ФИЗИКА И ХИМИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ. ЛЕКЦИЯ №5
Подписаться на email
рассылку
Подписаться
youtube dzen youtube vk ok instagram rutube
Пожарный календарь

ФИЗИКА И ХИМИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ НА ПОЖАРЕ. ЛЕКЦИЯ №5

Дата актуализации статьи: 18.01.2022 19:00:00

Хочу поздравить вас с Новым годом, заодно уж — и со Старым новым годом и пожелать вам всем доброго здоровья, творческих успехов и всяческого благополучия в жизни. Давайте разделим добрую надежду нашего организатора, что мы готовы к работе, то есть никто уже не жалуется на головную боль, и беремся за занятие. Сегодня у нас пятая лекция. Если у вас не возникли вопросы, я назову тему сегодняшней лекции. Пятая лекция звучит так: «Предельные явления в горении как научная и практическая основа пожаровзрывобезопасности». Признаюсь, это одна из немногих тем, над которой я работал более 25 лет почти непрерывно и из которой практически мало что полезного получилось. Вот предлагаю этот материал на ваш суд. Несколько слов истории. Началось все с того, что некоторым слушателям пожарной школы на Галушкина не понравилось одно слово в моем определении пожара: что пожар есть процесс горения, возникший непроизвольно или по злому умыслу, и так далее. Все бы хорошо, но некоторые упирались в слово «непроизвольно». Оно воспринималось как слова «неопределенно», что вот захотел пожар и возник. И никто не отвечает, и причин никаких нет, и спросить не с кого. Я пытался объяснить, что слово «непроизвольно» означает только «не по нашему произволу», не по моему хотению, по щучьему велению, а по чьему-то другому хотению или неумению. И всегда, анализируя причины пожара, можно найти фамилию, имя и отчество конкретного виновника пожара. Более того, если подходить к возникновению пожара как к тому, что мы нарушили какие-то предельные явления, мы вторглись в чужую территорию — территорию, где господствуют законы горения, то можно найти и причину, и способы их устранения, и меру вины, и всю историю развития пожара. С определением моим более-менее смирились, а это направление выросло в самостоятельное направление деятельности. Начал я в 73-м году, к 80-му году, когда мы издавали учебник «Процессы горения», у меня набралось материала на целый раздел. Один раздел, 9-й раздел нашей книги, так и называется «Предельные явления в горении как научная основа пожаровзрывобезопасности». Я предложил издать такой учебник, но по организационным мотивам этого не удалось сделать. Я продолжил эту работу и дальше. К сожалению, все было безрезультатно. И только через 20 лет или даже 25 в журнале «Пожаровзрывобезопасность», том 21, номер 11, на странице 18–24 была помещена большая обзорная статья с таким названием, как сегодняшняя лекция. Корольченко Александр Яковлевич выдержал нарушение объема статьи ради того, чтобы сохранить материал. И я это вам сказал для того, чтобы если кто-то что-то не поймет в сегодняшней лекции или захочет углубить этот материал, он может найти по указанному адресу в сборнике «Пожаровзрывобезопасность».

