Что такое горение обж 8 класс

Горение

Горе́ние — сложный физико-химический процесс превращения компонентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света и лучистой энергии. Описать природу горения можно как бурно идущее окисление.

Дозвуковое горение (дефлаграция) в отличие от взрыва и детонации протекает с низкими скоростями и не связано с образованием ударной волны. К дозвуковому горению относят нормальное ламинарное и турбулентное распространения пламени, к сверхзвуковому — детонацию.

Горение подразделяется на тепловое и цепное. В основе теплового горения лежит химическая реакция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяющегося тепла. Цепное горение встречается в случаях некоторых газофазных реакций при низких давлениях.

Условия термического самоускорения могут быть обеспечены для всех реакций с достаточно большими тепловыми эффектами и энергиями активации.
Горение может начаться самопроизвольно в результате самовоспламенения либо быть инициированным зажиганием. При фиксированных внешних условиях непрерывное горение может протекать в стационарном режиме, когда основные характеристики процесса — скорость реакции, мощность тепловыделения, температура и состав продуктов — не изменяются во времени, либо в периодическом режиме, когда эти характеристики колеблются около своих средних значений. Вследствие сильной нелинейной зависимости скорости реакции от температуры, горение отличается высокой чувствительностью к внешним условиям. Это же свойство горения обусловливает существование нескольких стационарных режимов при одних и тех же условиях (гистерезисный эффект).

Содержание

Теория горения

При адиабатическом сжигании горючей смеси могут быть рассчитаны количество выделившегося при горении тепла, температура Т_Г, которая была бы достигнута при полном сгорании (адиабатическая температура горения) и состав продуктов, если известны состав исходной смеси и термодинамические функции исходной смеси и продуктов. Если состав продуктов заранее известен, Т_Г может быть рассчитана из условия равенства внутренней энергии системы при постоянном объёме или её энтальпии при постоянном давлении в исходном и конечном состояниях с помощью соотношения: Т_Г = Т0 + Q_r/C, где Т₀ — начальная температура смеси, С — средняя в интервале температур от Т₀ до Т_Г удельная теплоёмкость исходной смеси (с учетом её изменения при возможных фазовых переходах), Q_r — удельная теплота сгорания смеси при температуре Т_Г. При относительном содержании а₀ в смеси компонентов, полностью расходуемых в реакции, Q_Г = Q*а₀ где Q — тепловой эффект реакции горения. Значение Т_Г при постоянном объёме больше, чем при постоянном давлении, поскольку в последнем случае часть внутренней энергии системы расходуется на работу расширения. На практике условия адиабатичекого горения обеспечиваются в тех случаях, когда реакция успевает завершиться прежде, чем станет существенным теплообмен между реакционным объёмом и окружающей средой, например в камерах сгорания крупных реактивных двигателей, в больших реакторах, при быстро распространяющихся волнах горения.
Термодинамический расчёт даёт лишь частичную информацию о процессе — равновесный состав и температуру продуктов. Полное описание горения, включающее также определение скорости процесса и критических условий при наличии тепло- и массообмена с окружающей средой, можно провести только в рамках макрокинетического подхода, рассматривающего химическую реакцию во взаимосвязи с процессами переноса энергии и вещества.
В случае заранее перемешанной смеси горючего и окислителя реакция горения может происходить во всём пространстве, занятом горючей смесью (объёмное горение), или в сравнительно узком слое, разделяющем исходную смесь и продукты и распространяющемся по горючей смеси в виде так называемой волны горения. В неперемешанных системах возможно диффузионное горение, при котором реакция локализуется в относительно тонкой зоне, отделяющей горючее от окислителя, и определяется скоростью диффузии реагентов в эту зону.

