď.);

* látky, ktoré sa môžu samovoľne vznietiť pri zvýšených teplotách okolia (50 ° C a vyšších) a v dôsledku vonkajšieho zahriatia na teploty blízke teplotám ich vznietenia a samovznietenia (filmy z nitrolakov, práškov z pyroxylínu a nitroglycerínu, z rastlinných polotovarov sušiace oleje a sušiace oleje z nich vyrobené, terpentín atď.);

* látky, ktorých styk s vodou spôsobuje spaľovací proces (alkalické kovy, karbidy alkalických kovov, karbid vápenatý, hliník atď.);

* látky, ktoré pri kontakte s nimi samovoľne spaľujú horľavé látky (dusičnaté, horečnaté, chlórne, chloridové a iné kyseliny, ich anhydridy a soli; sodík, draslík, peroxid vodíka atď .; plyny - oxidačné činidlá - kyslík, chlór atď.) .).

Najdôležitejšou charakteristikou tuhých sypkých materiálov je stupeň ich horľavosti.

Všetky materiály, bez ohľadu na oblasť použitia, sú rozdelené do troch skupín:

* Ohňovzdorné materiály, ktoré sa vplyvom ohňa alebo vysokej teploty nezapália, nedymia ani nespália.

* Materiály spomaľujúce horenie, ktoré sa vplyvom ohňa alebo vysokej teploty vznietia, tlejú alebo zuhoľnatejú a v prítomnosti zdroja ohňa ďalej horia alebo tlejú a po odstránení zdroja ohňa spaľovanie a tlejenie prestane.

* Horľavé materiály, ktoré keď sú vystavené ohňu alebo vysokej teplote, vznietia sa alebo tlejú a po odstránení zdroja ohňa ďalej horia alebo tlejú.

Niektoré chemikálie, palivá a mazivá v určitých koncentráciách a podmienkach sa môžu nielen vznietiť zo zdrojov tepla, ale aj explodovať.

Nebezpečenstvo požiaru látok (plynných, kvapalných, tuhých) určuje množstvo ukazovateľov, ktorých charakteristiky a množstvo závisia od stavu agregácie danej látky.

Kritériá požiarneho rizika pre tuhé, kvapalné a plynné látky sú: bod vzplanutia, teplota vznietenia a samovznietenia, index šírenia plameňa, kyslíkový index, koeficient produkcie dymu, index toxicity produktov spaľovania atď.

Jedným z kritérií nebezpečenstva požiaru horľavých kvapalín je bod vzplanutia.

Bod vzplanutia pár Horľavá kvapalina je minimálna teplota kvapaliny, pri ktorej za normálneho tlaku kvapalina uvoľňuje pary na svojom voľnom povrchu v množstve dostatočnom na to, aby vytvorila zmes s okolitým vzduchom, ktorá vzplanie, keď je k nej privádzaný otvorený plameň.

Pre horľavé kvapaliny(Horľavé kvapaliny) patria kvapaliny, ktoré môžu po odstránení zdroja vznietenia horieť nezávisle a majú bod vzplanutia nie vyšší ako 61 °? v uzavretom tégliku a 66 ° C v otvorenom tégliku.

Pre horľavé kvapaliny(ГЖ) zahŕňajú kvapaliny, ktoré môžu po odstránení zdroja vznietenia nezávisle horieť a majú bod vzplanutia nad 61 °? v uzavretom tégliku a 66 ° C v otvorenom tégliku.

Zápalná teplota sa nazýva minimálna teplota, pri ktorej sa kvapalina zahrievaná za určitých podmienok vznieti, keď je k nej privedený plameň a horí (najmenej) 5 s. Bod vzplanutia je nebezpečnejší ako bod vzplanutia, pretože pary a kvapaliny, ak sú zapálené, horia aj po odstránení plameňa.

Pri stavebných prácach, najmä pri príprave tmelov, maliarskych prácach, je potrebné jasne poznať stupeň horľavosti blízkych materiálov a štruktúr, správne zorganizovať kontrolu, aby sa zabránilo požiarom, a poskytnúť potrebné množstvo hasiacich prostriedkov.

Podľa druhu horľavého materiálu sú požiare rozdelené do tried: A, B, C a D (obr. 4.2.1.).

Požiare sú sprevádzané nebezpečnými a škodlivými javmi, ktoré je potrebné vziať do úvahy pri navrhovaní a výstavbe budov a štruktúr pri vykonávaní práce. Z hľadiska požiarnej bezpečnosti je veľmi dôležité urobiť správne plánovacie rozhodnutie, ponúknuť ochranu stavebných konštrukcií, zabezpečiť potrebné únikové cesty.

