Химические реакции сопровождаются поглощением или выделением энергии, в частности тепла. реакции, сопровождающиеся поглощением тепла, а также образующиеся при этом соединения называются эндотермическими . При эндотермических реакциях нагрев реагирующих веществ необходим не только для возникновения реакции, но и в течение всего времени их протекания. Без нагревания извне эндотермическая реакция прекращается.

реакции, сопровождающиеся выделением тепла, а также образующиеся при этом соединения называются экзотермическими . Все реакции горения относятся к экзотермическим. Вследствие выделения тепла они, возникнув в одной точке, способны распространяться на всю массу реагирующих веществ.

Количество тепла, выделяемое при полном сгорании вещества и отнесенное к одному молю, единице массы (кг, г) или объема (м 3) горючего вещества называется теплотой сгорания. Теплоту сгорания можно вычислить по табличным данным, пользуясь законом Гесса. Русский химик Г.Г. Гесс в 1840 г. открыл закон, который является частным случаем закона сохранения энергии. Закон Гесса состоит в следующем: тепловой эффект химического превращения не зависит от пути, по которому реакция протекает, а зависит лишь от начального и конечного состояний системы при условии, что температура и давление (или объем) в начале и в конце реакции одинаковы.

Рассмотрим это на примере вычисления теплоты сгорания метана. Метан можно получить из 1 моля углерода и 2 молей водорода. При сжигании метана получаются 2 моля воды и 1 моля диоксида углерода.

С + 2Н 2 = СН 4 + 74,8 кДж (Q 1).

СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О + Q гор.

Те же продукты образуются при сгорании водорода и углерода. При этих реакциях общее количество выделяющегося тепла равно 963,5 кДж.

2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О + 570,6 кДж

С + О 2 = СО 2 + 392,9 кДж.

Поскольку начальные и конечные продукты в обоих случаях одинаковы, их общие тепловые эффекты должны быть равны согласно закону Гесса, т.е.

Q 1 + Q гор = Q,

Q гор = Q — Q 1 . (1.11)

Следовательно, теплота сгорания метана будет равна

Q гор = 963,5 — 74,8 = 888,7 кДж/моль.

Таким образом, теплота сгорания химического соединения (или их смеси) равна разности между суммой теплот образования продуктов сгорания и теплотой образования сгоревшего химического соединения (или веществ, составляющих горючую смесь). Следовательно, для определения теплоты сгорания химических соединений необходимо знать теплоту их образования и теплоту образования продуктов, получающихся после сгорания.

Ниже приведены значения теплот образования некоторых химических соединений:

Пример 1.5 .Определить температуру сгорания этана, если теплота его образования Q 1 = 88,4 кДж. Напишем уравнение горения этана.

С 2 Н 6 + 3,5 O 2 = 2 CO 2 + 3 H 2 O + Q гор .

Для определения Q гор необходимо знать теплоты образования продуктов сгорания. теплота образования диоксида углерода 396,9 кДж, а воды 286,6 кДж. Следовательно, Q будет равно

Q = 2 × 396,9 + 3 × 286,6 = 1653,6 кДж,

а теплота сгорания этана

Q гор = Q - Q 1 = 1653,6 — 88,4 = 1565,2 кДж.

Теплоту сгорания экспериментально определяют в калориметрической бомбе и газовом калориметре. Различают высшую и низшую теплоты сгорания. Высшей теплотой сгорания Q в называют количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 кг или 1 м 3 горючего вещества при условии, что содержащийся в нем водород сгорает с образованием жидкой воды. Низшей теплотой сгорания Q н называют количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 кг или 1 м 3 горючего вещества при условии сгорания водорода до образования водяного пара и испарении влаги горючего вещества.

Высшую и низшую теплоты сгорания твердых и жидких горючих веществ можно определить по формулам Д.И. Менделеева:

где Q в, Q н — высшая и низшая теплоты сгорания, кДж/кг; W – содержание в горючем веществе углерода, водорода, кислорода, горючей серы и влаги, %.

