Основные характеристики процессов горения
Твердые, жидкие и газообразные вещества, которые образуются в процессе горения вещества, называются продуктами сгорания. Состав и свойства продуктов сгорания зависят от состава горючего вещества и условий его горения.
Углерод, водород, сера и фосфор, входящие в состав горючих веществ органического и минерального происхождения, в процессе горения окисляются и образуют окись и двуокись углерода (СО и С02), водяные пары (Н20), сернистый газ (S02) и фосфорный ангидрид (Р205). Все эти продукты, за исключением окиси углерода, в дальнейшем гореть не могут.
В зависимости от условий притока воздуха горение может быть полным и неполным. Полное горение протекает при достаточном количестве воздуха. При недостатке воздуха происходит неполное горение. Для органических горючих веществ в условиях неполного горения характерно выделение не только перечисленных выше продуктов, но также различного рода органических соединений (спиртов, кетонов, альдегидов, кислот).
Продукты сгорания, особенно выделяющиеся в условиях неполного горения или в случае термического распада различного рода полимерных соединений, представляют серьезную угрозу для жизни и здоровья людей.. Так, например, вдыхание 0,4 % окиси углерода смертельно, 8—10%-ная концентрация двуокиси углерода также является опасной для жизни человека. Еще большую опасность представляют продукты термического распада различного рода химических веществ: фосгена, хлористого водорода, синильной кислоты и др. Не меньшую опасность для здоровья и жизни людей представляет выделяющееся при пожаре тепло. Вдыхание в условиях пожара воздуха, имеющего температуру 60...70°С, в течение нескольких минут вызывает в организме человека необратимые физиологические изменения, заканчивающиеся смертью.
Количество выделяющегося при пожаре тепла и температура окружающей среды в значительной степени зависят от теплоты сгорания горючего вещества. Теплота сгорания вещества зависит от его свойств и состава: для углеводородов, нефти и нефтепродуктов она составляет 39900...46200 Дж/кг, для каменных углей —8400... ...31500 Дж/кг, а для древесины и хлопка — 8400... ...16800 Дж/кг. Выделяющееся при пожаре тепло оказывает также разрушительное воздействие на оборудование и строительные конструкции зданий, способствует распространению пожара в направлении смежных помещений и зданий, а также препятствует действиям, направленным на тушение пожара.
Действительная температура горения вещества всегда ниже теоретической, поскольку горение протекает при большом недостатке воздуха и со значительными потерями тепла. Так, например, теоретическая температура горения древесины составляет в среднем 1600°С, а действительная температура не превышает 1100°С;для бензина эти температуры составляют соответственно 1700 и 1200°С, а для природного газа—2000 и 1500°С.
Для оценки характера изменения температуры при пожаре с учетом различных условий горения принято понятие о температурном режиме, под которым следует понимать изменение во времени средней температуры в помещении. В частности, обобщение многочисленных данных о пожарах в жилых домах и общественных зданиях привело к введению понятия стандартного температурного режима, в условиях которого проверяют огнестойкость строительных конструкций в СССР и ряде зарубежных стран.