Explózia je druh pálenia a je charakterizovaný extrémne rýchlymi procesmi fyzikálnych a chemických premien horľavých látok za vzniku obrovského množstva tepelnej energie, prakticky bez prenosu tepla do okolia.

Existujú dva koncentračné limity výbušnosti látok.

Minimálna koncentrácia plynu, pary alebo prachu v zmesi so vzduchom, ktorá sa môže vznietiť alebo explodovať, sa nazývadolná medza horľavosti (LP).

Najvyššia koncentrácia plynov alebo pár vo vzduchu, pri ktorej je stále možné vznietenie alebo výbuch (ďalej, so zvýšením koncentrácie sa zapálenie alebo výbuch považuje za nemožné)n zavolalhorná hranica horľavosti (VP).

Výbuch sa líši od spaľovania ešte vyššou rýchlosťou šírenia ohňa. Rýchlosť šírenia plameňa vo výbušnej zmesi v uzavretej trubici je 2 000 - 3 000 m / s. Spaľovanie zmesi takouto rýchlosťou sa nazýva detonácia... Výskyt detonácie sa vysvetľuje stláčaním, zahrievaním a pohybom nespálenej zmesi pred čelom plameňa, čo vedie k zrýchleniu šírenia plameňa a vzniku rázovej vlny v zmesi. Vzduchové rázové vlny vytvorené počas výbuchu zmesi plynu a vzduchu majú veľkú rezervu energie a šíria sa na značné vzdialenosti. Počas jazdy ničia konštrukcie a môžu spôsobiť nehodu. Posúdenie nebezpečenstva rázových vĺn pre ľudí a rôzne štruktúry sa vykonáva podľa dvoch hlavných parametrov - tlaku v prednej časti rázovej vlny? P a kompresie f. Kompresná fáza sa chápe ako čas pôsobenia nadbytočného tlaku vo vlne. Kedy φ? 11 ms, tlak 0,9-113 Pa sa považuje za bezpečný pre ľudí. Výpočty bezpečných vzdialeností pre ľudí s potenciálnym nebezpečenstvom výbuchu sa vykonávajú iba podľa tlaku vpredu, pretože pri výbuchoch je f vždy mnohonásobne viac ako 11 ms.

Prednáška 13

SPÁLENIE TEKUTÍN

Spotreba kvapalných palív vo svetovom hospodárstve v súčasnosti dosahuje obrovské rozmery a stále stabilne rastie. To vedie k neustálemu rozvoju priemyslu ropy a rafinácie ropy.

Tekuté palivo sa teraz stalo najdôležitejšou strategickou surovinou a táto okolnosť vedie k potrebe vytvoriť obrovské zásoby. Zabezpečenie požiarnej bezpečnosti pri výrobe, preprave, spracovaní a skladovaní kvapalného paliva je najdôležitejšou úlohou orgánov požiarnej ochrany.

Zapaľovanie kvapalinou

Najdôležitejšou vlastnosťou kvapaliny je jej schopnosť odparovať sa. V dôsledku tepelného pohybu časť molekúl, prekonávajúca sily povrchového napätia kvapaliny, prechádza do plynnej zóny a nad povrchom horľavej kvapaliny, horľavej kvapaliny, tvorí zmes pary a vzduchu. Vďaka Brownovmu pohybu v plynovej zóne dochádza aj k opačnému procesu - kondenzácii. Ak je objem nad kvapalinou uzavretý, potom pri akejkoľvek teplote kvapaliny nastane dynamická rovnováha medzi procesmi odparovania a kondenzácie.

Nad povrchom (zrkadlom) kvapaliny je teda vždy zmes pár so vzduchom, ktorá je v rovnováhe charakterizovaná tlakom nasýtených pár kvapaliny alebo ich koncentráciou. Ako teplota stúpa, tlak nasýtených pár sa zvyšuje podľa Cliperon-Clausiusovej rovnice:

kde rnp - tlak nasýtenej pary, Pa;

Qevap - výparné teplo - množstvo tepla potrebného na premenu jednotkovej hmotnosti kvapaliny na parný stav, kJ / mol;

T- teplota kvapaliny, K.