Пример 1.6. Определить низшую температуру сгорания сернистого мазута, состоящего из 82,5 % С, 10,65 % Н, 3,1 % S и 0,5 % О; А (зола) = 0,25 %, W = 3 %. Используя уравнение Д.И. Менделеева (1.13), получаем

=38622,7 кДж/кг

Низшую теплоту сгорания 1 м 3 сухих газов можно определить по уравнению

Низшая теплота сгорания некоторых горючих газов и жидкостей, полученная экспериментально, приведена ниже:

Низшая теплота сгорания некоторых горючих материалов, рассчитанная по их элементному составу, имеет следующие значения:

Существует нижний предел теплоты сгорания, ниже которого вещества становятся не способными к горению в атмосфере воздуха.

Практически в процессе горения, особенно на пожарах, указанная в таблицах теплота сгорания полностью не выделяется, так как горение сопровождается недожогом. Известно, что нефтепродукты, а также бензол, толуол, ацетилен, т.е. вещества, богатые

углеродом, горят на пожарах с образованием значительного количества сажи. Сажа (углерод) способна гореть и выделять тепло. Если при горении она образуется, то, следовательно, горючее вещество выделяет тепла меньше того количества, которое указано в таблицах. Для веществ, богатых углеродом, коэффициент недожога h составляет 0,8 — 0,9. Следовательно, на пожарах при горении 1 кг резины может выделиться не 33520 кДж, а только 33520´0,8 = 26816 кДж.

Размер пожара обычно характеризуется площадью пожара. Количество тепла, выделяющееся с единицы площади пожара в единицу времени, называют теплотой пожара Q п

Q п = Q н υ м h ,

где υ м – массовая скорость выгорания, кг/(м 2 ×с).

Удельная теплота пожара при внутренних пожарах характеризует тепловую нагрузку на конструкции зданий и сооружений и используется для расчета температуры пожара.

1.6. Температура горения

Выделяющееся в зоне горения тепло воспринимается продуктами сгорания, поэтому они нагреваются до высокой температуры. Та температура, до которой в процессе горения нагреваются продукты сгорания, называется температурой горения . Различают калориметрическую, теоретическую и действительную температуры горения. Действительная температура горения для условий пожара называется температурой пожара.

Под калориметрической температурой горения понимают ту температуру, до которой нагреваются продукты полного сгорания при следующих условиях:

1) всё выделяющееся при горении тепло расходуется на нагревание продуктов сгорания (потери тепла равны нулю);

2) начальные температуры воздуха и горючего вещества равны 0 0 С;

3) количество воздуха равно теоретически необходимому (a = 1);

4) происходит полное сгорание.

Калориметрическая температура горения зависит только от состава горючего вещества и не зависит от его количества.

Теоретическая температура, в отличие от калориметрической, характеризует горение с учетом эндотермического процесса диссоциации продуктов сгорания при высокой температуре

2СО 2 2СО + О 2 - 566,5 кДж.

2Н 2 О2Н 2 + О 2 - 478,5 кДж.

Практически диссоциацию продуктов сгорания необходимо учитывать только при температуре выше 1700 0 С. При диффузионном горении веществ в условиях пожара действительные температуры горения не достигают таких значений, поэтому для оценки условий пожара используют только калориметрическую температуру горения и температуру пожара. Различают температуру внутреннего и наружного пожара. Температура внутреннего пожара – это средняя температура дыма в помещении, где происходит пожар. Температура наружного пожара – температура пламени.

При расчете калориметрической температуры горения и температуры внутреннего пожара исходят из того, что низшая теплота сгорания Q н горючего вещества равна энергии q г, необходимой для нагревания продуктов сгорания от 0 0 С до калориметрической температуры горения

В действительности не вся теплота, выделяющаяся при горении в условиях пожара, расходуется на нагревание продуктов сгорания. Большая часть её расходуется на нагревание конструкций, подготовку горючих веществ к горению, нагревание избыточного воздуха и др. Поэтому температура внутреннего пожара значительно ниже калориметрической. Методика расчета температуры горения предполагает, что весь объем продуктов сгорания нагрет до одной и той же температуры. В действительности температура в различных точках очага горения неодинакова. Наиболее высокой является температура в области пространства, где протекает реакция горения, т.е. в зоне горения (пламени). Значительно ниже температура в местах, где находятся горючие пары и газы, выделившиеся из горящего вещества и продуктов сгорания, смешавшихся с избытком воздуха.