Описание процессов горения

Важность процесса горения в технических устройствах способствовала созданию различных моделей, позволяющих с необходимой точностью его описывать. Так называемое нулевое приближение включает описание химических реакций, изменение температуры, давления и состава реагентов во времени без изменения их массы. Оно соответствует процессам происходящим в закрытом объёме, в который была помещена горючая смесь и нагрета выше температуры воспламенения. Одно-, двух- и трёхмерные модели уже включает в себя перемещение реагентов в пространстве. Количество измерений соответствует количеству пространственных координат в модели. Режим горения бывает как и газодинамическое течение: ламинарным или турбулентным. Одномерное описанное ламинарного горения позволяет получить аналитически важные выводы о фронте горения, которые затем используются в более сложных турбулентных моделях.

Объёмное горение

Объемное горение происходит, например, в теплоизолированном реакторе идеального перемешивания, в который поступает при температуре Т₀ исходная смесь с относительным содержанием горючего а₀; при другой температуре горения реактор покидает смесь с иным относительным содержанием горючего а. При полном расходе G через реактор условия баланса энтальпии смеси и содержания горючего при стационарном режиме горения могут быть записаны уравнениями:

где w(а, Т) — скорость реакции горения, V — объём реактора. Используя выражение для термодинамической температуры Т_Г, можно из (1) получить:

и записать (2) в виде:

где q_—T = GC(T — Т₀) — скорость отвода тепла из реактора с продуктами сгорания, q₊T = Qw(a, Т)V — скорость выделения тепла при реакции. Для реакции n-ного порядка с энергией активации:

Диффузионное горение

Характеризуется раздельным подачей в зону горения горючего и окислителя. Перемешивание компонентов происходит в зоне горения. Пример: горение водорода и кислорода в ракетном двигателе, горение газа в бытовой газовой плите.

Горение предварительно смешанной среды

Как следует из названия, горение происходит в смеси, в которой одновременно присутствуют горючее и окислитель. Пример: горение в цилиндре двигателя внутреннего сгорания бензиново-воздушной смеси после инициализации процесса свечой зажигания.

Особенности горения в различных средах

Беспламенное горение

В отличие от обычного горения, когда наблюдаются зоны окислительного пламени и восстановительного пламени, возможно создание условий для беспламенного горения. Примером может служить каталитическое окисление органических веществ на поверхности подходящего катализатора, например, окисление этанола на платиновой черни.

Твердофазное горение

Это автоволновые экзотермические процессы в смесях неорганических и органических порошков, не сопровождающиеся заметным газовыделением, и приводящие к получению исключительно конденсированных продуктов. В качестве промежуточных веществ, обеспечивающих массо-перенос, образуются газовые и жидкие фазы, не покидающие, однако, горящую систему. Известны примеры реагирующих порошков, в которых образование таких фаз не доказано (тантал-углерод).

Как синонимы используются тривиальные термины «безгазовое горение» и «твердопламенное горение».

Примером таких процессов служит СВС (самораспространяющийся высокотемпературный синтез) в неорганических и органических смесях.

Тление

Вид горения, при котором пламя не образуется, а зона горения медленно распространяется по материалу. Тление обычно наблюдается у пористых или волокнистых материалов с высоким содержанием воздуха или пропитанных окислителями.

Автогенное горение

Самоподдерживающиеся горение. Термин используется в технологиях сжигания отходов. Возможность автогенного (самоподдерживающегося) горения отходов определяется предельным содержанием балластирующих компонентов: влаги и золы. На основе многолетних исследований шведский учёный Таннер предложил для определения границ автогенного горения использовать треугольник-схему с предельными значениями: горючих более 25 %, влаги менее 50 %, золы менее 60 %.

Источник

Урок по ОБЖ для 8 класса «Пожары»

Выбранный для просмотра документ конспект урока 8 класс по теме пожары.docx

Квакин Вячеслав Рудольфович,

НОУ «Средняя общеобразовательная школа № 48 ОАО «РЖД»

повышать компетентность учащихся в необходимости знаний о пожарах в жилых и производственных зданиях;

позволить учащимся проявить себя в самостоятельной работе, находить выход из проблемных ситуаций;

формировать потребность в коллективной работе, формировать необходимость безопасного поведения в ЧС.