Z (7.1) vyplýva, že so zvýšením teploty kvapaliny sa tlak nasýtených pár (alebo ich koncentrácia) exponenciálne zvyšuje (obr. 7.1). Pre každú kvapalinu teda vždy existuje taký teplotný rozsah, pri ktorom bude koncentrácia nasýtených pár nad zrkadlom v oblasti zapaľovania, t.j. HKJIB.<ф п< ВКПВ

https://pandia.ru/text/80/195/images/image003_159.jpg "width =" 350 "height =" 43 src = ">

kde Tvs je teplota vznietenia (K), K;

Рвс - parciálny tlak nasýtených pár kvapaliny pri teplote vznietenia (Pa);

NS- počet molekúl kyslíka potrebných na úplnú oxidáciu jednej molekuly paliva;

V.- konštanta metódy určovania.

Plameň sa šíri po povrchu kvapaliny.

Analýza účinku podmienok spaľovania na rýchlosť šírenia plameňa

Vlastnosť plameňa k spontánnemu šíreniu nastáva nielen v prípade spaľovania zmesí horľavých plynov s oxidačné činidlo, ale aj pri spaľovaní kvapalín a pevných látok. Pri lokálnom pôsobení zdroja tepla, napríklad otvoreného plameňa, sa kvapalina zahreje, zvýši sa rýchlosť odparovania a keď povrch kvapaliny dosiahne teplotu vznietenia v mieste vystavenia zdroju, zmes vzduchu sa vznieti a vytvorí sa stabilný plameň, ktorý sa potom šíri určitou rýchlosťou po povrchu studenej kvapaliny.

Čo je hybnou silou šírenia spaľovacieho procesu a aký je jeho mechanizmus?

K šíreniu plameňa po povrchu kvapaliny dochádza v dôsledku prenosu tepla sálaním, konvekciou a vedením molekulárneho tepla zo zóny plameňa na povrch kvapalinového zrkadla.

Podľa moderných koncepcií v tom zohráva hlavnú úlohu tepelné žiarenie z plameňa. Plameň s vysokou teplotou (viac ako 1 000 ° C) je schopný, ako je známe, vyžarovať tepelnú energiu. Podľa Stefan-Boltzmannovho zákona je intenzita sálavého tepelného toku vydávaného zahrievaným telesom určená pomerom:

kde ε - stupeň tmavosti,

σ - Stefan - Boltzmannova konštanta, = 2079 ´ 10-7 kJ / (m2 h K4)

T f, T w- t plameňa a povrchu kvapaliny, K

Toto teplo sa spotrebúva na odparovanie ( q1) a zahrievanie ( q11) kvapalina do hĺbky.

Qf = q1 + q11 = r´ r´ W +r´ U´ (Tzh - T0)´ c, kde

r- výparné teplo, kJ / g

r- hustota, g / cm3

W- lineárna rýchlosť vyhorenia, mm / h

U- rýchlosť zahrievania do hĺbky, mm / h

T0- počiatočné t-ra kvapaliny, K

s- merná tepelná kapacita kvapaliny, J / (g K)

Maximálna teplota kvapaliny je rovná jej bodu varu.

Pri rovnomernom procese spaľovania je pozorovaná rovnováha medzi rýchlosťou odparovania a rýchlosťou vyhorenia.

Horná vrstva kvapaliny sa zahreje na vyššiu teplotu ako nižšie. Teplota pri stenách je vyššia ako v strede nádrže.

Rýchlosť šírenia plameňa kvapalinou, tj. Dráha, ktorou plameň prejde za jednotku času, je teda určená rýchlosťou zahrievania povrchu kvapaliny pod vplyvom toku sálavého tepla z plameňa, tj. rýchlosť tvorby horľavej zmesi pár so vzduchom nad kvapalinovým zrkadlom.

Voda prudko znižuje bod varu oleja, vykurovacieho oleja. Pri spaľovaní oleja obsahujúceho vodu voda vrie, čo vedie k pretečeniu horiacej kvapaliny cez bok nádrže (takzvané varenie horiacej kvapaliny.

Nad povrchom otvoreného zásobníka bude koncentrácia pár rozdielna vo výške: na povrchu bude maximálna a bude zodpovedať koncentrácii nasýtených pár pri danej teplote, a ako stúpa nad povrch, postupne klesá na konvekčné a molekulárne strhávanie (obr. 7.3).

