ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВАvenec.ulstu.ru/lib/disk/2014/Vodnev_3.pdf · вая, цепная, диффузионная), виды пламени, скорость

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УЛЬЯНОВСКОЕ ВЫСШЕЕ АВИАЦИОННОЕ УЧИЛИЩЕ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ (ИНСТИТУТ)

ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА

Методические указания

по изучению дисциплины

Ульяновск 2009

Г 54 я7 + Н 96 я7

Т 33

Теория горения и взрыва : метод. указания по изучению дисциплины /

сост. П. П. Воднев. − Ульяновск : УВАУ ГА(И), 2009. − 29 с.

Содержат план учебных занятий курса, перечень определений и сокраще-

ний, применяемых в нормативно-технической документации по дисциплине,

методические указания по изучению каждой темы с приведением вопросов для

самоконтроля и литературы для самостоятельного изучения дисциплины.

Предназначены для курсантов и студентов заочной формы обучения спе-

циализации 280102.65.01 – Поисковое и аварийно-спасательное обеспечение

гражданской авиации.

Печатаются по решению Редсовета училища.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Общие сведения ......................................................................................................... 3

Список сокращений ................................................................................................... 6

Словарь терминов ...................................................................................................... 7

Содержание дисциплины и методические указания по ее изучению ............................................................ 10

Рекомендуемая литература ..................................................................................... 28

© Ульяновск, УВАУ ГА (И), 2009

П. П. ВодневТеория горения и взрыва: МУ по изучению дисциплины

2 © НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА (и), 2010

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

«Теория горения и взрыва» является общепрофессиональной учебной дис-

циплиной, в ходе изучения которой рассматриваются теории горения (тепло-

вая, цепная, диффузионная), виды пламени, скорость распространения пламе-

ни, условия возникновения и развития процессов горения, классификация

взрывов по плотности вещества, типам реакций, энергии и мощности, форме

ударной волны, длительности импульса.

Целью изучения дисциплины «Теория горения и взрыва» является получе-

ние обучаемыми знаний физико-химических основ горения и взрыва, возни-

кающих при авиационных происшествиях и сопутствующих им и необходи-

мых руководителю СПАСОП и аварийно-спасательным формированиям

(АСФ) предприятий и организаций гражданской авиации при управлении си-

лами и средствами СПАСОП и АСФ в аварийных и чрезвычайных ситуациях,

для проведения мероприятий по ликвидации последствий авиационных про-

исшествий на территории и в районе аэродрома гражданской авиации.

Задачами изучения дисциплины «Теория горения и взрыва» являются фор-

мирование у обучающихся знаний и освоение практических способов дейст-

вий, необходимых для:

− обеспечения организации эффективной и оперативной ликвидации по-

следствий пожаров и взрывов и их предупреждению;

− обоснованного подхода к выбору пожарно-спасательных средств и орга-

низации пожаротушения при авиационном происшествии.

В процессе обучения предусматривается проведение лекций, практических и

лабораторных занятий, выполнение контрольных и расчетно-графических работ в

объемах и сроках, утвержденных действующими учебными планами.

Распределение учебного времени по темам и видам занятий для обучаю-

щихся очной и заочной форм обучения представлено в таблице.



Распределение учебного времени по темам и видам занятий

для обучающихся очной и заочной форм обучения

№ Наименование темы Всего часов

Аудиторные занятия Самост. работа Лекц. Практ. Лабор.

1 Введение. Физико-химические основы горения 8 2 2 – 4

2 Характеристики горения 4 2(–) – – 2(4)

3 Самовоспламенение и самовозгорание 12 2(–/2) 2(–) 2(–) 6(12/10)

4 Виды пожаров. Основные признаки и параметры пожаров

4 2 – – 2

5 Виды пламени и скорость его распространения 18 4(–) 2 2(–) 10(16)

6 Процессы на пожаре и их взаимное влияние 4 2(–/2) – – 2(4/2)

7 Процесс горения жидкости и твердых горючих материалов 8 2(–) – 2(–) 4(8)

8 Воспламенение паровоздушных и газовоздушных смесей

4 2(–) – – 2(4)

9 Горючие свойства пылевых смесей 8 2(–) 2(–/2) – 4(8/6)

10 Понятие о взрыве 4 2 – – 2

11 Физико-химические характеристики взрывчатых веществ

4 2(–) – – 2(4)

12 Поражающие факторы взрыва 8 2(–) – 2(–) 4(8)

13 Параметры взрывчатого превращения. Баланс энергии и формы работы взрыва

12 2(–) 2(–) 2(2/–) 6(10/12)

14 Взрывозащита 4 2(–) – – 2(4) Итого 102 30(6/10) 10(4/6) 10(2/–) 52(90/86)



Текущий контроль освоения учебной дисциплины осуществляется на всех

видах занятий по четырехбалльной системе, а также в форме контрольных ра-

бот, выполнения заданий практических и лабораторных занятий.

Расчетно-графическая работа по теме «Определение категорий помещений и

зданий по взрыво- и пожароопасности» выполняется курсантами очной формы

обучения в соответствии с методическими указаниями по ее выполнению.

