Горение

Горение – совокупность одновременно протекающих физических процессов (плавление, испарение, ионизация) и химических реакций окисления горючего вещества и материала, сопровождающееся, как правило, световым и тепловым излучением и выделением дыма.

Горение – это взаимодействие горючего вещества с окислителем, преимущественно с кислородом воздуха. Однако оно может осуществляться без доступа воздуха, если в состав горючего вещества входит окислитель (напр., целлюлозные материалы), а также в атмосфере др. окислителей (напр.: фтор, хлор, окислы азота). Некоторые вещества (порошкообразные титан и цирконий, щелочные металлы) способны гореть в азоте и двуокиси (диоксиде) углерода.

В зависимости от способа подвода окислителя различают горение: диффузионное – когда реагенты (горючее и окислитель) перед началом горения не были перемешаны, а их смешение происходит в процессе горения за счёт диффузии; гомогенное – когда реагенты перед началом горения были перемешаны без поверхности раздела фаз; гетерогенное – когда реагенты находятся в разных агрегатных состояниях (твёрдое + газ, твёрдое + жидкость) или между ними имеется поверхность раздела (твёрдое + твёрдое, несмешивающаяся жидкость + жидкость). Горение, скорость которого лимитирована скоростью химической реакции, называют кинетическим горением, т.к. скорость химического взаимодействия, как правило, превышает скорость диффузии, кинетическое горение протекает с максимальной скоростью (дефлаграция, детонация). При пожаре отмечается смешанный тип горения. В зависимости от скорости горение может быть: медленным (тление); нормальным (дефлаграция); взрывообразным (взрыв) и детонационным (детонация); по внешнему проявлению – пламенным или беспламенным. Беспламенное горение может возникнуть в результате дефицита окислителя (тление) или при низком давлении насыщенных паров горючего вещества (горение тугоплавких металлов и кокса). По механизму развития горение может быть тепловым, при котором причиной самоускорения реакции окисления является повышение температуры, и автокаталитическим (цепным), когда ускорение процесса достигается накоплением промежуточных катализирующих продуктов (активных центров).

Автокаталитическое горение осуществляется при сравнительно низких температурах. При достижении определённых концентраций промежуточных каталитических продуктов автокаталитическое горение может переходить в тепловое. При этом температура горения резко возрастает.

Горение возникает и развивается спонтанно, стихийно (пожар), но может быть специально организованным, целесообразным: энергетическое  (в целях получения тепловой или электрической энергии) и технологическое горение (доменный процесс, металлотермия, синтез тугоплавких неорганических соединений и т.д.). Горение характеризуется такими величинами, как: температура, скорость, полнота, состав продуктов. Располагая данными о механизме горения и его характерными особенностями, можно увеличивать его скорость и температуру (промотирование горения) или снижать их вплоть до прекращения (ингибирование горения).

Литература: Мальцев В.М., Мальцев М.И., Кашпоров Л.Я. Основные характеристики горения. М., 1977;

Баратов А.Н. Горение – Пожар – Взрыв – Безопасность. М., 2003.

Поделиться