По окончании изучения темы учащиеся должны з нать основные понятия пожар, горение, горючее вещество, окислитель, источник воспламенения. Отдельный пожар, массовый пожар, огненный шторм.

-Виды пожаров, горючих материалов?

-Условия возникновения пожара, поражающие факторы?

Оборудование: Интерактивная доска (Смарт), мультимедиа, презентация, конспект урока, тексты, музыкальное сопровождение, доска школьная

Перед началом урока, ученики рассаживаются за столы в равном количестве (по количеству стульев за столами), делясь на группы. Столы прономерованы, на столах подготовлен раздаточный материал. Дети готовят учебники (тетради собрать до начала урока).

Организационные моменты (до1 мин)

-Здравствуйте ребята! Предлагаю вам присесть на свои места.

-Приветствуют учителя и учеников.

Постановка проблемы (5-7 мин)

-Я прошу вас посмотреть на доску. Что на доске есть? Ничего? А, как же мы будем работать, что будем изучать, если мы даже темы не знаем? Есть предположения?

-У меня на медиадоске хаотично находится часть букв. У вас на столах лежит такой же набор. Предлагаю вам из этого набора составить слово или предложение.(Одного вызвать к доске)

-Давайте послушаем, что у вас получилось.

-Вы, конечно же догадались о чем пойдет речь. Запишите это слово как тему урока. Что, у вас возник вопрос – «Где записать?» Верно, а работать мы будем в опорной схеме, которая к концу урока должна быть полной.

— Как вы думаете, что можно сказать о пожаре? Что вам будет интересно узнать? (Дети предложат достаточно вариантов вопросов, но учитель пока их не записывает на доске)

— На доске есть шкала знаний. Попробуйте оценить себя по ней, на каком уровне, по вашему мнению, вы находитесь в знаниях по этой теме на данный момент.

-Думают, слушают, отвечают, предлагают варианты ответов

-Составляют слово в группах

-Предлагают собственные варианты

-Думают, где будут писать

-Советуются, предлагают варианты вопросов.

Изучение нового материала (12-15 мин)

-Вас три группы, и у каждой группы есть свое задание. На ваших столах лежат тексты. Изучите их. По окончании заполните лист со схемами, это будет ваш конечный продукт изучения темы. Сразу всю схему вам не удастся заполнить. Вы сможете это сделать после объяснений других групп.

-Изучают, составляют опорный конспект

Физкультпауза (до 2 мин)

Поиграем в пятнашки. Ладонью правой руки вам необходимо запятнать максимальное количество ребят. По заданию сначала задеть плечо, после колено и так несколько раз

Воспроизведение изученного материала (11 мин)

-Каждая группа рассказывает изученную информацию, а поможет вам в этом опорная схема. Остальные ребята слушают, производят короткие записи, дополняют опорный конспект.

(после заслушивания каждой группы, сделать короткий анализ сказанного)

Закрепление материала (5 мин)

-Итак, мы выслушали все группы и давайте все сказанное и услышанное закрепим короткими ответами на слайде (изображение опорного конспекта в программе ActivInspire )

-Учитель предлагает ребятам самостоятельно записать данные

Слушают, отвечают, выходят к доске, записывают.

— Наш урок подходит к концу. Скажите, пожалуйста, вы что-то новое узнали, что для вас было интересно, узнали ответы на поставленные вопросы? Ваши впечатления, предложения?

-Высказывают свои мнения.

Подведение итогов урока (1 мин)

-Друзья мои, а оценки вы себе уже поставили. Вы оценивали свои знания по шкале. Ваши опорные схемы подклеите в тетрадях, которые вы можете забрать у меня.

написать четверостишие по теме, на оценку – 5,

подготовить информацию о пожарах в Красноярском крае в виде небольшого сообщения, на оценку – 4.

-Записывают в дневники.