Контрольная работа по теме «Расчет параметров пожара, времени вскипа-

ния и выброса нефтепродуктов в процессе горения» выполняется студентами и

курсантами в соответствии с методическими указаниями по ее выполнению.

Итоговый контроль качества усвоения учебной дисциплины осуще-

ствляется в форме экзамена.

В результате изучения дисциплины обучаемые должны:

иметь представление:

− о научных основах по обеспечению пожарной и взрывной безопасности

технологических процессов и оборудования;

− о физико-химических процессах горения и взрывов;

− об основных показателях пожаро- и взрывоопасности веществ и мате-

риалов;

− о скорости распространения пламени;

− о пределах воспламенения горючих смесей, предельно безопасной кон-

центрации воздуха в смесях углеводородов;

− о температуре вспышки и воспламенения веществ;

− о мероприятиях по взрывозащите технологического оборудования, сред-

ствах и способах пожаротушения;

знать:

− теории горения, виды пламени;

− условия возникновения и развития процессов горения;

− типы взрывов;

− классификацию взрывов по плотности вещества, по типам химических

реакций;



− основные понятия и определения теории взрыва (энергия, мощность, ра-

бота взрыва, форма ударной волны, длительность взрыва);

− зависимость показателей пожаро- и взрывоопасности от температуры,

давления и других факторов;

− существующие приемы и способы прекращения процесса горения;

уметь:

− производить расчеты основных показателей пожара и взрыва для раз-

личных горючих веществ и материалов;

− рассчитывать пожарную нагрузку и параметры пожара;

− применять физические и химические способы прекращения горения;

иметь навыки:

− определения категорий помещений и зданий по взрыво- и пожароопас-

ности;

− выполнения расчетов параметров пожара, времени вскипания и выброса

нефтепродуктов в процессе горения.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВ – взрывчатые вещества

ВКПВ – верхний концентрационный предел воспламенения

ВУВ – воздушная ударная волна

ВМ – взрывчатые материалы

ГВС – газовоздушная смесь

ДШ – детонирующий шнур

КПВ – концентрационный предел воспламенения

КД – капсюль детонатор

НКПВ – нижний концентрационный предел воспламенения

ОШ – огнепроводный шнур

ПВС – пылевоздушная смесь



ТНТ – тринитротолуол (тротил)

ПДБК – предельно допустимая взрывобезопасная концентрация

ПД – продукты детонации

ТС-1 – авиационное топливо марки ТС-1

ФАБ – фугасная авиационная бомба

ЭД – электродетонатор

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Взрыв – чрезвычайно быстрое физическое или химическое превращение вещества или смеси веществ из одного состояния в другое с переходом потен-циальной энергии в кинетическую газообразных продуктов.

Физический взрыв – процесс быстрого испарения сжиженного газа в

результате истечения его через трещины сосуда (оболочки) с большой ско-

ростью и образованием реактивной силы.

Химический взрыв – крайне быстрое самораспространяющееся хими-

ческое превращение взрывчатых веществ или их смесей, сопровождающее-

ся выделением большого количества тепла и газов; совершается в форме

быстрого горения или детонации.

Взрывчатые вещества – индивидуальные химические соединения или механические смеси разных по своей природе веществ, способные под влия-нием внешнего воздействия (инициирующего импульса) к самораспростра-няющемуся химическому превращению с образованием газообразных продук-тов и выделением большого количества тепла.

Горение – сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимся превращени-ем и сопровождающийся выделением большого количества тепла и света.

Гомогенное горение – горение, при котором исходные вещества (го-рючее и окислитель) находятся в одном и том же агрегатном состоянии.



Гетерогенное горение – горение, при котором исходные вещества на-ходятся в разных агрегатных состояниях (горючее – жидкость или твердое тело, окислитель – газообразный воздух).

Диффузное горение – горение, при котором распространение пламени определяется взаимной диффузией горючего и окислителя; является основ-ным для всех пожаров газовоздушных смесей, жидких и твердых тел и оп-ределяется скоростью диффузии кислорода воздуха в зоне реакции горения. Горючая среда – среда, способная самостоятельно гореть после удаления

источника зажигания. Горючее вещество – вещество, обладающее горючестью, способное само-

стоятельно гореть после удаления источника зажигания; характеризуется теп-лотой сгорания, давлением насыщенных паров и т.д.

Детонация – процесс экзотермического химического превращения взрыв-чатого вещества, протекающий с постоянной скоростью, максимальной для данных условий взрывания и состояния заряда.

Дефлаграция – горение газовоздушного облака с видимой скоростью пла-мени, равной 100 … 300 м/с, при которой могут генерироваться воздушные ударные волны с ∆Pф = (20 … 100) кПа.

Дым – дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц твердых веществ.

Излучение тепловое – электромагнитное излучение, которое испускает вещество, имеющее определенную температуру, за счет своей внутренней энергии. Источниками теплового излучения являются все окружающие по-верхности, оборудование с температурой выше температуры тела человека (36–37 °C).

