Тема: Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества.

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПЛАН

Тема: «Основы прекращения горения на пожаре. Огнетушащие вещества ».
Вид занятия: классно-групповой.
Отводимое время:60 минут.
Цель занятия: закрепление и совершенствование знаний личного по теме
Литература, используемая при проведении занятия:
Учебник: «Пожарная тактика» В.В. Теребнёв, А.В. Подгрушный.

РАЗВЕРНУТЫЙ ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ.

1.ПОНЯТИЕ ПОЖАРА:

Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления газо и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве.
Эти явления взаимосвязаны и характеризуются параметрами пожара: скоростью выгорания, температурой и т.д. и определяются рядом условий, многие из которых носят случайный характер.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПОЖАРА:

Основные явления, сопровождающие пожар- это процессы горения, газо и теплообмена.

Основными условиями горения являются: наличие горючего вещества, поступление окислителя в зону химических реакций и непрерывное выделение тепла, необходимого для поддержания горения.

К основным факторам, характеризующим возможное развитие процесса горение на пожаре, относятся: пожарная нагрузка, массовая скорость выгорания, линейная скорость распространения пламени по поверхности горящих материалов, интенсивность выделения тепла, температура пламени др.

Под пожарной нагрузкой понимают количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре.

Расчетная пожарная нагрузка для зданий и сооружений или их частей учитывает влияние ряда факторов, характеризующих горючие вещества и материалы, геометрические размеры зданий или их частей.

Пожарную нагрузку и расчетную пожарную нагрузку допускается также определять в кг/м2.
Расчетная пожарная нагрузка характеризуется продолжительностью пожара (чем больше нагрузка, тем продолжительнее пожар).

Под скоростью выгорания понимают потерю массы материала (вещества) в единицу времени при горении.
Процесс термического разложения сопровождается уменьшением массы вещества и материалов, которая в расчете на единицу времени и единицу площади горения квалифицируется как массовая скорость выгорания, кг/(м2 с).

Массовая скорость выгорания зависит от агрегатного состояния горючего вещества или материала, начальной температуры и других условий.

Массовая скорость выгорания горючих и легковоспламеняющихся жидкостей определяется интенсивностью их испарения.
Массовая скорость выгорания твердых веществ зависит от вида горючего, его размеров величины свободной поверхности и ориентации по отношению к месту горения; температуры пожара и интенсивности газообмена.

Линейная скорость распространения горения представляет собой физическую величину, характеризуемую поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени.
Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от начальной температуры, способности горючего к воспламенению, интенсивности газообмена на пожаре, плотности теплового потока на поверхности веществ и материалов и других факторов.

Одним из главных параметров, характеризующих процесс горения, является интенсивность выделения тепла на пожаре. Это величина равная по значению теплу, выделяющемуся на пожаре за единицу времени.
Она определяется массовой скоростью выгорания веществ и материалов и их теплового содержания.

При пожаре выделяются газообразные, жидкие и твердые вещества.
Их называют продуктами горения, т.е. веществами, образовавшимися в результате горения.

Они распространяются в газовой среде и создают задымление.

Дым- это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц. Объем выделившегося дыма, его плотность и токсичность зависят от свойств горящего материала и от условий протекания процесса горения.

Под дымообразованием на пожаре принимают количество дыма, м3/с, выделяемого со всей площади пожара.

Газовый обмен на пожаре – это движение газообразных масс, вызванное выделением тепла при горении.
При нагревании газов их плотность уменьшается, и они вытесняются более плотными слоями холодного атмосферного воздуха и поднимаются вверх.

Одним из главных процессов, происходящих на пожаре, являются процессы теплообмена. Выделяющееся тепло при горении, во-первых, усложняет обстановку на пожаре, во-вторых, является одной из причин развития пожара. Кроме того, нагрев продуктов горения вызывает движение газовых потоков и все вытекающие из этого последствия (задымление помещений и территории, расположенных около зоны горения и др.).
Сколько тепла выделяется в зоне химической реакции горения, столько его и отводится от неё.

Тепло, передаваемое во внешнюю среду, способствует распространению пожара, вызывает повышение температуры, деформацию конструкций и т.д.

Пространство, в котором развивается пожар, условно подразделяются на три зоны: горения, теплового воздействия и зона задымления.