Nad povrchom zrkadla kvapaliny v otvorenom zásobníku je teda akákoľvek počiatočná teplota kvapaliny vyššia ako Tst, vznikne oblasť, v ktorej bude koncentrácia pár vo vzduchu stechiometrická. Pri teplote kvapaliny T2 táto koncentrácia bude vo výške No dobre od povrchu kvapaliny a pri teplote T3 vyššej ako T2, vo vzdialenosti H ^ 3st. Pri teplote blízkej bodu vzplanutia kvapalinového televízora sa šírenie plameňa po povrchu kvapaliny bude rovnať rýchlosti jeho šírenia zmesou pár vo vzduchu, pri LEL, tj 3-4 cm / s. V tomto prípade bude predná strana plameňa umiestnená na povrchu kvapaliny. S ďalším zvýšením počiatočnej teploty sa rýchlosť šírenia plameňa kvapalinou zvýši podobne ako zmena normálnej rýchlosti šírenia plameňa zmesou pary a vzduchu so zvýšením jej koncentrácie.

Prednáška 14

Miera vyhorenia kvapalín, ovplyvňujúce faktory.

Pri určitej teplote, nad tvy, akonáhle zapálená kvapalina pokračuje v horení po odstránení zdroja vznietenia. Táto minimálna teplota sa nazýva teplota vznietenia (tbos). V prípade horľavých kvapalín je vyšší ako v prípade televízorov o 1-5 ° C, v prípade horľavých kvapalín o 30-35 ° C.

Lineárna rýchlosť horenia je výška kvapalného stĺpca, ktorý vyhorí za jednotku času:

Rýchlosť hromadného vyhorenia je hmotnosť kvapaliny, ktorá vyhorí za jednotku času z jednotky povrchu:

Medzi lineárnymi a hmotnostnými rýchlosťami spaľovania existuje vzťah:

(mali by ste sa riadiť rozmermi veličín a v prípade potreby zadať korekčný faktor).

Zahrievanie kvapaliny do hĺbky. Zahrievanie povrchu kvapaliny sálavým prúdom z plameňa je sprevádzané prenosom tepla hlboko do neho. Tento prenos tepla sa vykonáva hlavne tepelnou vodivosťou a laminárnou konvekciou v dôsledku pohybu vyhrievaných a studených vrstiev kvapaliny. Zahrievanie kvapaliny tepelnou vodivosťou sa vykonáva do malej hĺbky (2-5 cm) a možno ju opísať rovnicou tvaru

kde Th- teplota kvapalnej vrstvy v hĺbke NS, TO;

TC- povrchová teplota (teplota varu), K; Komu- koeficient proporcionality, m - TO

Tento typ teplotného poľa sa nazýva teplotné rozloženie prvého druhu.

K laminárnej konvekcii dochádza v dôsledku rôznych teplôt kvapaliny na stenách nádrže a v jej strede, ako aj v dôsledku frakčnej destilácie v hornej vrstve počas spaľovania zmesí. Dodatočný prenos tepla z vyhrievaných stien nádrže na kvapalinu vedie k zahriatiu jej vrstiev v blízkosti stien na vyššiu teplotu ako v strede. Viac zahriata kvapalina v blízkosti stien (alebo dokonca bubliny pary, ak sa prehrieva v blízkosti stien nad bodom varu) stúpa, čo prispieva k intenzívnemu miešaniu a rýchlemu zahrievaniu kvapalnej vrstvy do väčšej hĺbky. Vytvorí sa takzvaná homotermálna vrstva, to znamená vrstva s takmer konštantnou teplotou, ktorej hrúbka sa časom spaľovania zvyšuje. Takéto teplotné pole sa nazýva teplotné rozloženie druhého druhu (obrázok 7.7). Vytvorenie homotermálnej vrstvy je možné aj v dôsledku frakčnej destilácie povrchových vrstiev zmesí kvapalín s rôznymi teplotami varu. Keď sa tieto kvapaliny vyhoria, vrstva blízko povrchu je obohatená o hustejšie vysokovriace frakcie, ktoré klesajú, čím sa uľahčuje konvekčné zahrievanie kvapaliny.