Источник зажигания – источник энергии, инициирующий загорание; должен обладать достаточной энергией, температурой и длительностью воз-действия. В зависимости от вида энергии различают термические, механиче-ские и электрические источники зажигания.

Конвекция – направленный поток теплого газа вверх к более холодным частям (более теплой жидкости к более холодным слоям).



Окислитель – пожароопасное вещество (материал), обладающее способ-ностью вызывать горение других веществ (материалов). При горении в воз-душной среде окислителем является кислород.

Пламя (факел) – пространство, в котором происходит сгорание паров или газов.

Диффузионное пламя – пламя, образующееся при сгорании горючего, распыляемого в воздухе и перемешиваемого с ним в процессе горения.

Кинетическое пламя – пламя, возникающее при сгорании гомогенной горючей смеси, когда горючее (газ, пар) предварительно смешано с возду-хом или кислородом.

Нестационарное пламя – пламя, перемещающееся в пространстве; на-пример, пожар в цехе.

Стационарное пламя – пламя, пространственное положение которого фиксировано; например, пламя от газовой горелки в квартире. Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб,

вред жизни и здоровью граждан, интересам общества; характеризуется про-должительностью, пространством, в котором развивается, фазами развития.

Самовозгорание – загорание без внешнего источника, происходящее в ре-зультате самоинициируемых экзотермических реакций.

Самовоспламенение – резкое самоускорение экзотермических химиче-ских реакций, начальная стадия горения.

Скорость детонации – скорость распространения детонационной волны по заряду.

Тепловой взрыв – взрыв взрывчатых веществ, вызванный быстрым нагре-ванием внешним источником тепла или интенсивным поджиганием.

Теплопроводность – процесс передачи тепла за счет хаотического движе-ния молекул и атомов.

Ударная волна – скачок давления и плотности, распространяющийся в ок-ружающей среде, например, под воздействием быстро расширяющихся газо-образных продуктов взрыва. В воздухе – воздушная волна, в грунте – сейсми-ческая волна, по заряду – детонационная волна.



СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕЕ ИЗУЧЕНИЮ

Тема 1. Введение. Физико-химические основы горения

Цель и содержание дисциплины «Теория горения и взрыва», ее основные

задачи, место и роль в подготовке специалиста. Из истории о горении. Физико-

химические основы процесса горения. Основные понятия о горении. Условия

возникновения горения: горючее вещество, окислитель, источник зажигания,

горючая среда.

Рекомендуемая литература: [1], [3], [6], [12], [14].


При освоении данной темы следует уяснить цель, содержание и задачи

изучения дисциплины «Теория горения и взрыва», понять место и роль дисци-

плины в подготовке специалиста.

Целесообразно кратко ознакомиться с историей и основными учениями о

процессе горения.

Особое внимание следует уделить рассмотрению физико-химических ос-

нов процесса горения, основных понятий о горении, условий возникновения

горения.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение понятию «горение».

2. В чем заключается физика и химия процесса горения?

3. В чем различие гомогенного и гетерогенного видов горения?

4. Опишите состав воздуха.

5. Дайте определение понятиям «горючее вещество», «окислитель», «ис-

точник зажигания», «горючая среда».



6. Как происходит химическая реакция горения метана в воздухе? 7. Охарактеризуйте первичный и вторичный процессы горения углерода.

8. Каковы концентрационные пределы воспламенения горючих смесей?

Тема 2. Характеристики горения

Тепловая, цепная, диффузионная теории горения. Основные виды теплопе-

редачи. Температурный режим пожара. Способы прекращения горения. Клас-

сификация огнетушащих веществ, способов и приемов прекращения горения.

Продукты сгорания. Выделение энергии в процессе горения.

Рекомендуемая литература: [1], [3]–[5], [7], [15].


При изучении данной темы основное внимание целесообразно уделить

рассмотрению теорий горения, а также процессов, происходящих при пожаре.

Изучая процесс теплопередачи, необходимо уяснить ее основные виды: те-

плопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

Рассматривая температурный режим пожара, следует освоить такие поня-

тия, как «среднеобъемная температура» и «температура пламени».

Важно уяснить способы прекращения процесса горения, запомнить сущест-

вующие огнетушащие вещества, а также изучить понятие «продукты сгорания».


1. Что такое скорость химической реакции горения? Охарактеризуйте мас-

совую и линейную скорости выгорания горючего.

2. Дайте определение понятию диффузионное горение.

3. Дайте определения понятиям нижнего и верхнего пределов возгорания

углеводородов.

4. В чем заключается перекисная теория горения?



Содержание дисциплиныи методические указания по ее изучению

5. Охарактеризуйте тепловую теорию горения.

6. Дайте характеристику цепной теории горения.

7. Назовите основные виды теплопередачи и дайте им краткую характери-

стику.

8. Какие виды температурного режима пожара существуют?

9. Назовите способы прекращения горения.

10. Дайте классификацию огнетушащих веществ.

11. Что такое продукты сгорания?

12. Каким образом происходит выделение энергии в процессе горения?

Тема 3. Самовоспламенение и самовозгорание

Перекисная теория окисления. Тепловое и цепное самовоспламенение.

