Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Продукты сгорания. Дым



 

Продуктами сгорания называют газообразные, жидкие и твердые вещества, образующиеся в результате соединения горючего вещества с кислородом в процессе горения. Состав их зависит от состава горящего вещества иусловий его горения. В условиях пожара чаще всего горят органические вещества (древесина, ткани, бензин, керосин, резина и др.), в состав которых входят главным образом углерод, водород, кислород и азот. При горении их в достаточном количестве воздуха и при высокой тем­пературе образуются продукты полного сгорания: СО2, Н2О, N2. При горении в недостаточном количестве воздуха или при низкой температуре кроме продуктов полного сгорания образуются продукты неполного сгорания: СО, С (сажа).

Продукты сгорания называют влажными, если при расчете их состава учитывают содержание паров воды, и сухими, если содержание паров воды не входит в расчетные формулы.

Реже во время пожара горят неорганические вещества, такие как сера, фосфор, натрий, калий, кальций, алюминий, титан, магний и др. Продуктами сгорания их в большинстве случаев являются твердые вещества, например Р2О5, Na2O2, CaO, MgO. Образуются они в дисперсном состоянии, поэтому поднимаются в воздух в виде плотного дыма. Продукты сгорания алюминия, титана и других металлов в процессе горения находятся в расплавленном состоянии.

Дым представляет собой дисперсную систему, состоящую из мельчайших твердых частиц, взвешенных в смеси продуктов сгорания с воздухом. Диаметр частиц дыма колеблется от 1 до 0,01 мкм. Объем дыма, образующегося при горении единицы массы (кг) или объема (м3) горючего вещества в теоретически необходимом объеме воздуха (а=1), приведен ниже:

Горючее вещество Объем дыма, м3/кг Горючее вещество Объем дыма, мЗЗ
Ацетон 8,14 Ацетилен 12,40
Бензин 2,59 Бутан 33,44
Бумага 4,21 Водород 2,88
Древесина (сосна): Воздушносухая (W = 20%) в конструкциях зданий   4,40 4,90 Метан 10,52
Природный газ (W = 7%) 10,40 Оксид углерода 2,88
Керосин 12,80 Пропан 25,80
Резина 10,82 Этан 18,16

 

 

В составе дыма, образующегося на пожарах при горении органических веществ, кроме продуктов полного и неполного сгорания, содержатся продукты термоокислительного разложения горючих веществ. Образуются они при нагреве еще негорящих горючих веществ, находящихся в среде воздуха или дыма, содержащего кислород. Обычно это происходит перед факелом пламени или в верхних частях помещений, где находятся нагретые продукты сгорания.

Состав продуктов термоокислительного разложения зависит от природы горючих веществ, температуры и условий контакта с окислителем. Так, исследования показывают, что при термоокислительном разложении горючих веществ, в молекулах которых содержатся гидроксильные группы, всегда образуется вода. Если в составе горючих веществ находятся углерод, водород и кислород, продуктами термоокислительного разложения чаще всего являются углеводороды, спирты, альдегиды, кетоны и органические кислоты. Если в составе горючих веществ, кроме перечисленных элементов, есть хлор или азот, то в дыме находятся также хлористый и цианистый водород, оксиды азота и другие соединения. Так, в дыме, при горении капрона, содержится цианистый водород, при горении линолеума «Релин» — сероводород, диоксид серы, при горении органического стекла — оксиды азота. Продукты неполного сгорания и термоокислительного разложения, в большинстве случаев являются токсичными веществами, поэтому тушение пожаров в помещениях производят только в кислородных изолирующих противогазах.

Вид формулы для расчета объема продуктов полного сгорания при теоретически необходимом количестве воздуха зависит от состава горючего вещества.

Горючее вещество — индивидуальное химическое соединение. В этом случае расчет ведут, исходя из уравнения реакции горения. Объем влажных продуктов сгорания единицы массы (кг) горючего вещества при нормальных условиях рассчитывают по формуле

, (9)

где Vn,c — объем влажных продуктов сгорания, м3/кг; m(co2). M(h2O), m(N2). mгор. — число киломолей диоксида углерода, паров воды, азота и горючего вещества в уравнении реакции горения; М — масса горючего вещества, численно равная молекулярной массе, кг.

Пример 5. Определить объем сухих продуктов сгорания 1 кг ацетона при нормальных условиях. Составляем уравнение реакции горения ацетона в воздухе

СН3СОСН3 + 4О2 + 4 • 3,76N2 = ЗСО2 + ЗН2О + 4 • 3,76N2

Определяем объем сухих продуктов сгорания ацетона

м3/кг.

Объем влажных продуктов сгорания 1 м3 горючего вещества (газа) можно рассчитать по формуле

(10),

гдеVn.c — объем влажных продуктов сгорания 1 ms горючего газа, м33; т(со2); т(Н2О), m(N2), тгор. — число молей диоксида углерода, паров воды, азота и горючего газа.

Пример 6.Определить объем влажных продуктов сгорания 1 м3 метана. Составляем уравнение горения метана в воздухе

СН4 + 2О2+ 2-3,76N2 = СО2+ 2Н2О + 2-3,76N2