Зоной горения называется часть пространства, в котором протекают процессы термического разложения или испарения горючих веществ и материалов (твердых, жидких, газов, паров) в объеме диффузионного факела пламени.
Горение может быть пламенным (гомогенным) и беспламенным (гетерогенным).

В процессе развития пожара различают три стадии: начальную, основную (развитую) и конечную.
Эти стадии характерны для всех пожаров независимо оттого, где произошел пожар: на открытом пространстве или в помещении.

Начальной стадии соответствует развитие пожара от источника зажигания до момента, когда помещение будет полностью охвачено пламенем.
На этой стадии происходит нарастание температуры в помещении и снижение плотности газов в нём.
Горение поддерживается кислородом воздуха, находящимся в помещении, концентрация которого постепенно снижается.

Если помещение достаточно изолировано от окружающей среды, то развитие горения в нем может замедлиться или прекратиться вообще.

В зависимости от объема помещения, степени его герметизации и распределения пожарной нагрузки начальная стадия пожара продолжается 5-40 мин. (иногда и до нескольких часов).
Однако опасные для человека условия возникают уже через 1-6 мин.

Основной стадии развития пожара в помещении соответствует повышение среднеобъемной температуры до максимума.
На этой стадии сгорает 80-90 % объемной массы горючих веществ и материалов, температура и плотность газов в помещении изменяется во времени незначительно.
На конечной стадии пожара завершается процесс горения и постепенно снижается температура. Количество уходящих газов становится меньше, чем количество поступающего воздуха.

ГАЗООБМЕН НА ПОЖАРЕ:

Управление газовыми потоками при тушении пожара является важным оперативно-тактическим действием, выполняемым с целью создания условий, способствующих успешному тушению пожара и проведению спасательных работ.

Чтобы успешно бороться с пожарами, личный состав должен знать способы управления газовыми потоками на пожаре.

Первым можно назвать усиление естественного воздухообмена в здании, что можно достичь изменением площадей приточных и вытяжных проёмов, т.е. открывая или закрывая существующие в здании окна, двери, проделывая отверстия в ограждающих конструкциях.

Однако не следует забывать, что площади приточных и вытяжных проёмов в помещении должны находиться в определенном отношении.
Рекомендуется, чтобы площадь вытяжных отверстий была больше площади приточных.

В боевой обстановке это достигается путем вскрытия или перекрытия соответствующих проёмов, вскрытия дополнительных отверстий в ограждающих конструкциях помещения.

Вторым способом является применение принудительной вентиляции с использованием пожарных дымососов (вентиляторов).
Применение передвижных дымососов возможно в различных вариантах на пожарах: на нагнетание свежего воздуха в горящее помещение; на удаление продуктов сгорания из горящего помещения; комбинированное использование дымососов, т.е. использование части из них на нагнетание воздуха, а части - на удаление дыма из него.

Третий способ заключается в применении личным составом соответствующих огнетушащих веществ. Например, изменение направления движения газообразных масс при пожарах в помещениях можно достигнуть путём создания преград для распространения дыма из воздушно-механической пены средней и высокой кратности. Пена эффективно применяется и для вытеснения дыма из помещения.

ПРЕКРАЩЕНИЕ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ:

Для рассмотрения вопросов о прекращении горения на пожарах, большое внимание заслуживают параметры и условия, за границами которых горение не может протекать. Прежде всего, сюда следует отнести: концентрационные пределы распространения пламени, температурные пределы и ряд других параметров.
Процессы горения не могут протекать вне значений указанных параметров, т.е. процессы горения либо не возникают, а если они существовали, то прекратятся.
На основе этих параметров можно сформулировать основные направления и способы прекращения горения:

Основой является снижение температуры зоны горения до значений ниже температуры потухания.

Достигнуть этого можно на основе четырех известных принципов прекращения горения:

-охлаждения реагирующих веществ;
-изоляцией реагирующих веществ от зоны горения;
-разбавление реагирующих веществ до негорючих концентраций или концентраций, не поддерживающих горение;
-химического торможения реакции горения.

Для этих целей применяются различные огнетушащие вещества.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОГНЕТУШАЩИХ ВЕЩЕСТВ, СПОСОБОВ И ПРИЁМОВ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ:

Под огнетушащими веществами понимаются такие вещества, которые непосредственно воздействуют на процесс горения и создают условия для его прекращения (вода, пена, порошки и др.). Огнетушащих веществ в природе много, но не все они принимаются на вооружение пожарных подразделений, а лишь те, которые отвечают определенным требованиям.