Критерии воспламенения. Процесс самовозгорания. Особенности химических

превращений в процессе горения. Методика оценки теплового самовоспламе-

нения по О. М. Тодесу и Д. А. Франк-Каменецкому.

Рекомендуемая литература: [3], [4], [9], [10], [12], [14].


При изучении данной темы необходимо уделить особое внимание рассмот-

рению перекисной теории окисления, а также теплового и цепного самовос-

пламенения. Следует уяснить критерии воспламенения (самовозгорания) и

особенности химических превращений в процессе горения.

Важное значение имеет рассмотрение методик оценки теплового самовос-

пламенения О. М. Тодеса и Д. А. Франк-Каменецкого. Изучая эти теории, не-

обходимо уяснить условия самовоспламенения, время полного ГВС в сосуде,

методику определения температуры стенки сосуда для самовоспламенения

ГВС в сосуде, значения безразмерного критерия для сосудов.





1. Дайте определение понятиям самовоспламенение и самовозгорание.

2. Перечислите критерии воспламенения.

3. Охарактеризуйте методику оценки теплового самовоспламенения по

О. М. Тодесу по следующим критериям:

− условия самовоспламенения;

− время полного горения ГВС в сосуде;

− определение температуры стенки сосуда для самовоспламенения ГВС в

сосуде.

4. Охарактеризуйте методику оценки теплового самовоспламенения по

Д. А. Франк-Каменецкому по следующим критериям:

− определение температуры самовоспламенения ГВС в различных сосудах;

− значение безразмерного критерия (Sкр) для сферы, плоскопараллельного

сосуда, цилиндрического сосуда.

Тема 4. Виды пожаров.

Основные признаки и параметры пожаров

Определение пожара как физического явления. Классификация пожаров.

Открытые и внутренние пожары: общие закономерности их развития. Особен-

ности развития пожаров на воздушных судах гражданской авиации. Расчет па-

раметров пожара. Факторы развития процессов горения.

Рекомендуемая литература: [1]–[5], [9]–[11], [16].


При изучении данной темы необходимо рассмотреть закономерности раз-

вития пожара. Следует уяснить физические основы горения, освоить понятие

«концентрационные пределы воспламенения».




Важно ознакомиться с классификацией пожаров. Особое внимание следует

обратить на изучение особенностей развития пожаров на ВС. Необходимо

подробно рассмотреть пожар разлитого авиационного топлива, пожар силовой

установки, пожар шасси, внутрифюзеляжный пожар.

Важно получить представление о параметрах пожара и факторах развития

процесса горения, освоить порядок их расчета.


1. В чем заключаются физические основы горения?

2. Охарактеризуйте концентрационные пределы воспламенения.

3. Дайте классификацию пожаров по группам, классам, видам, разновид-

ностям.

4. Что такое открытый пожар?

5. Что такое внутренний пожар?

6. Назовите общие закономерности развития открытых и внутренних по-

жаров.

7. Какие виды пожаров на воздушных судах существуют?

8. Охарактеризуйте особенности каждого из видов. Охарактеризуйте сле-

дующие параметры пожара: продолжительность пожара, площадь пожара,

температура пожара, скорость распространения пожара, скорость выгорания

горючих веществ и материалов, интенсивность газообмена, интенсивность или

плотность задымления, теплота пожара.

9. Назовите и охарактеризуйте факторы развития процессов горения.

Тема 5. Виды пламени и скорость его распространения

Пламя. Виды пламени. Фронт пламени: структура и перемещение. Меха-

низм смесеобразования затопленных струй (понятие затопленной струи).

Структура диффузионного пламени над поверхностью жидкости, твердых го-

рючих материалов, механизм и скорость его распространения.




Пламена естественных пожаров. Линейная и массовая скорость выгорания.

Поверхностное распространение пламени. Влияние состава смесей, давления,

начальной температуры и примесей на скорость распространения пламени.

Рекомендуемая литература: [1]–[4], [8], [10]–[12], [16].


Изучение данной темы целесообразно начать с рассмотрения характеристик

пламени (зон, цвета и беспламенного горения) и его видов (кинетическое, диф-

фузное, стационарное, нестационарное, ламинарное и турбулентное).

Важно усвоить механизм смесеобразования затопленных струй, понять

структуру диффузионного факела пламени и скорость его распространения

над различными поверхностями.

Особое внимание необходимо уделить изучению пламен естественных по-

жаров и их классификации, линейной и массовой скорости выгорания, поверх-

ностного распространения пламени. Кроме того, следует ознакомиться с фак-

торами, влияющими на скорость распространения пламени.


1. Что такое пламя и чем оно характеризуется?

2. Назовите виды пламени и охарактеризуйте каждый из них.

3. Что такое фронт пламени? Каковы его структура и механизм переме-

щения?

4. Каким образом происходит механизм смесеобразования затопленных

струй?

5. Каковы структура диффузионного факела пламени, механизм и скорость

его распространения над поверхностью горючей жидкости и над поверхно-

стью твердых горючих материалов?

6. Что такое пламена естественных пожаров? Дайте их классификацию.




7. Дайте определения понятиям линейной и массовой скоростям выгорания.