А теперь по существу. О чем идет речь? А речь, как ни странно, идет о том, что каждый пожар начинается с обязательного нарушения какого-то предельного явления, установленного законами горения. И для примера начну с того, о чем мы уже несколько раз говорили, что мы, к сожалению, все с вами живем в грехе перед законами процессов горения. Мы живем на Земле, которая расположена на дне пятого океана. Морских — четыре океана, а пятым океаном называют океан воздушного пространства, который стокилометровым слоем окутывает нашу Землю. И в этом окутывающем газовом слое недопустима высокая концентрация кислорода. Этот слой состоит из 21 % кислорода и 79 % азота. И вся история развития жизни на Земле связана с тем, что все живые организмы питаются этим кислородом. Мне могут возразить, что вот есть анаэробные бактерии, живущие у нас в кишечнике. Да, есть, но это такая ничтожная доля процента от общего числа организмов, дышащих кислородом, что я даже не могу найти ее численную величину. Это какая-то одна стомиллиардная доля от всего, что дышит кислородом воздуха, — это и люди, и животные, все млекопитающие, и даже рыбы, живущие на дне морского океана, тоже питаются кислородом, только растворенным в воде. Так что начнем с того, что первую заповедь пожарного треугольника вы уже нарушили априори. Я специально не рисовал эту картинку, я хочу, чтобы вы взяли на себя труд и сами нарисовали активно своей рукой треугольник пожара. По горизонтали: на горизонтальной прямой отложите точку и напишите: «окислитель — 21 %». Если хочешь жить без пожаров, то, во-первых, снизь его концентрацию до 15 %. Кстати, это та концентрация, при которой у человека наступает асфиксия, человек задыхается. Но и это нас не спасет, потому что при 15 % не будет только пламенного горения, а еще остается тление. А тление возможно и при 10, и при 8, и при 6, и даже при 5 % кислорода еще возможно тление. Значит, чтобы не нарушать предельных явлений в горении, мы должны поместить все живущее на Земле в атмосферу, содержащую меньше 5 % кислорода, что невозможно. Тогда давайте признаем за собой грех и будем говорить, что ничего не совершивши, мы уже совершили грех, что живем и работаем в атмосфере за предельными явлениями горения. «21 % кислорода» — это одна вершина треугольника, которая всегда есть и которую мы почти нигде не можем исключить. А вот теперь давайте посмотрим дальше горючее. По горизонтальной оси поставьте вторую точку и напишите: «горючее». Я вам говорю, что у меня есть цех с производством, в котором возможно выделение метана — страшно пожаро- взрывоопасного газа. Но гарантировано, что концентрация метана в атмосфере помещения никогда не может подняться выше 1 %. Страшно? Нет, не страшно. 2 % — тоже не страшно. 3–4 % — пора остановиться, потому что 5 % — это нижний концентрационный предел воспламенения метана. Если перейдем от 5 до 10 %, попадем в стехиометрию, а если пойдем дальше и перевалим за 15 % — опять не страшно. Пожар невозможен при концентрации метана больше 20 %. И посмотрите, что мы сделали. Мы на треугольнике пожара нанесли: «окислитель» и «горючее — 4 %» и говорим, что пожар не страшен. Теперь давайте попробуем замкнуть треугольник пожара. Поднимите вверх две прямые и пересеките их в определенной точке — «источник поджигания». Я как директор завода говорю: «Да, на моем объекте есть кислород, никуда не денешься, мы им дышим. Есть метан — 4 %, нет — 10 %, стехиометрическая концентрация. И есть источник поджигания, но мощность его — 0,1 мДж. Страшно? Нет, не страшно. И 0,15 — не страшно, если речь не идет о водороде, а водород — один из представителей семи подлых газов. Водорода нет — есть метан. Когда есть кислород, есть метан в опасной концентрации и есть источник поджигания 0,1 мДж, а треугольник пожара не страшен, пожара не будет. Потому что минимальная энергия поджигания, критическая энергия — это 0,25 мДж, а у меня только — 0,15. Если я гарантирую, что не будет выше 0,15, треугольник замкнулся, а пожара нет. Дорогие коллеги, ради бога не подумайте, что я посягаю на святая святых, на прекрасную наглядную схему — классический треугольник пожара. Относитесь к нему, как и прежде. Треугольник пожара — это для пожарного специалиста святое, но специалист высокой квалификации может себе позволить право подходить с пониманием, с разумением к концентрационным пределам, пределам по энергии поджигания. И теперь, полагаю, что вы со всеми другими пределами тоже знакомы. Напомню, что можно воздержаться от предела по скорости распространения горения, по суммарному давлению, по критической энергии тепловыделения и по многим-многим другим параметрам. И если не превышать эти предельные явления в горении, можно обеспечить пожарную безопасность. Или поставим задачу наоборот, перевернем мир с ног на голову: не допускайте нарушения предельных явлений в горении, чтите их яко святцы, и, даже замкнувшись, треугольник пожара не будет означать пожар. То есть такой подход к предельным явлениям, как к научной основе пожаровзрывобезопасности, ничего кардинально не меняет. Это не эвристическое решение, это не какое-то открытие, это просто углубление нашего понимания сути, сущности, содержания и взаимосвязи цепи явлений, приводящих к пожару. Можно допустить многие нарушения, но блюдите предельные явления. И не переступая через предельные явления, вы никогда не рискуете попасть в пожар. Набрав этот материал, я понял, что это только для тех, кто уж очень хочет понять, очень ищет здравого смысла, а вот для тех, кто занимается тушением, все гораздо-гораздо очевиднее. Потому что если взять за основу предельные явления в горении, то совершенно по-другому можно рассматривать механизмы огнетушащих действий всех огнетушащих средств и составов. Все пожарные специалисты знают, что для прекращения горения они, как правило, применяют огнетушащие средства. И в автоматических системах, и в системах профилактического