Температурой самонагревания называется самая низкая температура вещества (материала, смеси), при которой возникает его самонагревание. Самонагревание веществ, находящихся в атмосфере воздуха, обычно обусловлено происходящими в них химическими и физическими процессами, выделяющими тепло: окисления, разложения, замещения, адсорбции и др.
Температуру самонагревания твердых (неплавких) материалов определяют в термостате, в котором образец материала можно выдерживать при заданной температуре длительное время. За температуру самонагревания принимают минимальную температуру термостата, при которой наблюдается резкое повышение температуры материала, заканчивающееся тлением или горением.
Для вычисления температуры самонагревания и времени нагрева твердого материала предложены следующие формулы:
, ,
где t – температура окружающей среды, 0С; Ap, Aв, np, nв – константы, определяемые из опыта; S – удельная поверхность образца, м2, t – время нагревания образца, ч.
Ниже приведены значения констант1 для некоторых горючих материалов:
Ap |
Aв |
np |
nв |
|
Опилки сосновые ……………… |
1,855 |
2,296 |
0,219 |
0,096 |
Плита торфяная ……………….. |
1,760 |
2,271 |
0,248 |
0,117 |
Сено …………………………… |
2,103 |
2,311 |
0,109 |
0,058 |
Солома пшеничная …………… |
2,185 |
2,301 |
0,067 |
0,035 |
Хлопок ………………………… |
2,018 |
2,332 |
0,140 |
0,057 |
Нагрев горючих веществ или материалов до их температуры самонагревания может потенциально привести их к самовозгоранию или самовоспламенению. Температура самонагревания многих горючих веществ и материалов равна или ниже обычной температуры в помещениях, т.е. ниже 17 – 25 0С. Так, алюминиевая пудра при соприкосновении с воздухом способна окисляться и при этом самонагреваться до возникновения горения даже при температуре окружающего воздуха 10 0С. Следовательно, температура самовоспламенения ее может быть ниже температуры воздуха складских и производственных помещений, а также температуры воздуха в южных районах нашей страны. Кусочек белого фосфора, вынутый из воды и осушенный фильтровальной бумагой, самовозгорается при комнатной температуре.
Среди горючих веществ с низкой температурой самонагревания имеются жидкости и газы. Из жидкостей в качестве примера может быть приведен скипидар. Распределенный тонким слоем на поверхности волокнистых веществ, он способен при обычной температуре помещений самовозгораться. Из газов этим свойством обладают водородистый кремний (силан), фосфористый водород (фосфин), бромацетилен и др. Такие вещества представляют большую пожарную опасность. При хранении, транспортировании и применении требуется постоянно контролировать температуру этих веществ
1Данные из справочника «Пожарная опасность веществ и материалов».- М.: Химия, 1970.
или содержать их в условиях, препятствующих соприкосновению с воздухом (под водой, в герметично закрытых сосудах и т.д.).
Вещества, имеющие температуру самонагревания ниже 50 0С, условно выделили в отдельную группу и стали называть пирофорными веществами, а процесс возникновения горения в результате их самонагревания – самовозгоранием.
Из приведенной на рис. 3.1 схемы видно, что независимо от температуры горючих веществ Т0 ( и ) в процессах возникновения горения существует общая для всех их стадия самонагревания, которая завершается достижением температуры горения Тг.
Различают самовозгорание тепловое, микробиологическое и химическое в зависимости от причины выделения тепла в начальной фазе самонагревания веществ и материалов.