8. Каким образом происходит поверхностное распространение пламени?

9. Назовите факторы, влияющие на скорость распространения пламени.

Тема 6. Процессы на пожаре и их взаимное влияние

Объект пожара как энергетическая система. Параметры пожара. Зоны по-

жара. Показатели пожаро- и взрывоопасности веществ и материалов. Условия

возникновения и развития процессов горения. Пожарная нагрузка, методика ее

расчета. Определение категорий помещений и зданий по взрыво- и пожаро-

опасности.

Рекомендуемая литература: [1], [3], [4], [6], [8]–[10], [12], [14]–[16].


Изучение данной темы следует начать с рассмотрения пожара как энерге-

тической системы, параметров и зон пожара, в том числе зон горения, тепло-

вого воздействия и задымления.

Основное внимание следует уделить изучению показателей пожаро- и

взрывоопасности веществ и материалов, условий возникновения и развития

процессов горения.

Необходимо уяснить порядок определения пожарной нагрузки, потенци-

ального запаса химической энергии, переходящей в теплоту пожара.

Следует изучить методику определения категорий помещений и зданий по

взрыво- и пожароопасности.


1. Какими параметрами характеризуется пожар?

2. Охарактеризуйте следующие зоны пожара: зону горения, зону теплового

воздействия, зону задымления.

3. Что такое пожарная нагрузка? Какова методика ее расчета?




4. Каким образом определяется потенциальный запас химической энергии,

переходящей в теплоту пожара?

5. Перечислите основные показатели пожаро- и взрывоопасности веществ

и материалов.

6. На какие категории по взрыво- и пожароопасности подразделяются по-

мещения?

Тема 7. Процесс горения жидкости

и твердых горючих материалов

Условия возникновения и развития процессов горения жидкости и твердых

горючих материалов. Показатели пожаро- и взрывоопасности нефтепродуктов.

Стационарное и нестационарное горение жидкости в резервуаре. Испарение

жидкости. Температура вспышки. Прогрев жидкости в глубину. Вскипание и

выброс жидких нефтепродуктов в процессе горения.

Горение твердых горючих материалов. Горение неоднородных горючих

материалов. Определение теплового импульса возгорания древесины.

Рекомендуемая литература: [1], [3], [4], [6], [10]–[12].


Изучение данной темы целесообразно начать с рассмотрения факторов

возникновения горения (источника возгорания, самонагревания, самовозгора-

ния, пламенного горения и тления) и условий развития процессов горения

жидкостей и твердых горючих материалов. При освоении процессов горения

жидкости (нефтепродуктов) следует уяснить различие между ее стационарным

и нестационарным видами горения.

Особое внимание следует обратить на изучение показателей огнеопасности

и взрывоопасности нефтепродуктов: температуры вспышки, пределов воспла-

менения, температуры самовоспламенения. При этом необходимо уяснить




механизм протекания таких процессов, как испарение жидкости, распростране-

ние пламени по поверхности зеркала жидкости, выгорание жидкости. Важно

также изучить вопросы прогрева жидкости в глубину, причину вскипания и вы-

броса жидких нефтепродуктов в процессе горения в резервуарах.

После этого целесообразно перейти к изучению процессов горения твер-

дых горючих материалов, в том числе горения неоднородных горючих мате-

риалов, скорости выгорания твердых горючих материалов. Важно ознакомить-

ся с понятием «тепловой импульс возгорания древесины».


1. Охарактеризуйте основные факторы возникновения горения: источник

(импульс) возгорания, самонагревание, самовозгорание, пламенное горение,

тление.

2. Каковы условия развития процессов горения, возгорания и самовоспла-

менения жидкостей и твердых горючих материалов?

3. Что такое стационарное и нестационарное горение жидкости в резервуаре?

4. Перечислите показатели огнеопасности и взрывоопасности нефтепро-

дуктов и охарактеризуйте каждый из них.

5. Что такое испарение жидкости?

6. Что такое скорость распространения пламени по поверхности зеркала

жидкости?

7. Что такое скорость выгорания жидкости?

8. Каким образом и с какой скоростью происходит прогрев жидкости в

глубину?

9. Что такое температура прогретого слоя жидкости?

10. Каким образом происходит процесс вскипания и выброса жидких неф-

тепродуктов в процессе горения в резервуаре?

11. Что такое коэффициент поверхности горения?

12. Каковы особенности процесса горения твердых горючих материалов и

скорость их выгорания?




13. Что такое тепловой импульс возгорания древесины?

14. Каким образом происходит горение неоднородных горючих материалов?

Тема 8. Воспламенение паровоздушных

и газовоздушных смесей

Условия возникновения и развития процесса горения газовоздушных сме-

сей. Источник зажигания. Возникновение пламенного горения паровоздушных

смесей. Воспламенение паровоздушных смесей. Воспламенение газовоздуш-

ных смесей. Расчет нижнего предела возгорания углеводородов. Расчет пре-

дельно безопасной концентрации воздуха в смесях углеводородов типа CmHn.

Расчет концентрационных пределов распространения пламени.