предупреждения, и в системах пожаротушения, когда тушат пожар силами и средствами пожарной охраны, в очаг горения вводят какое-то огнетушащее средство. Успех ждет того, кто делает это с разумением, с глубоким пониманием — какое огнетушащие средство взять применительно к данному пожару, сколько его подавать, как подавать, в каком режиме и с какими параметрами. Все это диктуется тоже предельными явлениями в горении. Чтобы это не было абстракцией, давайте возьмем конкретный пример. Все, наверное, согласятся, что начинается механизм огнетушащего действия с тушения пожаров нейтральными газами. Вот подаем самый из нейтральных газов, азот, в зону горения. Что мы делаем? Прежде всего мы разбавляем концентрацию горючего, одновременно разбавляем концентрацию кислорода. И как мы тушим? Мы говорим: обеспечь 30 % дополнительно подачи азота в зону горения, и пожар будет потушен. Да, действительно, мы разбавили процесс реагента в зоне горения и потушили пожар. А теперь посмотрите на этот процесс с другой стороны. Если у нас горел метан в воздухе, метановоздушная смесь — 10 % в воздухе. Если на кубометр метана с воздухом подать 300 литров азота, а температура в зоне реагирования — 1250 градусов, что мы сделаем непроизвольно, не задумываясь об этом? Мы снизим температуру горения. Не думая, ничего не считая, буквально от фонаря — насколько снизим, если в газ подали 30 % холодного газа? Да, наверное, грубо говоря, — на 30 %, потому что теплоемкость азота такая же, как у горючей смеси. А какая температура горения у метана? Она составляет 1250 градусов. Сколько 30 % от этой величины? Более 300 градусов. На сколько снизили температуру? Ниже 1000 градусов. Запомните, пожалуйста, эту цифру, я к ней еще пару раз сегодня вернусь. Да, мы тушили метановоздушную смесь, подавали азот, разбавляли зону горения, но потушили-то мы не разбавлением, а потушили мы охлаждением зоны горения. И параллельно запомнили, что охладили на 300–350 градусов. Каков механизм огнетушащего действия азота? Да, разбавляющий, я не могу с этим не согласиться. Но доминирующим все-таки является охлаждающее действие. Возьмем второе огнетушащее средство — воду. Любой пожарный специалист знает, что вода относится к охлаждающим огнетушащим средствам. Вода действует по механизму охлаждения. Я не буду с этим спорить, но если вы возьмете тот же самый пример, горение 10 % метана в воздухе, и посчитаете, сколько нужно подать воды, а потом эти литры воды переведете в 1730 литров водяного пара, который неизбежно образуется, когда вы подаете воду в зону горения, окажется, что вода у вас почти как азот разбавила реагенты в зоне горения до концентрации ниже концентрационного предела горения метана. Я не стану спорить, не стану сеять сомнения в ваши души. Пусть вода остается охлаждающим огнетушащим средством, но не упустите из виду, что она при этом разбавляющая. И вот здесь мы только углубили наши понятия о механизме огнетушащего действия, а есть пример, который до сих пор остался неудовлетворенным и неисправленным. Все знают, что пены как средства тушения относятся к изолирующим, действуют по механизму изоляции. Правда, можно спросить: а что от чего изолируется? Любой пожарный специалист скажет: «Изолирует горючее от кислорода воздуха». Да, действительно, слой пены, положенный на толщину горючей жидкости, препятствует проникновению кислорода к жидкости. И мы с помощью пены, бог даст, потушили пожар. Только было все совсем не так, а совсем наоборот. Во-первых, если пена и изолировала, то не горючую жидкость от поступления кислорода воздуха, а наоборот — она изолировала выход паров с зеркала горючей жидкости в зону протекания реакции, туда, где есть кислород. Но и это не главное. Главное то, что вы как пожарные специалисты должны знать, что если горючая жидкость горит 2–3 минуты, а пожар редко длится меньше, и теперь как пожарные специалисты повышенной квалификации вы знаете, что никакие жидкости не горят, что горючих жидкостей не бывает, потому что горят не жидкости, а горят пары горючих жидкостей, и подсчитаете по термодинамике температуру поверхностного слоя, то вы увидите, что через 3 минуты горения тончайший слой горючей жидкости при пожаре нагревается до температуры кипения. А что такое температура кипения? Навскидку, скажем, для керосина — тут порядка 230 градусов. А еще, что такое температура кипения? Это когда при этой температуре давление паров упругости равно единице, то есть над зеркалом жидкости — 100 %-е пары керосина. И какая пена может удержать такой напор паров керосина от того, чтобы они прорвались к окружающему кислороду воздуха? Да никакая пена не удержит. А как же мы потушили, подавая пену? Прежде всего, подавая пену на зеркало жидкости, нагретой до температуры кипения, охладили поверхностный слой жидкости, действовали по механизму охлаждения. Мы охладили до предельного значения, до температуры вспышки. А при температуре вспышки там, действительно, пена немножко работала как изолирующая — препятствовала выходу паров керосина на топливное пространство, где может идти горение. Так что пена — никакое не изолирующее, а пена прежде всего — охлаждающее огнетушащее средство. И механизм ее огнетушащего действия — охлаждение. Но тут всплывает и второй механизм — механизм экранирования. Пена экранирует горючую жидкость от попадания на нее лучистой теплоты из зоны пожара. И только 3-м эшелоном пойдет изолирующее огнетушащее действие, когда пена препятствует проходу остатков паров над топливом в пространство, где могло идти смешение с кислородом воздуха и образоваться процесс горения. Вот насколько радикально меняет такой подход с соблюдением предельных явлений к пониманию механизмов огнетушащего действия. И таким образом, если бы я отвлекся во время рассказа и сказал: «А подсчитайте температуру горения керосина», — вы бы убедились, что температура горения тоже снизилась градусов на 300 и оказалась ниже 1000 градусов.