Они должны:

-обладать высоким эффектом тушения при сравнительно малом расходе;
-быть доступными, дешёвыми и простыми в применении;
-не оказывать вредного воздействия при их применении на людей и материалы, быть экологически чистыми.

По основному признаку прекращения горения огнетушащие вещества подразделяются на:
-охлаждающего действия (вода, твердый диоксид углерода и др.)
-разбавляющего действия (негорючие газы, водяной пар, тонкораспыленная вода т.п.)
-изолирующего действия (воздушно-механическая пена различной кратности, сыпучие негорючие материалы и пр.)
-ингибирующего действия (бромистый метилен, бромистый этил, тетрафтор-дибромэтан и др.)

Вид и характер выполнения боевых действий в определенной последовательности, направленных на создание условий прекращения горения, называется способом прекращения горения.

Приёмы тушения – это те составные части способа прекращения горения, которые могут изменяться в процессе действия пожарных подразделений при изменении обстановки на пожаре, могут изменяться и способы.

Применение того или иного способа и приёма прекращения горения, огнетушащего вещества зависит от:
- условий и характера развития пожара;
- свойств и состояния горючих материалов;
- трудоемкости и безопасности выполняемой работы личным составом;
- наличие у руководителя тушения пожара сил и средств;
- боеготовности пожарных подразделений и др.
Всё это направлено на наименьшие убытки и затраты.

МЕХАНИЗМ ПРЕКРАЩЕНИЯ ГОРЕНИЯ:

Охлаждающие огнетушащие вещества.
Для охлаждения горящих материалов применяются жидкости, обладающие теплоёмкостью.
Для большинства горючих материалов применяется вода.
Попадая в зону горения, вода отнимает от горящих материалов и продуктов горения большое количество тепла.
Однако металлические магний, цинк алюминий, титан и его сплавы, при горении создают при горении температуру, превышающую термическую стойкость воды.
Тушение их водой не допустимо.
Вода имеет низкую теплопроводность, что способствует созданию на поверхности горящего материала надежной тепловой изоляции.
Это свойство в сочетании с предыдущими позволяет использовать её не только для тушения, но и для защиты материалов от воспламенения. Малая вязкость и несжимаемость вод позволяет подавать её по рукавам на значительные расстояния и под большим давлением.

Некоторые горючие жидкости (жидкие спирты, альдегиды, органические кислоты и др.) растворимы в воде, поэтому, смешиваясь с водой, они образуют негорючие или менее горючие растворы.

Вода имеет относительно большую плотность, что ограничивает, а иногда исключает её применение для тушения нефтепродуктов, имеющих меньшую плотность и нерастворимых в воде.

Вода с абсолютным большинством горючих веществ не вступает в химическую реакцию.
Исключение составляют щелочные щелочно-земельные металлы, при взаимодействии которых выделяется водород. Их тушить водой нельзя.

Для охлаждения отдельных видов горючих материалов кроме воды применяется твердый диоксид углерода.
Твердый диоксид углерода прекращает горение всех горючих веществ, за исключением металлического натрия и калия, магния и его сплавов.
Он не электропроводен и не смачивает горючие вещества.
Поэтому применяется для тушения электроустановок под напряжением, двигателей, а также при пожарах в архивах, музеях, библиотеках, на выставках и т.д.

Изолирующие огнетушащие вещества.

Создание между зоной горения и горючим материалом или воздухом изолирующего слоя из огнетушащих и материалов -распространенный способ тушения пожаров. При его реализации применяются самые разнообразные огнетушащие средства, способные на некоторое время изолировать доступ в зону горения либо кислорода, либо горючих паров или газов.

В практике пожаротушения для этих целей широкое применение нашли:

Жидкие огнетушащие вещества (пена, в некоторых случаях вода и пр.)
Газообразные огнетушащие вещества (продукты взрыва и т.д.)
Сыпучие негорючие материалы (песок, тальк, флюсы, огнетушащие порошки и т.д.)
Твердые тканевые материалы (асбестовые, войлочные покрывала и другие негорючие ткани, в некоторых случаях листовое железо).

Основным средством изоляции являются огнетушащие пены: химическая и воздушно-механическая.
Воздушно-механическая пена (ВМП) получается в результате перемешивания водного раствора пенообразователя с воздухом в специальном стволе или пеногенераторе.
Различают ВМП низкой, средней и высокой кратности.
Кратность зависит от конструкций ствола (генератора).