При изучении данной темы необходимо рассмотреть понятие источника

зажигания, особенности возникновения пламенного горения, вынужденного

зажигания и самовоспламенения смесей.

Особое внимание необходимо уделить изучению нижнего предела возго-

рания углеводородов, предельно безопасной концентрации воздуха в смесях

углеводородов, концентрационных пределов распространения пламени.

Важно освоить процесс сгорания газов в замкнутом объеме, понять назна-

чение флегматизации и ингибирования горючих смесей.


1. Каковы условия возникновения и развития процесса горения газовоз-

душных смесей?

2. Что такое источник зажигания?




3. Охарактеризуйте процессы возникновения пламенного горения, вынуж-

денного зажигания и самовоспламенения газовоздушных смесей.

4. Что понимают под нижним пределом возгорания углеводородов и каким

образом он рассчитывается?

5. Каким образом рассчитывается предельно безопасная концентрация воз-

духа в смесях углеводородов типа CmHn?

6. Назовите концентрационные пределы распространения пламени.

7. Каким образом происходит сгорание газов в замкнутом объеме?

8. Что такое флегматизация и ингибирование горючих смесей?

Тема 9. Горючие свойства пылевых смесей

Аэрозоли, аэрогели, порошки. Температура самовоспламенения пыли.

Концентрационные пределы воспламенения пылевоздушных смесей.

Распространение пламени в пылевоздушных смесях. Горючие пыли и волокна.

Расчет предельно безопасного содержания воздуха в пылевоздушных смесях.

Рекомендуемая литература: [1], [3]–[5], [14], [15].


Изучение этой темы целесообразно начать с усвоения понятий аэрозолей,

аэрогелей и порошков.

Особое внимание необходимо уделить рассмотрению причин воспламене-

ния и самовоспламенения пыли и пылевоздушных смесей. При этом следует

изучить способы приобретения частицами пыли статического электричества,

температуры самовоспламенения пыли.

Важно изучить концентрационные пределы воспламенения пылевоздуш-

ных смесей и распространения пламени в таких смесях. Кроме того, необхо-

димо усвоить учебный материал по предельно безопасному содержанию воз-

духа в пылевоздушных смесях.




В завершение изучения темы целесообразно ознакомиться с перечнем го-

рючих взрывоопасных пылей и волокон.


1. Дайте определение понятиям аэрозолей, аэрогелей и порошков.

2. Какие способы приобретения частицами пыли статического электриче-

ства существуют?

3. Что такое температура воспламенения пыли?

4. Каким образом производится расчет концентрационных пределов вос-

пламенения пылевоздушных смесей?

5. Каким образом происходит распространение пламени в пылевоздушных

смесях?

6. Что такое горючие пыли и волокна?

7. Что такое взрывоопасные пыли?

8. Каким образом производится расчет предельно безопасного содержания

воздуха в пылевоздушных смесях?

Тема 10. Понятие о взрыве

Понятие «взрыв». Физический, химический, тепловой взрывы.

Классификация взрывов по плотности вещества, по типам химических

реакций. Детонация. Возбуждение взрыва. Начальный импульс, длительность

импульса.

Рекомендуемая литература: [1]–[3], [6], [7], [11], [13], [16].


Изучение данной темы следует начать с усвоения понятия «взрыв». Целе-

сообразно изучить причины и типы взрывов, понять процессы, происходящие

при физическом, химическом и тепловом взрывах.




Необходимо изучить классификацию взрывов по плотности вещества и ти-

пам химических реакций.

Особое внимание следует обратить на рассмотрение понятий детонации,

возбуждения взрыва, начального импульса и его длительности.


1. Дайте определение понятию «взрыв».

2. Что понимают под физическим взрывом, химическим взрывом, тепло-

вым взрывом?

3. Дайте классификацию взрывов по плотности вещества.

4. Дайте классификацию взрывов по типам химических реакций.

5. Что такое детонация?

6. Что понимают под возбуждением взрыва?

7. Что такое начальный импульс? Какова длительность начального им-

пульса?

Тема 11. Физико-химические характеристики

взрывчатых веществ

Понятие о взрывчатых веществах. Горение взрывчатых веществ и меры

пожарной безопасности при обращении со взрывчатыми веществами.

Основные физико-химические характеристики взрывчатых веществ.

Чувствительность взрывчатых веществ. Условия устойчивого распространения

детонации и детонационная способность взрывчатых веществ: критический

диаметр детонации, критическая плотность взрывчатых веществ, канальный

эффект, механизм детонации.






Изучение данной темы целесообразно начать с уяснения понятия взрывча-

тых веществ. При этом важно освоить различия между инициирующими и

бризантными взрывчатыми веществами.

Особое внимание следует уделить рассмотрению процесса горения взрыв-

чатых веществ и мер безопасности, в том числе и пожарной безопасности, при

обращении со взрывчатыми веществами.

Важно изучить основные физико-химические характеристики взрывчатых

веществ и освоить понятие чувствительности взрывчатых веществ.

Следует ознакомиться с бризантным, фугасным, кумулятивным и отколь-

ным действиями взрывчатых веществ.