Ради экономии времени не буду перечислять все другие механизмы. Достаточно того, что мы пересмотрели свои взгляды на три основных механизма огнетушащего действия: на разбавление, на охлаждение и на изоляцию. Хотя по химическому торможению там еще нагляднее все это. Но не буду отвлекать вас на это, а напомню, что если бы эти все выкладки вы сопровождали подсчетом тепла, отводимого от зоны горения, то вы увидели бы, что, оказывается, есть предельное количество теплоты, которое надо отвести от зоны горения. И многие из вас его знают, но не придавали значения. Оказывается, достаточно отвести 1800 кДж от м3 реагирующей среды, и процесс горения прекратится. Вот тут я вам подскажу на ушко — потому, что при этом температура в зоне горения снизилась ниже 1000 градусов. Оказывается, как бы вы ни тушили пожар, какие бы огнетушащие средства ни применяли, каким бы способом в зону горения ни подавали, мы прежде всего снизим температуру горения до температуры ниже 1000 градусов, которая, начиная с некоторого времени, получила название «температура потухания». Простите, я на минутку вернусь к пенам, я не сделал практического вывода. Те пожарные специалисты, которые не понимают, что у пены главный механизм огнетушащего действия — охлаждение, будут продолжать пытаться потушить горючую жидкость с помощью ГВП 600, с помощью стократной пены. Вот радость — из литра пенообразователя получается 100 литров пены. Но пена эта сухая, ничего не охлаждающая, которую нельзя применять для тушения пожаров больших площадей. А гораздо выгоднее тридцатикратная пена, которой в три раза меньше с литра пенообразующей жидкости, но она обладает в 9 раз более высокой охлаждающей способностью и прекрасно тушит пожары. Это просто практический вывод из понимания предельных явлений горения. А теперь вернемся к температуре потухания. Кажется, мне время лекции позволяет, я сделаю еще небольшое отвлечение в сторону теории горения. Обратите внимание, что температура воспламенения почти всех газов, температура поджигания почти всех паров горючих жидкостей — это порядка 300–400 градусов Цельсия, редко — 500 градусов. Значит, если мы имеем паровоздушную или газовоздушную смесь и подымем ее температуру путем подведения тепла извне на 350–400 градусов, мы неизбежно получим точку перегиба и спонтанный переход реакции горения в самостоятельный цикл. Дальше горение произойдет само, без нашего участия. Нарисуйте такую s-образную кривую. А теперь давайте подойдем к этой кривой с другого конца, с точки зрения ствольщика, тушащего пожар. Если мы подали охлаждающее огнетушащее средство и снизили температуру пожара всего на 300–400 градусов, и находимся при температуре 900–1000 градусов, мы ее называем температурой потухания, и горение прекращается. То есть на этой классической s-образной кривой есть как бы гистерезисное явление, как в электромагнитных процессах. Когда идешь в сторону повышения, кризис, предел, нарушается при 300–400 градусах и возникает горение, а когда идешь обратно из горения в потухание, кризис наступает при 900 градусах, горение прекращается. Но обратите внимание, перепад температур остается прежним. Чтоб система загорелась, надо поднять температуру на 300–400 градусов, и чтоб прекратить горение, надо понизить температуру на 300–400 градусов. Вот эти предельные явления и лежат в основе всех принципов и способов тушения пожара.