Rozhodujúci vplyv prehriatia kvapaliny na stenách nádrže na tvorbu homotermickej vrstvy potvrdzujú nasledujúce experimentálne údaje. Keď benzín spaľoval v nádrži s priemerom 2,64 mm bez chladenia stien, viedlo to k pomerne rýchlej tvorbe homotermálnej vrstvy. Pri intenzívnom chladení stien sa zahrievanie kvapaliny do hĺbky uskutočňovalo hlavne tepelnou vodivosťou a počas celej doby spaľovania prebiehalo teplotné rozloženie prvého druhu. Zistilo sa, že čím vyšší je bod varu kvapaliny (motorová nafta, transformátorový olej), tým ťažšie je vytvoriť homotermickú vrstvu. Keď horia, teplota stien nádrže len zriedka prekročí bod varu. Keď sa však spaľujú vlhké vysokovriace ropné produkty, pravdepodobnosť vzniku homotermálnej vrstvy je tiež vysoká. Keď sa steny nádrže zahrejú na 100 ° C a viac, vytvoria sa bubliny vodnej pary, ktoré, ktoré sa rútia nahor, spôsobujú intenzívne miešanie celej kvapaliny a rýchle zahrievanie do hĺbky. Možnosť vytvorenia dostatočne hrubej homotermálnej vrstvy počas spaľovania mokrých ropných produktov je plná javov varu a ejekcie kvapaliny.

Na základe vyššie uvedených konceptov o mechanizme vyhorenia kvapaliny analyzujme vplyv niektorých faktorov na hmotnostnú rýchlosť.

Miera vyhorenia závisí od: typu kvapaliny, teploty, priemeru nádrže, hladiny kvapaliny, rýchlosti vetra.

Pre malé horáky rýchlosť spaľovania je pomerne vysoká. So zväčšením priemeru sa rýchlosť najskôr znižuje v dôsledku zahrievania zo stien, potom sa zvyšuje, pretože laminárne spaľovanie sa mení na turbulentné a zostáva konštantné v priemeroch ³ 2 m.

Pri turbulentnom spaľovaní je úplnosť spaľovania nižšia (objavujú sa sadze), zvyšuje sa tepelný tok z plameňa, rýchlejšie sa odstraňujú pary a zvyšuje sa rýchlosť odparovania.

Keď hladina kvapaliny klesne prekážajú procesy prenosu tepla a hmoty (odtok splodín horenia, prítok okysličovadla, plameň sa vzďaľuje od povrchu kvapaliny), preto sa rýchlosť spaľovania znižuje a v určitej vzdialenosti kvapaliny od zvršku strane nádrže (kritická výška samozhášavého) spaľovania je nemožné. Kritická samozhášavá výška pri Æ = 23 m je 1 km (skutočná výška nádrže = 12 m).

Odhad podielu tepla na celkovom uvoľnení tepla pri spaľovaní kvapaliny, ktorý sa vynakladá na jeho prípravu, vyplýva, že na prívod jeho pár sa spotrebujú menej ako 2% z celkového uvoľnenia tepla pri spaľovaní kvapaliny. do zóny spaľovania. V okamihu zavedenia procesu vyhorenia teplota povrchu kvapaliny prudko stúpne z teploty vznietenia na bod varu, ktorý následne s postupujúcim vyhorením zostáva nezmenený. To však platí iba pre jednotlivé tekutiny. V procese spaľovania zmesi kvapalín s rôznymi bodmi varu (benzín, olej atď.) Dochádza k ich frakčnej destilácii. Najprv dôjde k uvoľneniu nízkovriacich frakcií, potom všetkých vyšších. Tento proces je sprevádzaný postupným (kvázi stacionárnym) zvýšením teploty na povrchu kvapaliny. Mokré palivo môže byť reprezentované ako zmes dvoch kvapalín (palivo + voda), pri spaľovaní ktorých dochádza k ich frakčnej destilácii. Ak je bod varu horľavej kvapaliny nižší ako bod varu vody (100 ° C), potom palivo prevažne vyhorí, zmes sa obohatí o vodu, rýchlosť vyhorenia sa zníži a spaľovanie sa nakoniec zastaví. Ak je bod varu kvapaliny vyšší ako 100 ° C, naopak, spočiatku sa vlhkosť predovšetkým odparuje, jeho koncentrácia klesá: rýchlosť vyhorenia kvapaliny sa zvyšuje až do rýchlosti spaľovania čistého produktu (obr. 7.11).

Vplyv rýchlosti vetra. Spravidla so zvyšujúcou sa rýchlosťou vetra rastie rýchlosť vyhorenia kvapaliny. Vietor zosilňuje proces miešania paliva s okysličovadlom, zvyšuje teplotu plameňa a približuje plameň bližšie k horiacemu povrchu.