Важно рассмотреть условия устойчивого распространения детонации.

При этом, изучая детонационную способность взрывчатых веществ, следует

уяснить такие понятия, как «критический диаметр детонации», «критическая

плотность ВВ», «канальный эффект». Здесь же следует изучить механизм де-

тонации.


1. Что такое взрывчатые вещества?

2. Что понимают под инициирующими взрывчатыми веществами?

3. Что понимают под бризантными взрывчатыми веществами?

4. Каким образом происходит горение взрывчатых веществ?

5. Назовите меры пожарной безопасности при обращении со взрывчатыми

веществами.

6. Расскажите о каждой из основных физико-химических характеристик

взрывчатых веществ (плотность, дисперсность, сыпучесть, пластичность, те-

кучесть, увлажняемость, водоустойчивость порошковых ВВ, водоустойчи-

вость гранулированных ВВ, водоустойчивость пластичных и гелеообразных

ВВ, пыление, физическая стабильность, расслаивание, летучесть, экссудация,

старение, слеживание, химическая стойкость, электризация).




7. Что такое чувствительность взрывчатых веществ?

8. Охарактеризуйте бризантное, фугасное, кумулятивное и откольное дей-

ствия взрывчатых веществ.

9. Назовите условия устойчивого распространения детонации.

10. Дайте определение понятиям «критический диаметр детонации», «кри-

тическая плотность взрывчатых веществ», «канальный эффект». Каким обра-

зом осуществляется механизм детонации?

Тема 12. Поражающие факторы взрыва

Поражающие факторы, возникающие в результате аварийных взрывов, и

их поражающее воздействие. Понятие «ударная волна». Форма ударной

волны. Энергия и мощность ударной волны. Параметры, характеризующие

воздушную ударную волну. Изменение избыточного давления во фронте

воздушной ударной волны.

Рекомендуемая литература: [1], [3], [7], [11]–[13], [16].


Основное внимание при изучении данной темы необходимо уделить рас-

смотрению поражающих факторов аварийных взрывов, которые могут иметь

место на предприятиях, а также при хранении и транспортировке взрывчатых

веществ. При этом следует подробно рассмотреть воздействие взрыва на лю-

дей (прямое и побочное).

Важно подробно изучить природу, форму, энергию и мощность ударной

волны как одного из основных поражающих факторов.

Рассматривая вопросы, касающиеся параметров, характеризующих воз-

душную ударную волну, целесообразно ознакомиться с понятиями избыточно-

го давления во фронте ударной волны, импульса фазы сжатия, скорости дви-

жения фронта ударной волны.




В завершении изучения темы необходимо изучить вопросы изменения из-быточного давления во фронте воздушной ударной волны и понятие «ударная адиабата».


1. Опишите поражающие факторы аварийного взрыва. 2. Охарактеризуйте прямые и побочные воздействия взрыва на людей. 3. Что такое ударная волна? 4. Что понимают под формой ударной волны? 5. Что понимают под энергией и мощностью ударной волны? 6. Назовите параметры, характеризующие воздушную ударную волну. 7. Что такое скорость движения фронта ударной волны? 8. Каковы особенности изменения избыточного давления во фронте воз-

душной ударной волны? 9. Что такое ударная адиабата?

Тема 13. Параметры взрывчатого превращения. Баланс энергии и формы работы взрыва

Параметры взрывчатого превращения. Баланс энергии при взрыве и формы работы взрыва. Работа адиабатического расширения газов. Зависимость совершаемой работы от скорости выделения тепла. Влияние импульса и давления в ударной волне на фугасное и бризантное действия взрыва.

Рекомендуемая литература: [1]–[3], [7], [11]–[14].


При изучении данной темы основное внимание целесообразно уделить рассмотрению понятий скорости и давления детонации, массовой скорости движения продуктов детонации, теплоты (удельной энергии) взрыва, темпера-туры взрыва и объема газообразных продуктов взрыва.




Необходимо ознакомиться с теоретическими положениями, касающимися

баланса энергии при взрыве и форм работы взрыва.

Важно освоить особенности работы адиабатического расширения газа и за-

висимость совершаемой работы от скорости выделения тепла.

Опираясь на учебный материал тем 10, 11 и 12, следует изучить влияние

импульса и давления в ударной волне на фугасное и бризантное действие

взрыва.


1. Охарактеризуйте следующие параметры взрывчатого превращения: ско-

рость детонации, давление детонации, массовую скорость движения продуктов

детонации, теплоту (удельную энергию) взрыва, температуру взрыва, объем

газообразных продуктов взрыва.

2. Что называют балансом энергии при взрыве?

3. Назовите формы работы взрыва.

4. Что такое работа адиабатического расширения газов?

5. Охарактеризуйте зависимость совершаемой работы от скорости выделе-

ния тепла.

6. Охарактеризуйте влияние импульса и давления в ударной волне на фу-

гасное и бризантное действие взрыва.

Тема 14. Взрывозащита

Контроль за накоплением горючих газов и паров. Аварийное

вентилирование помещений. Взрывозащита методом флегматизации

взрывоопасной среды. Устройство предохранительных конструкций.