Если позволите, я отвлекусь непосредственно от темы лекции и расскажу вам замечательную историю, как человечество пришло к этой температуре потухания. Был страшный 41-й год. Шла тяжелейшая кровопролитная война, когда на нас накатывали полчища фашистов. И уже примерно через месяц-два после начала войны умудрились нанести врагу такую зуботычину, от которой он не оправился до конца войны. Я имею в виду появление на поле боевых действий замечательной российской разработки — установок «катюша». Сейчас трудно на словах рассказать, какое было впечатления от того, что «катюши» попали на войну. Я сам живой свидетель того, как солдаты и офицеры в госпиталях с восторгом рассказывали, какой панический ужас наводит залп из «катюши» на фашистов. И все, даже далекие от войны люди, знают, что самым безопасным считается место, если попал под обстрел, — воронка от предыдущего снаряда, потому что все воюющие считают, что дважды снаряд в одну и ту же воронку не падает. А немцы, попав под обстрел «катюши», оказались в таком аду, когда буквально за две-три секунды слева, справа в ту же ямку или в соседнюю падали сразу 10, 12 потом 14 снарядов. Это вызывало панический ужас, не столько боевые результаты, сколько психологическое действие. Через несколько месяцев после того, как капитан Флеров сделал этот первый залп, навел панический ужас на немцев, начались неприятности. Снаряды сходили с направляющих рельсов «катюши» и вместо того, чтобы лететь до противника два-три километра, падали через 50–100 метров и горели, изрыгая вместо реактивной струи белый дым, а иногда тут же взрывались, нанося поражения собственной технике. Ситуация была страшная, обстановка была страшная, выводы были страшные. Но перед Яковом Борисовичем Зельдовичем как специалистом по горению поставили задачу: решить, почему это происходит. Буквально за несколько дней и ночей он почти гениально решил задачу. Яков Борисович проверил состав порохов, проверил описание очевидцев: как падают ракеты и горят, — потом задумался, а кто производит эти ракеты? А эти ракеты производили мальчишки, которым под ноги подставляли ящики из-под артиллерийских снарядов, потому что они до шпинделя токарного станка не доставали. Или женщины: бухгалтеры, учителя, отстоявшие сутки как матери, — в ночную смену шли готовить, точить на токарных станках эти корпуса ракет. Зельдович догадался, что вся причина в том, что они нарушают диаметр сопла Лаваля — критическую точку. Не таким кадрам такую точную работу выполнять. Он посчитал, что увеличение диаметра сопла всего на одну десятую миллиметра ведет к падению давления в камере сгорания. А падение давления в камере сгорания ведет к падению скорости горения. А падение скорости горения ведет к падению скорости реактивной струи, и снаряд никуда не летит. И все это случается при 1000 градусов в камере сгорания. И тут нашли буквально гениальное решение. Чтобы эти токари, которых ставят на ящики из-под артиллерийских снарядов, не замеряли критический диаметр сопла, им сделали проходную/непроходную пробку: просто стержень, один конец которого должен входить в сопло, а другой — не входить. И ничего не надо подгонять. И брак сразу сошел на нет, и проблема с реактивными снарядами для «катюш» была снята. Яков Борисович Зельдович буквально на 14 страницах пожелтевшей теперь бумаги написал тепловую теорию потухания и понятие температуры потухания процессов горения. Не знаю, было ли вам это интересно, но поделюсь еще одной информацией: насколько интересно заниматься настоящей наукой.