Выбранный для просмотра документ опорные схемы.pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

Выбранный для просмотра документ пожары обж 8 класс.pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

Горючее вещество Источник воспламенения Окислитель ПОЖАР – это процесс горения ГОРЕНИЕ – это реакция окисления УСЛОВИЯ

Основные причины возникновения пожаров. нарушения, допущенные при проектировании и строительстве зданий и сооружений; несоблюдение простейших мер пожарной безопасности; неосторожное обращение с огнем; нарушение технологической дисциплины (напр. сварочные работы); нарушение правил безопасности при эксплуатации электрооборудования и электроустановок; эксплуатация неисправного оборудования

Поражающие факторы пожара Открытый огонь, искры Высокая токсичность продуктов горения Потеря видимости вследствие задымления Значительное понижение концентрации кислорода Высокая температура

Выбранный для просмотра документ тексты.doc

Что же это такое – пожар?

Владение огнем дало человеку возможность обеспечивать свои возрастающие потребности. Огонь помог ему расселиться по Земле. Благодаря использованию огня человек становился все меньше зависимым от природных условий. Сегодня невозможно представить жизнь человека без его использования. Он нужен всюду: в домах, в школах, на заводах и фабриках, в сельском хозяйстве. Но нельзя забывать, что огонь из друга может превратиться во врага. Это происходит в том случае, когда человек нарушает требования безопасности и тогда приходит он, красный петушок или по-другому – пожар. Что это?

Пожар – это неконтролируемое горение, сопровождающийся уничтожением материальных ценностей, наносит вред жизни и здоровью граждан.

Первые верные признаки пожара – это наличие запаха гари от перегревшихся материалов, а потом появление едкого дыма.

Электрические провода, постепенно нагреваясь при перегрузке, сначала «сигнализируют» об этом характерным запахом резины, а затем изоляция воспламеняется и горит или тлеет, поджигая расположенные рядом предметы, такие как деревянные конструкции. Одновременно с запахом изоляции может погаснуть свет или искриться проводка, что также является признаком назревающего загорания.

Итак, пожар – это процесс горения. А что это? Горением называется физико-химический процесс окисления горючего вещества и окислителя, характеризующийся выделением большого количества тепла и света.

Равномерное распространение горения устойчиво лишь в том случае, если все три условия соблюдаются. Не может возникнуть пожар, если одно из условий удалить. Но есть исключения, вы можете спросить об этом учителя.

Бывает и такое. В комнате есть все три условия возникновения пожара, но его может не быть. Для начала пожара необходимо совместить горючее вещество, источник зажигания и окислитель – это и будет достаточное условие возникновения пожара.

Виды пожаров. Горючие материалы

По внешним признакам горения по­жары подразделяют на наружные, внутренние, смешанные, открытые и скрытые.

К наружным относят пожары, у которых признаки го­рения (пламя, дым) можно установить визуально. Такие пожары бывают при горении зданий и их конструк­ций, угля, торфа, при горении нефтепродуктов в резервуарах, на отрытых технологических установ­ках. Наружные пожары всегда бывают открытыми.

К внутренним относят пожары, которые возникают и развиваются внутри зданий. Они могут быть открыты­ми и скрытыми.

При открытых пожарах признаки горения можно установить осмотром помещений Это видимое горение имущества во внутри здания, горение оборудо­вания и материалов, перего­родок, полов, покрытий и т. д.

У скрытых пожаров горение протекает в пустотах стро­ительных конструкций, вентиляционных шахтах и ка­налах. При этом признаками горения бывает дым, а языков пламени нет и не чувствуется температура. Огонь бывает виден только при вскрытии конст­рукций.

С изменением обстановки изменяется и вид пожара. Так при развитии пожара в здании скрытое внутреннее горение может перейти в открытое внутреннее, а внут­реннее — в наружное, и наоборот – это и есть смешанный вид.

По месту возникновения. Они бывают в зданиях, сооружениях, на откры­тых площадках.

Пожары различают так же и по площади возгорания.

Пожары на промышленных предприятиях и в насе­ленных пунктах могут быть отдельные (горит небольшая часть), массовые (совокупность нескольких отдельных пожа­ров) и огненные штормы (охватывают более 90% крупных зданий).

