Для прекращения горения необходимо разрушить так называемый «треугольник огня», убрав хотя бы один из его элементов: горючее вещество, окислитель или источник тепла. На практике это достигается снижением температуры в зоне реакции, перекрытием доступа кислорода, разбавлением горючей среды или химическим торможением процесса. Выбор конкретного способа зависит от свойств горящего материала и условий окружающей среды.
Коротко:
- Охлаждение сбивает температуру ниже точки воспламенения.
- Изоляция перекрывает доступ кислорода к очагу.
- Разбавление снижает концентрацию горючих паров и газов.
- Химическое торможение прерывает цепную реакцию на молекулярном уровне.
Физико-химические принципы тушения
Горение поддерживается только при определенном балансе тепла и поступления кислорода. Если скорость отвода тепла от очага превышает скорость его выделения, пламя гаснет. Это основной закон пожаротушения. Его применяют при разработке тактики действий расчетов и выборе оборудования.
Второй механизм связан с концентрацией кислорода. Обычное горение протекает при содержании кислорода в воздухе около 21 процента. Если снизить этот показатель до 14 процентов, процесс замедляется. При падении концентрации ниже 10 процентов открытое пламя исчезает. Исключение составляют материалы, содержащие кислород в своей структуре. Они горят даже в безвоздушном пространстве.
Третий путь воздействия — влияние на саму химическую реакцию. Горение протекает по механизму разветвленных цепных реакций с участием активных радикалов. Введение специальных ингибиторов связывает эти радикалы. Реакция обрывается мгновенно. Это самый быстрый способ сбить пламя.
Охлаждение очага пожара
Главный инструмент охлаждения — вода. Она обладает аномально высокой теплоемкостью. При контакте с огнем вода нагревается и испаряется. Превращение одного литра воды в пар поглощает огромное количество тепловой энергии. Температура в зоне реакции резко падает.
Эффективность воды зависит от площади ее поверхности. Сплошная струя пробивает огонь и достает до тлеющих конструкций, но охлаждает слабо. Распыленная вода работает иначе. Мелкие капли мгновенно испаряются в объеме пламени. Образующийся пар дополнительно разбавляет горючую среду и вытесняет кислород.
У воды есть жесткие ограничения. Она проводит электрический ток. Тушить водой оборудование под напряжением категорически запрещено. Также вода тяжелее большинства легковоспламеняющихся жидкостей. Бензин или масло всплывают на поверхность воды и продолжают гореть, растекаясь на большую площадь. Зимой вода замерзает в рукавах и насосах. В таких условиях применяют подогрев или специальные антифризные добавки, если это позволяет техника.
Изоляция горючих веществ
Для изоляции применяют пены, порошки, песок и плотные негорючие ткани. Цель — создать барьер между горючим веществом и кислородом воздуха. Воздушно-механическая пена состоит из пузырьков, заполненных воздухом. Оболочка пузырьков содержит раствор пенообразователя. Пена легче любой жидкости. Она растекается по поверхности горящего нефтепродукта и полностью скрывает его.
Пена выполняет двойную работу. Она перекрывает доступ кислорода. Одновременно вода, выделяющаяся из разрушающихся пузырьков, охлаждает верхний слой жидкости. Это снижает интенсивность испарения горючего. Скорость покрытия зависит от кратности пены. Пена низкой кратности тяжелая, она далеко летит и хорошо сопротивляется ветру. Пена высокой кратности легкая, ее используют для объемного тушения подвалов и складов.
Огнетушащие порошки тоже работают на изоляцию, плавясь на горящей поверхности. Они образуют стекловидную корку. Этот метод незаменим при тушении щелочных металлов. Металлы горят при экстремальных температурах и бурно реагируют с водой. Порошок специального назначения плавно засыпает очаг, перекрывая доступ кислорода без химических реакций.
Разбавление реагирующих сред
Снизить концентрацию кислорода можно путем введения инертных газов или водяного пара. Чаще всего используют углекислый газ и азот. Углекислота тяжелее воздуха. Она оседает в нижних частях помещений, вытесняя кислород.
Углекислый газ подают из баллонов или стационарных установок под давлением. При выходе из раструба он резко расширяется и охлаждается до минусовых температур. Образуются хлопья углекислотного снега. Он не оставляет следов, не портит электронику и бумагу. Поэтому углекислоту применяют в архивах, серверных комнатах и музеях.
Главная опасность разбавления — риск для людей. Снижение концентрации кислорода, достаточное для тушения пожара, смертельно опасно для дыхания. Объемное тушение газом требует предварительной эвакуации персонала. Помещение должно быть герметичным. Открытые окна или работающая вентиляция сведут эффект к нулю. Газ просто улетучится.
Химическое торможение
Для ингибирования используют хладоны и некоторые виды порошков. Хладоны — это галогенопроизводные углеводородов. Они испаряются в зоне горения и распадаются. Продукты распада активно вступают в реакцию с радикалами, поддерживающими горение.
Процесс тушения хладонами происходит за секунды. Расход вещества минимален. Достаточно небольшой концентрации в воздухе, чтобы пламя исчезло. Однако ранние поколения хладонов разрушали озоновый слой. Сейчас применяют озонобезопасные смеси. Они дороги в производстве и требуют сложных систем хранения.
Порошки общего назначения также обладают эффектом ингибирования. Мелкие частицы солей разрушают радикалы на своей поверхности. Порошок выбрасывается под давлением сжатого газа. Образуется плотное облако. Оно сбивает пламя и тормозит реакцию. Недостаток порошка — плохая видимость и сложность уборки после применения. Порошок забивается в щели и может вызвать коррозию металлических деталей, если вступит в контакт с влагой.
Критерии выбора метода тушения
Методика тушения зависит от класса пожара. Класс А обозначает горение твердых веществ. Здесь лучше всего работает вода со смачивателями, проникающая вглубь материала. Класс В — горение жидкостей. Требуется изоляция пеной или тушение порошком. Класс С — газы. Главная задача — перекрыть подачу газа, а не просто сбить пламя. Потушенный, но продолжающий выходить газ создаст взрывоопасную смесь.
Класс D объединяет металлы. Вода, пены и углекислота запрещены. Используют только специальные порошки или сухой песок. Класс Е — электроустановки под напряжением. Разрешены углекислота, хладоны и порошки. При этом учитывают напряжение в сети и минимальное безопасное расстояние до очага.
Погодные условия вносят сильные коррективы. Сильный ветер сдувает пену и порошок, рассеивает газ. В таких ситуациях ставку делают на компактные водяные струи и пену низкой кратности. При отрицательных температурах отказываются от водяных огнетушителей в пользу порошковых и углекислотных, которые сохраняют работоспособность на морозе.
Использование материала в учебном процессе
При подготовке конспектов или планов занятий материал структурируют от простого к сложному. Сначала разбирают условия возникновения горения. Затем переходят к каждому способу по отдельности. Для наглядности используют разбор практических задач. Например, объясняют, почему нельзя тушить горящее масло на сковороде водой.
Отдельное внимание уделяют технике безопасности. Студенты и слушатели должны четко понимать последствия неправильного выбора огнетушащего вещества. Изучение свойств веществ закрепляют на практике с использованием макетов или реальных огнетушителей на полигоне. Знание физики процесса позволяет принимать верные решения в условиях стресса и дефицита времени.
По теме: План-конспект: сведения о горении и горючих веществах.
Читайте также
- Конспекты МЧС: караульная служба, пожарная техника и защитная одежда пожарных
- План-конспект по теме: Классификация пожарных автомобилей и их характеристики