Прошло после войны 5–10 лет, и примерно в районе 57-го года в СССР впервые издали книгу «Теория горения». Автор никогда не был теоретиком, он всегда был практиком. Но каково же было наше удивление, когда мы узнали, что в то же самое время, когда Зельдович, решая стратегически важный вопрос для страны, изучал температуру потухания, Сполден в Лондоне занимался температурой потухания городского газа, потому что в горелках происходило самопроизвольное тушение газа, а это грозило взрывом. Одна горелка горит, а другая погасла — газ натекает, набирается и происходит взрыв. Это мы с вами уже проходили. Так вот как раз на рубеже 41 и 42 гг. Сполден совсем для других целей изучал температуру потухания городского газа Лондона. На простейшей Бунзеновской горелке на голубенькое пламя горелки он капал капельки воды, отнимая тепло. Экспериментально это было небезукоризненно, потому что вода испарялась и действовала как разбавляющее средство, но Сполден как блестящий экспериментатор учел свои ошибки, подсчитал температуру потухания и тоже получил сногсшибательную цифру. Температура потухания пламени для большинства углеводородных горючих — порядка 1000 градусов. Вот так наука одновременно пришла к этой цифре совершенно независимыми путями. Для нас с вами важнейший вывод другой: если в зоне горения кинетического пламени снизить температуру ниже 1000 градусов, — потухание неизбежно. И такой подход позволил создать много отлично действующих систем тушения пожара. Вот на этом примере я хотел вам еще раз показать, что самый фундаментальный, самый надежный, самый убедительный подход к обеспечению пожарной безопасности — это подход специалиста, не допускающего нарушения предельных явлений в горении. Яко святцы надо знать концентрационные пределы, пределы по давлению, по скорости распространения, по температуре потухания, по интенсивности тепловыделения. И тогда не будет противоборствующей стороны, не будет возражающих. Заинтересованные в пожарной охране, заинтересованные в пожарной безопасности не по принуждению, а по внутреннему побуждению, по внутреннему убеждению будут стараться не нарушать предельных явлений. Не нарушив предельные явления, можно быть спокойным, что пожар не возникнет, если его не было, а нарушив предельные явления, вывести систему из параметров горения и обеспечить эффективное прекращение процесса горения. Таким образом, предельные явления с их всесторонним изучением являются и научной основой профилактики всех мер и способов профилактики пожаров, и всех способов тушения пожара, потому что все сводится к нашему управлению предельными явлениями. Переходим предел — получим пожар, выйдем из пределов — прекратим пожар. Вот такой подход является самым надежным, самым обеспечивающим, самым гарантированным и аргументированным в борьбе за обеспечение пожарной безопасности. И еще то, что мне не удалось ни написать, ни опубликовать, ни даже в сегодняшней лекции сказать — это то, что такой подход к обеспечению пожарной безопасности далеко за пределы привычного для нас круга лиц выводит круг людей, которые будут чувствовать ответственность, потому что с пониманием приходит ответственность. И нарушение предельных явлений будет рассматриваться просто как преступление на собственном уровне. И обеспечение пожарной безопасности в значительной мере лежит в области психологии тех людей, кто создает объекты, проектирует объекты, строит объекты и эксплуатирует объекты. На каждом этапе существования того или иного объекта все участники этого процесса должны свято соблюдать правила пожарной безопасности, основанные на соблюдении предельных явлений горения.