To všetko zvyšuje intenzitu tepelného toku vstupujúceho do zahrievania a odparovania kvapaliny, čo vedie k zvýšeniu rýchlosti vyhorenia. Pri vyšších rýchlostiach vetra sa môže plameň odtrhnúť, čo povedie k zastaveniu horenia. Napríklad, keď petrolej traktora horel v nádrži s priemerom 3 "M, plameň bol vyhodený, keď rýchlosť vetra dosiahla 22 m-s-1.

Vplyv koncentrácie kyslíka v atmosfére. Väčšina tekutín nie je schopná horenia v atmosfére s obsahom kyslíka nižším ako 15%. So zvýšením koncentrácie kyslíka nad túto hranicu sa rýchlosť spaľovania zvyšuje (obr. 7.12). V atmosfére obohatenej kyslíkom pokračuje spaľovanie kvapaliny s uvoľňovaním veľkého množstva sadzí v plameni a pozoruje sa intenzívne varenie kvapalnej fázy. Pri viaczložkových kvapalinách (benzín, petrolej a pod.) Sa povrchová teplota zvyšuje so zvýšením obsahu kyslíka v prostredí (obr. 7.13).

Zvýšenie rýchlosti horenia a teploty povrchu kvapaliny so zvýšením koncentrácie kyslíka v atmosfére je dôsledkom zvýšenia emisivity plameňa v dôsledku zvýšenia teploty spaľovania a vysokého obsahu sadzí v to.

Krátka cesta http://bibt.ru

Spaľovanie kvapalín.

Všetky horľavé kvapaliny sa môžu odparovať a k ich spaľovaniu dochádza iba v plynnej fáze umiestnenej nad povrchom kvapaliny. Množstvo pár závisí od zloženia a teploty kvapaliny. Spaľovanie pár vo vzduchu je možné len pri určitej koncentrácii.

Najnižšia teplota kvapaliny, pri ktorej koncentrácia jej pár v zmesi so vzduchom zaisťuje vznietenie zmesi z otvoreného zdroja vznietenia bez následného stabilného spaľovania, sa nazýva bod vzplanutia. V bode vznietenia nedochádza k stabilnému spaľovaniu, pretože pri tejto teplote nie je koncentrácia zmesi kvapalných pár so vzduchom stabilná, čo je pre takéto spaľovanie nevyhnutné. Množstvo tepla uvoľneného počas záblesku nestačí na pokračovanie horenia a látka nie je ešte dostatočne zahriata. Na zapálenie kvapaliny nepotrebujete krátkodobý, ale dlhodobý zdroj vznietenia, ktorého teplota by bola vyššia ako teplota samovznietenia zmesi pár tejto kvapaliny so vzduchom.

V súlade s GOST 12.1.004-76 sa horľavou kvapalinou (GF) rozumie kvapalina, ktorá môže po odstránení zdroja zapálenia horieť nezávisle a má bod vzplanutia nad + 61 ° C (v uzavretom tégliku) alebo + 66 ° C (v otvorenom tégliku).

Veľmi horľavá kvapalina (FL) je kvapalina, ktorá môže po odstránení zdroja vznietenia horieť nezávisle a má bod vzplanutia nie vyšší ako + 61 ° C (v uzavretom tégliku) alebo + 66 ° C (v otvorenom tégliku).

Bod vzplanutia je najnižšia teplota, pri ktorej sa kvapalina stáva obzvlášť nebezpečnou z hľadiska požiaru, a preto sa jej hodnota považuje za základ pre klasifikáciu horľavých kvapalín podľa stupňa nebezpečenstva požiaru. Nebezpečenstvo požiaru a výbuchu kvapalín môže byť tiež charakterizované teplotnými limitmi vznietenia jeho pár.

Teplota kvapaliny, pri ktorej je koncentrácia nasýtených pár vo vzduchu v uzavretom objeme schopná vznietenia pri vystavení zdroju vznietenia, sa nazýva dolná teplotná hranica vznietenia. Teplota kvapaliny, pri ktorej sa koncentrácia nasýtených pár vo vzduchu v uzavretom objeme môže stále vznietiť pri vystavení zdroju vznietenia, sa nazýva horná hranica zapálenia.

Teplotné limity vznietenia niektorých kvapalín sú uvedené v tabuľke. 29.

Tabuľka 29 Teplotné limity vznietenia niektorých kvapalín: acetón, benzín A-76, benzén, petrolej z traktora, etylalkohol.

Teplotné limity uvádzajú, v akom teplotnom rozmedzí budú kvapalné pary tvoriť so vzduchom horľavé zmesi.