Презентация к уроку "Горение. Условия возникновения, развития и прекращения горения. Виды и режимы горения."

Министерство образования Московской области ГБПОУ МО « Красногорский колледж»

ВИДЕОКУРС

по общепрофессиональной учебной дисциплине

«Теория горения и взрыва»

автор-составитель: преподаватель высшей квалификационной категории

Лебединская Е.М.

Глава 1. Основы процессов горения. Материальный и тепловой балансы процессов горения. Урок.1 Горение. Условия возникновения, развития и прекращения горения. Виды и режимы горения.

Цели и задачи :

• Введение в содержание дисциплины, дать основные понятия теории горения; Изучение механизма химических и физических явлений, протекающих при горении; Ознакомление с видами и режимами горения; Изучение опасных факторов пожара; Формирование знаний, умений и навыков, позволяющих проводить анализ возможности протекания процессов горения.
• Введение в содержание дисциплины, дать основные понятия теории горения;
• Изучение механизма химических и физических явлений, протекающих при горении;
• Ознакомление с видами и режимами горения;
• Изучение опасных факторов пожара;
• Формирование знаний, умений и навыков, позволяющих проводить анализ возможности протекания процессов горения.

Учебные вопросы

• Введение в предмет
• Основные закономерности протекания процессов горения
• Характеристики процессов горения

Нормативные правовые акты

• 1. Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ «О пожарной безопасности».
• 2. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»
• 3. СП 12.13130.2009 Определение категорий по взрывопожарной и пожарной опасности.
• 4. ГОСТ 12.1.044-89 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

№ п / п

Вопросы

1

Начало занятия

Какой мифологический герой похитил огонь у богов и передал его людям?

2

Какой ученый получил в 1956 году Нобелевскую премию за изучение механизма разветвленных цепных реакций и теплового самовоспламенения (взрыва)?

3

Назовите основной процесс, протекающий на пожаре

4

5

Перечислите ТРИ признака горения

Перечислите составляющие треугольника пожара

6

7

Приведите два примера горючих веществ

8

Приведите два примера окислителей

Составьте уравнение горения пентаналя С 5 Н 10 О. Сколько молей углекислого газа выделилось?

История развития теории горения

• XVII век немецкий ученый Георг Шталь - теория флогистона;

• Середина XVIII века М.В. Ломоносов подверг основательной и аргументированной критике теорию флогистона;
• А.Лавуазье впервые установил состав воздуха;

• 1890 г. В.А. Михельсон открытие закона распространения пламени, который заложил основы тепловой теории взрывного горения.

Пожар -

это горение, способное самостоятельно распространяться вне специально предназначенного для этого места, приводящее к травмированию или гибели людей, уничтожению или повреждению имущества, ухудшению экологической обстановки.

ГОРЕНИЕ -

это самоподдерживающийся сложный физико-химический процесс, основой которого являются быстропротекающие химические реакции окисления, сопровождающиеся выделением большого количества тепла и света

Треугольник пожара

Окислитель

Источник зажигания

Горючее вещество

Горючие вещества и материалы

Органические

Неорганические

Растительного и животного происхождения: Древесина, хлопок, джут, масла , жиры, смолы

Ископаемые и их производные: Каменный и бурый уголь, нефть, газ, нефтепродукты, кислородсодержащие соединения, синтетические полимеры

Металлы и их производные: Щелочные, щелочноземельные и др. металлы

Неметаллы и их производные: Сера, фосфор, кремний и др.

Окислители –

это вещества, атомы которых в химических превращениях принимают электроны

Соли кислород-содержащих кислот: Нитраты, хлораты и др.

Галогены:

Хлор, фтор, бром, йод.

Кислород и

кислород

воздуха

ГОРЮЧАЯ СРЕДА -

Смесь горючего и окислителя в одинаковом агрегатном состоянии в определенных пропорциях, способная гореть

ОДНОРОДНАЯ

НЕОДНОРОДНАЯ

горючая среда

горючая среда

предварительно перемешанная смесь горючего с окислителем

горючее и окислитель предварительно не перемешаны

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ПРИ ГОРЕНИИ

Зависимость от температуры:

Зависимость от концентрации реагирующих веществ :

k - константа скорости реакции,

А - фактор эффективности соударений;

Е а - энергия активации, кДж/кмоль;

R - универсальная газовая постоянная, R=8,314 кДж/(К · кмоль);

Т - температура, К.

С гор - концентрация горючего вещества, кмоль/м 3 ,

С ок - концентрация окислителя, кмоль/м 3 ,

x, y - порядки реакции по горючему и окислителю соответственно.