И в пользу этого эпизода расскажу небольшую историю из собственного опыта. Я говорил вам в одной из первых лекциях, что Николай Николаевич Брушлинский много лет назад сделал серию блестящих работ, где предсказывал, как будет развиваться уровень пожарной опасности в разных странах и что все это подтвердилось. Не попадала под общую закономерность одна единственная страна — Великобритания. Мне удалось, пользуясь всеми правдами и неправдами, раза три-четыре посетить Великобританию под разными предлогами, но с единственной целью — выяснить секрет, почему они не подчиняются закону Брушлинского, почему с течением времени у них не растет пожарная опасность. Я цели не достиг, они надо мной подшучивали, отшучивались и секрета не сказали. Думаю, потому что сами его не знают. Но они мне рассказали потрясающую вещь. Они мне показали, что в любом жилище англичанина, как правило, есть 2–3, а то и 4 огнетушителя. И мне было стыдно это слышать. Я, зная уровень проблем пожарной опасности, прожил 90 лет, не имея в своей квартире ни одного огнетушителя. И даже в гараже не держал огнетушителя, хотя пользовался машиной более 50 лет. А англичане мне как большой секрет сказали. Правда, Брушлинский это знал и до них. Что еще более потрясающий подход к пониманию правил пожарной безопасности в Скандинавских странах уверяли меня, что там, где у англичанина — три огнетушителя, у датчанина или у жителя Швеции или Норвегии — 4–5 разных огнетушителей. И чем это оборачивается? Что это единственные страны, где фактическое число пожаров больше, чем по статистике. Я говорю: «Как же это может быть?» А очень просто. Очень многие пожары не доходят до пожарной охраны. Их жители используют подручные средства и сами тушат пожар. И даже не сообщают в пожарную охрану. Вот этот пример очень сильно повлиял на мое понимание того, как зависит уровень пожарной безопасности объекта, предприятия, производства, страны в целом от уровня подхода, от уровня грамотности и от правильности понимания единственности задач лиц, обеспечивающих пожарную безопасность, и лиц, нарушающих нормы и правила пожарной безопасности. Вот на стыке решения этой проблемы можно в России найти самую большую эффективность в принятии мер по обеспечению пожарной безопасности. И в основе этого должны лежать четкие знания о предельных явлениях, которые не следует нарушать. Вот если позволите, на этом я закончу, так сказать, официальную часть лекции. Умышленно оставляю вам 5–6 минут для задавания вопросов. Если есть вопросы, прошу задавать.