Взрывоподавление. Перевозка и хранение взрывчатых веществ. Основные

правила обращения со взрывчатыми веществами. Способы уничтожения

взрывчатых веществ.

Рекомендуемая литература: [1]–[5], [8], [10], [11]. [13], [15], [16].





Данная тема имеет большое практическое значение для подготовки спе-

циалиста, который должен уметь организовывать взрыво- и пожарозащиту в

аварийных и чрезвычайных ситуациях.

В связи с этим при изучении этой темы особое внимание следует уделить

рассмотрению способов контроля за накоплением горючих газов и паров.

Важно освоить применяемые в настоящее время газоанализаторы.

Изучая назначение и устройство аварийного вентилирования помещений,

следует уяснить понятия кратности воздуха, предельной безопасной концен-

трации газов и паров в помещениях.

Важно ознакомиться со способами взрывозащиты методом флегматизации

взрывоопасной среды, с устройствами предохранительных конструкций взры-

возащиты технологического оборудования и помещений и вопросами взрыво-

подавления.

Завершая изучение данной темы, следует изучить основные правила тех-

ники безопасности при обращении, хранении и перевозке взрывчатых веществ,

а также способы их уничтожения.


1. Какими способами осуществляется контроль за накоплением горючих

газов и паров?

2. Что такое кратность воздуха?

3. Что понимают под предельной безопасной концентрацией газов (паров)

в помещениях?

4. Каким образом осуществляется взрывозащита методом флегматизации

взрывоопасной среды?

5. Назовите предохранительные конструкции взрывозащиты технологиче-

ского оборудования и помещений.

6. Что такое взрывоподавление?

7. Перечислите основные правила перевозки взрывчатых веществ.




8. Перечислите основные правила хранения взрывчатых веществ.

9. Перечислите основные правила обращения со взрывчатых веществ.

10. Назовите способы уничтожения взрывчатых материалов.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Баратов, А. Н. Горение – пожар – взрыв – безопасность / А. Н. Баратов. –

М. : ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2003. – 364 с.

2. Мастрюков, Б. С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях : учеб. для

студ. высш. учеб. заведений / Б. С. Мастрюков. – 2-е изд., стереотип. – М. :

Академия, 2004. – 336 с.

3. Чагаев, В. П. Теория горения и взрыва : учеб. пособие / В. П. Чагаев, Ю. Н.

Тарабаев, В. А. Репринцев. – Новогорск : АГЗ МЧС России, 2001. – 116 с.

Дополнительная

4. Абдуралимов, В. Н. Физико-химические основы развития и тушения

пожаров : учеб. пособие / И. М. Абдурагимов, В. Н. Говоров, В. Е. Макаров. –

М. : ВИПТШ МВД СССР, 1980. – 256 с.

5. Драйздел, Д. Введение в динамику пожаров / Д. Драйздел; пер. с англ.

К. Г. Бомштейна. – М. : Стройиздат, 1990. – 424 с.

6. Корольченко, А. Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и

средств их тушения : справочник : в 2 ч. / А. Я. Корольченко,

Д. А. Корольченко. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Пожнаука, 2004.

7. Моделирование пожаров и взрывов / под общ. ред. Н. Н. Брушлинского,

А. Я. Корольченко. – М. : Пожнаука, 2000. – 482 с.

8. Мугин, Ю. Г. Безопасность жизнедеятельности. Чрезвычайные ситуации.

Практические работы : учеб. пособие для студентов учреждений СПО /

Ю. Г. Мугин – М. : Мир, 2003. – 80 с.

9. Обеспечение пожарной безопасности на аэродромах гражданской

авиации / М. А. Джафаров и др. – М. : Транспорт, 1987. – 263 с.




10. Повзик, Я. С. Справочник руководителя тушения пожара / Я. С. Повзик. –

М. : Спецтехника, 2000. – 361 с.

11. Пожарная безопасность. Взрывобезопасность : справочник /

А. Н. Баратов и др. – М. : Химия, 1987. – 272 с.

12. Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура

показателей и методы их определения : ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589 84). –

Офиц. изд. – М. : Изд-во стандартов, 2001. – 99 с.

13. Поздняков, З. Г. Справочник по промышленным взрывчатым

веществам и средствам взрывания / З. Г. Поздняков, Б. Д. Росси. – 2-е изд.,

перераб. и доп. – М. : Недра, 1977. – 253 с.

14. Расчет основных показателей пожаровзрывоопасности веществ и мате-

риалов : руководство / Ю. Н. Шебеко и др. – М. : ВНИИПО, 2002. – 77 с.

15. Собурь, С. В. Пожарная безопасность предприятия. Курс пожарно-

технического минимума : справочник / С. В. Собурь. – 9-е изд. – М. : ПожКни-

га, 2004. – 496 с.

16. Таубкин, С. И. Пожар и взрыв, особенности их экспертизы / С. И. Тауб-

кин. – М. : ВНИИПО, 1999. – 600 с.



Documents

ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВАvenec.ulstu.ru/lib/disk/2014/Vodnev_3.pdf · вая, цепная, диффузионная), виды пламени, скорость