Основное огнетушащее свойство пен - изолирующая способность.
Пена изолирует зону горения от горючих паров и газов, а также горящую поверхность горючего материала от тепла, излучаемого зоной реакции.

Другое свойство пены, представляющее интерес – стойкость, т.е. способность какое-то время сохраняться, не разрушаясь.

Специфические свойства воздушно-механической пены (ВМП) средней и высокой кратности:
-хорошо проникает в помещения, свободно преодолевает повороты и подъёмы;
-заполняет объёмы помещений, вытесняет нагретые до высокой температуры продукты сгорания (в том числе токсичные), снижает температуру в помещении в целом, а также строительных конструкций и т.п.;
-прекращает пламенное горение и локализует тление веществ и материалов, с которыми соприкасается;
создает условия для проникновения ствольщиков к очагам тления для дотушивания.

На основании этих свойств данные виды пены (особенно средней кратности) нашли применение при объёмном тушении в помещениях зданий, трюмах судов, в кабельных тоннелях и на других объектах.
Пена является основным средством тушения ЛВЖ и ГЖ как в резервуарах, так и разлитых на открытой поверхности.

В настоящее время для тушения все более широкое применение находят огнетушащие порошковые составы.

Механизм прекращения горения порошками заключается в основном в изоляции горящей поверхности от зоны горения, т.е. в прекращении доступа горючих паров и газов в зону реакции.

Разбавляющие огнетушащие вещества.

Для прекращения горения разбавлением реагирующих веществ, применяются такие огнетушащие средства, которые способны разбавить либо горючие пары и газы до негорючих концентраций, либо снизить содержание кислорода воздуха до концентрации, не поддерживающей горение.
Приемы прекращения горения заключаются в том, что огнетушащие средства подаются либо в зону горения или горящее вещество, либо в воздух, поступающий в зону горения.
В качестве разбавляющих огнетушащих средств наибольшее распространение нашли: диоксид углерода (углекислый газ), азот, водяной пар, и распыленная вода.
Механизм прекращения горения при введении разбавляющих огнетушащих веществ в помещение, в котором происходит пожар, заключается в понижении объемной доли кислорода.

Углекислый газ применяется для тушения пожаров электрооборудования и электроустановок, в библиотеках, книгохранилищах и архивах и т.п.
Однако им категорически запрещено тушение щелочных щелочно-земельных металлов.
Азот, главным образом применяется в стационарных установках пожаротушения для тушения натрия, калия, бериллия и кальция.
Для тушения магния, лития, алюминия, циркония применяют аргон, а не азот.
Диоксид углерода и азот хорошо тушат вещества, горящие пламенем (жидкости и газы), плохо тушат вещества и материалы, способные тлеть (древесина, бумага).

Водяной пар нашел широкое применение в стационарных установках тушения в помещениях с ограниченным количеством проёмов, объёмом до 500 м3 Тонкораспыленная вода (диаметр капель меньше 100 мк) – для получения её применяют насосы и специальные стволы-распылители.
Попадая в зону горения, тонкораспыленная вода интенсивно испаряется, снижая концентрацию кислорода и разбавляя горючие пары и газы, участвующие в горении. Применение тонкораспыленной воды очень эффективно.

Огнетушащие вещества химического торможения.

Сущность прекращения горения химическим торможением реакции горения заключается в том, что в воздух горящего помещения или непосредственно в зону горения вводятся такие огнетушащие вещества, которые вступают во взаимодействие с активными центрами реакции окисления, образуя с ними либо негорючие, либо менее активные соединения, обрывая тем самым цепную реакцию горения.

Поскольку эти вещества оказывают воздействие непосредственно на зону реакции, в которой реагирующие вещества находятся в паровоздушной фазе, они должны отвечать следующим требованиям:
-иметь низкую температуру кипения, чтобы при малых температурах разлагаться, легко переходить в парообразное состояние;
-иметь низкую термическую стойкость, т.е. при малых температурах разлагаться на составляющие их атомы и радикалы;
-продукты термического распада огнетушащих веществ должны активно вступать в реакцию с активными центрами.

Наиболее широкое применение нашли составы на основе брома и фтора.
Галоидированные углеводороды и огнетушащие составы на их основе имеют высокую огнетушащую способность при сравнительно небольших расходах.