По степени горения все материалы разделяются на сгораемые, не сгораемые и трудносгораемые. К сгораемым относятся: дерево, ткани (далее приведите примеры). К несгораемым: бетон, кирпич, железные конструкции. К трудносгораемым относятся те вещества, которые тлеют (приведите примеры)

Причины возникновения пожара, поражающие факторы

Причинами возникновения пожара чаще всего бывают: неисправность электросети и электроприборов: утечка газа; возгорание электроприборов (утюга, плит­ки, радиоприемника, телевизора и др.), оставленных под напряжением без присмотра; неосторожное обраще­ние и шалости детей с огнем (придумать самим); использование неисправных или самодельных отопительных приборов; оставленные открытыми две­ри топок (печей, каминов); выброс горящей золы вбли­зи строений; беспечность и небрежность в обращении с огнем. Постарайтесь объяснить, почему все эти причины подходят под вину человека?

К сожалению, человек самостоятельно создает условия, при которых может начаться возгорание и пожар. Несоблюдение правил пожарной безопасности, нарушение установленных законом и нормативными документами требования по обеспечения пожарной безопасности, халатность персонала – все это непосредственно несет угрозу и часто становится причиной трагических последствий.

Распространение пожара в зданиях чаще всего происходит из-за поступления свежего воздуха, дающего дополнительный приток кислорода, по вентиляционным каналам, через окна и двери. Вот почему не рекомендуется разбивать стекла в окнах горящего помещения и оставлять открытыми двери. В целях предупреждения пожаров и взрывов, сохранения жизни и имущества необходимо избегать создания в доме запасов легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, а также склонных к самовозгоранию и способных к взрыву веществ.

Люди, находящиеся в зоне горения, больше всего страдают, как правило, от открытого огня и искр, повышенной температуры окружающей среды, токсичных продуктов горения, дыма, пониженной концентрация кислорода, падающих частей строительных конструкций, агрегатов и установок.

Источник

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 (см. ДЫМ ) [1].

ГОРЕНИЕ — сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимися превращениями исходных компонентов реакционноспособной смеси в продукты горения и сопровождающийся выделением большого количества тепла, дыма и света. Выделение тепла происходит непосредственно в зоне химической реакции превращения исходных компонентов горючей смеси в продукты горения [2].

Зона протекания химической реакции обычно локализована в сравнительно небольшой части пространства. Она может быть неподвижна, а может перемещаться в пространстве в зависимости от условий протекания процесса горения.

Горение происходит в два этапа:

1. Создание молекулярного контакта между молекулами горючего и окислителя (физический процесс).

2. Взаимодействие молекул с образованием продуктов реакции (химический процесс).

При этом второй этап наступает только при выполнении некоторых дополнительных условий. Молекулы должны находиться в особом энергетически или химически возбужденном состоянии и определенном количественном соотношении.

Горение является неравновесным процессом. При горении обязательно возникают неоднородности в составе молекул, их концентрации, неравномерности поля температур и скоростей потоков. В основе процесса горения лежат химические реакции окисления, то есть соединения исходных горючих веществ с кислородом.

При горении на пожарах (см. ПОЖАР) в качестве окислителя чаще всего выступает кислород воздуха, окружающий зону протекания химических реакций. В этом случае интенсивность горения определяется не скоростью протекания самих химических реакций, а скоростью поступления кислорода из окружающего пространства в зону горения, то есть непосредственно в зону протекания химических реакций.

Скорость протекания химических реакций горения значительно превосходит скорость таких физических процессов, как диффузия недостающих компонентов в зону реакции и передача тепла из зоны горения горючим веществам для подготовки их к химическому взаимодействию. Эти два процесса — диффузия и теплопередача — являются лимитирующими. Они определяют суммарную скорость горения, а, следовательно, и интенсивность процесса тепловыделения и образования продуктов горения. Поэтому считают, что процессы горения на пожаре развиваются в чисто диффузионной области и рассматривать их следует лишь с физической стороны.