Правило Вант-Гоффа:

скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза при повышении температуры на каждые 10°С

Основными факторами, влияющими на скорость химической реакции при горении являются:

• Концентрация реагирующих веществ (максимальная при стехиометрической концентрации)
• Температура (чем выше температура, тем выше скорость реакции)
• Давление (с увеличением давления – скорость увеличивается)
• Наличие катализаторов или ингибиторов

Три признака горения:

• химическое превращение;
• выделение тепла;
• излучение (чаще всего световое, т.е. в видимой части спектра) .

Виды и режимы горения

ГЕТЕРОГЕННОЕ

горение

это горение твердых горючих материалов непосредственно на их поверхности. Харак-терной особенностью гетеро-генного горения является отсутствие пламени . Пример – тление ТГМ.

ГОМОГЕННОЕ

горение

это процесс взаимодей-ствия горючего и окисли-теля, находящихся в одина-ковом агрегатном состоя-нии.

ГОМОГЕННОЕ ГОРЕНИЕ

КИНЕТИЧЕСКОЕ

горение

это горение предварительно перемешанной горючей смеси, т.е. однородной смеси.

Скорость горения определяется только кинетикой окислительно-восстановительной реакции.

ДИФФУЗИОННОЕ

горение

это горение неоднородной смеси, когда горючее и окислитель предварительно не перемешаны.

В этом случае, смешивание горючего и окислителя происходит во фронте пламени за счет диффузии.

По газодинамическим параметрам различают

• Ламинарное горение

процесс, при котором массообмен и перенос тепла происходят путем молекулярной диффузии и возникающих конвективных потоков окислителя и горючего вещества к зоне химической реакции.

При этом наблюдается спокойное, безвихревое пламя

устойчивой геометрической формы.

• Турбулентное горение

процесс, при котором массообмен и перенос осуществляются не только за счет молекулярной, но и турбулентной диффузии, в результате макроскопического вихревого движения газовых слоев горючей смеси.

В зависимости от механизма распространения зоны горения по горючей смеси различают

• Дефлаграционное горение

горение, при котором передача тепловой энергии к свежей горючей смеси осуществляется за счет излучения и теплопроводности (скорость движения тепловой волны по горючей смеси от 0,5 до 50 м/с)

• Детонационное горение

горение, при котором передача тепловой энергии к свежей горючей смеси осуществляется за счет быстрого сжатия, достаточно интенсивного, чтобы довести реагирующую среду до состояния адиабатического воспламенения (без теплообмена с окружающей средой). Скорость движения тепловой волны по горючей смеси более 50 м/с (до 2000 м/с)

ОПАСНЫЕ ФАКТОРЫ ПОЖАРА

• пламя и искры,
• повышенная температура окружающей среды (безопасной для человека считается температура не выше 70 оС),
• токсичные продукты горения и термического разложения (предельные значения концентраций – 0.1%СО, 6%СО2 и т.д.),
• дым (происходит резкое снижение видимости),
• пониженная концентрация кислорода (пороговая – 17% об.).

Ко вторичным проявлениям опасных факторов пожара относятся:

• осколки, части разрушившихся аппаратов, агрегатов, установок, конструкций,
• радиоактивные и токсичные вещества и материалы, вышедшие из разрушенных аппаратов и установок,
• электрический ток, возникший в результате выноса высокого напряжения на токопроводящие части конструкций, аппаратов, агрегатов,
• опасные факторы взрыва, происшедшего в результате пожара – ударная волна, пламя, образовавшиеся при взрыве вредные вещества, содержание которых в воздухе превышает ПДК,
• огнетушащие вещества.

№ п / п

Вопросы

1

Конец занятия

Какой мифологический герой похитил огонь у богов и передал его людям?

2

Прометей

Какой ученый получил в 1956 году Нобелевскую премию за изучение механизма разветвленных цепных реакций и теплового самовоспламенения (взрыва)?

3

Н.Н. Семенов

Назовите основной процесс, протекающий на пожаре

4

5

горение

Перечислите ТРИ признака горения

6

химическое превращение,

Перечислите составляющие треугольника пожара

7

горючее, окислитель, источник зажигания

выделение тепла,

излучение света

Приведите два примера горючих веществ

8

древесина, бензин, хлопок, сера

Приведите два примера окислителей

кислород, хлор

Составьте уравнение горения пентаналя С 5 Н 10 О. Сколько молей углекислого газа выделилось?

5 молей СО2