— Иосиф Микаэлевич, можете, пожалуйста, уточнить, что такое стехиометрия?

— Стехиометрия — это такое соотношение компонентов горючей смеси, горючего и окислителя, которое количественно соответствует уравнению химической реакции. То есть когда в результате протекания химической реакции будут полностью израсходованы все количество окислителя и все количество горючего. Вот, к примеру, давайте еще раз вернемся, скажем, к метановоздушным смесям. Нижний концентрационный предел горения метана — 5–6 %. Если сделать такую смесь и дать ей сгореть, то метан сгорит весь, а кислорода воздуха еще останется. Если вы напишете химическую реакцию горения метана в воздухе, вы получите соотношение 9,5 к 1, грубо говоря, 10 %. Если вы возьмете 10% метана в воздухе и дадите им сгореть, то полностью будут израсходованы весь метан и весь воздух. Почему это важно? Потому что при этом будет самая большая скорость горения, самая большая интенсивность тепловыделения и количество выделенного тепла будет максимально. А если вы возьмете 14 % метана в воздухе, то после сгорания кислорода воздуха не останется, а метан останется неизрасходованным. Таким образом, для метановоздушных смесей 9,5 % или, грубо говоря, 10 % метана в воздухе является стехиометрической концентрацией.

— Вы говорили про пену. Я немножко не понял, почему она изолирует не кислород, а горючее.

— Потому что кислород не рвется к горючему. Кислород себе висит в воздухе над слоем пены. А под пеной повышенное давление паров горючего, потому что горючая жидкость перегрета, температура повышена, а парам, образовавшимся под пеной, некуда деться. В жидкость они уйти не могут, они уходят сквозь пену в зону надтопливного пространства. Если вы поставите датчики микрохиманализа в слой пены, то вы увидите, что именно от зеркала жидкости горючей к поверхности пены идет поток все время. А кислород не диффундирует через пену от борта резервуара к зеркалу жидкости.

— По вашему мнению, есть ли, скажем так, универсальное средство первичного пожаротушения в среде огнетушителей? И если есть, то какое?

— Я вам отвечу так: сколько живет человечество, столько оно болеет. А сейчас все человечество болеет со страшной силой. И все эти годы существования медицины было и понятие панацеи. Все пытались создать единое универсальное лекарство, которое бы спасало от всех болезней. По-моему, человечество смирилось, поняло, что единого лекарства от ангины и от поноса быть не может. Вот мне бы хотелось, чтобы пожарные специалисты также понимали, что не может быть единого огнетушащего средства. Не может быть просто по природе. Потому что если идет речь уже о процессе горения, то примитивным, топорным, но железным правилом является лаконичное правило: как горит, так и туши. Вот горючий газ горит так, как он горит, и его надо так тушить, как он горит. А жидкость надо тушить так, как она горит. А твердое горючее надо тушить так, как горят твердые горючие. Расчленить на выделение продуктов пиролиза, на образование переугленного остатка, на пламенное горение, на гетерогенное горение, тление углей и понять, что огнетушитель A, B, C, D, E — это жульничество и авантюра. Огнетушащее средство, которое хорошо тушит пожар A, не может так же хорошо тушить пожар класса С. Потому что там совсем разные механизмы горения и совсем разные должны быть механизм тушения. А разные механизмы огнетушащего действия реализуются разными огнетушащими средствами. Вот в тушении порошками существует самая большая бестолковщина и непонятие. Без понятия применяют порошки там, где их совершенно не нужно применять, и не применяют там, где они совершенно незаменимы. И так обо всем другом. Про каждый конкретный вид горения надо говорить отдельно. Может, конечно, быть огнетушащее средство и огнетушитель, хорошо реагирующий на пожары класса В и С. Тут пламенное горение, родственные процессы, одинаковые процессы термодинамики, тепло- массообмена. Но с пожаром класса А это связано в самую третьестепенную очередь.

Если вопросов больше нет, пожелаю всего доброго. До свидания.




  • Комментарии
Загрузка комментариев...
В разделе:
Читай также
В своей статье автор Абдурагимова Т.И. рассказывает о методах количественной оценки качества тушения ординарных пожаров и путях повышения эффективности тушения.
В своем первой лекции о физике и химии процессов горения на пожаре доктор технических наук, профессор академии НАНПБ Абдурагимов И.М. рассказывает об истории изучения процессов горения, о научных достижениях в этой области, а также о проблемах, связанных с исследованием и прогнозированием динамика развития горения именно в условиях обычного пожара, а не в лабораторных условиях.
В своей четвертой лекции доктор технических наук, профессор академии НАНПБ Абдурагимов И.М. показывает примеры расчета воздуха, требуемого для горения, и расчета объема и состава продуктов сгорания; рассказывает о важности правильного понимания и учета интенсивности горения при принятии решений руководителями тушения пожара; разъясняет какие газы называют «подлыми» и почему, а также отдельно рассматривает вопрос об опасности взрыва твердых горючих веществ.
S-1912 (А017)
просмотры228
Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.
×
Вход на сайт