ГЕТЕРОГЕННОЕ ГОРЕНИЕ — горение материалов в конденсированном (твердом или жидком) состоянии, когда реакции, определяющие развитие процесса горения, протекают в газовой фазе, а горючие компоненты поступают в эту фазу в результате испарения и разложения веществ и материалов.

ДИФФУЗИОННОЕ ГОРЕНИЕ — горение неперемешанных газо-, паровоздушных смесей с воздухом. Оно свойственно конденсированным горючим веществам — жидкостям и твердым материалам. Для диффузионного горения характерно наличие светящегося пламени. В зависимости от диаметра трубопровода, а также давления, при котором происходит истечение газов, диффузионное горение может быть ламинарным и турбулентным.

ЛАМИНАРНОЕ ГОРЕНИЕ — вид горения, характеризуемый газодинамически невозмущенным фронтом пламени, а также скоростью распространения пламени, не превышающей нескольких метров в секунду. Ламинарное горение зависит от теплообмена и других макрокинетических факторов. Процесс ламинарного горения заключается в передаче в свежую горючую смесь тепла и активных частиц, обеспечивающих распространение пламени. Скорость распространения пламени относительно свежей смеси, измеренная по нормали к фронту, называется нормальной скоростью распространения пламени [3].

ТУРБУЛЕНТНОЕ ГОРЕНИЕ — горение в турбулентных потоках смеси горючего с воздухом (кислородом), характеризующееся неупорядоченным, пульсирующим движением малых объемов таких смесей. Смешение компонентов при турбулентном горении происходит более интенсивно, чем при ламинарном горении, вследствие чего скорость турбулентного горения превышает скорость ламинарного горения.

Турбулентное горение, то есть горение смеси, течение которой является турбулентным, — это наиболее часто встречающийся в практических устройствах режим горения и одновременно наиболее сложный для изучения.

Турбулентное горение может быть вызвано автотурбулизацией пламени, заключающейся в том, что искривления фронта пламени самопроизвольно возрастают, плоская зона нормального горения перестает существовать, уступая место турбулентному пламени.

Различают турбулентнодиффузионное горение и турбулентное горение однородной горючей смеси. Первое — реализуется при сжигании предварительно не перемешанных газов в турбулентном потоке и широко используется в различных технически устройствах (промышленных печах, горелках, камерах сгорания газотурбинных двигателей и т. д.). Второе — реализуется при сжигании предварительно перемешанных газов или газовзвесей (смесей горючей пыли с газообразным окислителем) в турбулентном потоке и встречается в ряде технических устройств (двигателях внутреннего сгорания, форсажных камерах газотурбинных двигателей и т. д.) [4].

ВРЕМЯ ГОРЕНИЯ — длительность протекания процесса горения с момента зажигания горючего вещества (материала) до окончания пламенного горения или тления. Время горения регистрируется при испытаниях электрических изделий на пожарную опасность, служит в качестве показателя при определении предела огнестойкости строительных конструкций, а также критерием оценки допустимости изготовления различных изделий и их эксплуатации [5].

ВРЕМЯ ВЫГОРАНИЯ — время, в течение которого прекращается горение вещества (материала) в заданных условиях. Время выгорания зависит от:

— физико-химических свойств (теплоты сгорания, давления насыщенных паров, агрегатного состояния и пр.) вещества (материала) и его горючести;

— вида горения (гомогенного или гетерогенного) и скорости распространения пламени [5].

1. И.Н. Зверев, Н. Н. Смирнов. Газодинамика горения. — М.: Изд-во Моск. ун-та., 1987. — С. 165. — 307 с.

2. Теория горения и взрыва: конспект лекций / сост. П.П. Воднев. — Ульяновск: УВАУ ГА(И), 2010. — 180 с.

3. Теория горения и взрыва / Под ред. Ю.В. Фролова. М., 1981 г.

4. Баратов А.Н. Горение — Пожар — Взрыв — Безопасность. — М., 2003 г.

5. Кузнецов В.Р, Сабельников В.А. Турбулентность и горение. — М., 1986 г.

Источник