Чтобы судить о характере изменения температуры при пожаре в зависимости от различных условий горения, введено понятие среднеобъемной температуры пожара, под которой понимают среднее значение из величины температур, измеренных термометрами в различных точках внутреннего пожара. Эта температура определяется из опыта.

Прежде всего, определимся с терминами, поскольку вопрос поставлен не вполне корректно.

Все эти термины, показатели и величины используются в «Методе определения категорий помещений В1 – В4», как его описывают документы МЧС «Об утверждении свода правил "Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности», обязательное Приложение Б. Тот же подход используется и в других нормативных документах, в том числе в ведомственных инструкциях. Далее приводим выдержки из документа, относящиеся к вашему вопросу, и наши комментарии.

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения подразделяются на категории А, Б, В1 – В4, Г и Д, а здания – на категории А, Б, В, Г и Д.

[Комментарий раздела консультаций]: в вашем вопросе речь о помещении, даем классификацию для них.

Категория помещения	Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении
А повышенная взрывопожароопасность	Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°C в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа, и (или) вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.
Б взрывопожароопасность	Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28°C, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа.
В1 – В4 пожароопасность	Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они находятся (обращаются), не относятся к категории А или Б.
Г умеренная пожароопасность	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, и (или) горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.
Д пониженная пожароопасность	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Отнесение помещения к категории В1, В2, В3 или В4 осуществляется в зависимости от количества и способа размещения пожарной нагрузки в указанном помещении и его объемно-планировочных характеристик, а также от пожароопасных свойств веществ и материалов, составляющих пожарную нагрузку.

[Комментарий раздела консультаций]: к вашему случаю относятся категории В1 – В4, пожароопасность. Причем велика вероятность, что ваше помещение будет отнесено к категории В4, но это должно быть подкреплено расчетами.

Методы определения категорий помещений В1 – В4

Определение категорий помещений В1 – В4 осуществляют путем сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки (далее – пожарная нагрузка) на любом из участков с величиной удельной пожарной нагрузки, приведенной в таблице:

Удельная пожарная нагрузка и способы размещения для категорий В1 – В4

При пожарной нагрузке, включающей в себя различные сочетания (смесь) легковоспламеняющихся, горючих, трудногорючих жидкостей, твердых горючих и трудногорючих веществ и материалов в пределах пожароопасного участка пожарная нагрузка Q (в МДж) определяется по формуле:

– количество i -го материала пожарной нагрузки, кг;

– низшая теплота сгорания i -го материала пожарной нагрузки, МДж/кг.

(в МДж/м 2) определяется как отношение рассчитанной пожарной нагрузки к занимаемой площади:

где S – площадь размещения пожарной нагрузки, м 2 , не менее 10 м 2 .

Часть 2. Практика применения

Для выполнения расчетов необходимо определить массу в кг для каждого горючего материала, который будет находиться в помещении. Строго говоря, для этого необходимо знать, сколько изоляции и других горючих компонентов находится в каждом метре кабеля соответствующего типа, а метраж взять из вашего проекта. Но обычные спецификации на продукцию в лучшем случае содержат погонный вес в г/м или кг/км для кабеля как единого целого, его формируют все элементы, включая негорючие. Из нетто-величины исключена только упаковка – катушка или коробка.

В оптических кабелях, не имеющих брони или встроенных несущих металлических тросов, с этим можно согласиться и использовать погонный вес в расчетах как есть, сознательно пренебрегая массой кварцевого волокна, поскольку она невелика. Вот, например, погонные веса для универсальных кабелей XGLO™ и LightSystem с плотным буфером, предназначенных для внутреннего/внешнего применения (артикул начинается с символов 9GD (X)H ......, такие кабели есть в вашем списке):

А это таблица для кабелей XGLO™ и LightSystem со свободным буфером, тоже предназначенных для внутреннего/внешнего применения (артикул начинается с символов 9GG (X)H ......):

Так, если в помещении проложен участок длиной 25 м из десяти кабелей по 24 волокна каждый, их суммарный вес составит 15,25 кг для кабеля с плотным буфером и 25,75 кг для кабеля со свободным буфером. Как видите, цифры могут отличаться, и для больших количеств кабеля разница может оказаться весьма существенной.

В бронированных же оптических кабелях и в медных кабелях витая пара значительная доля погонного веса формируется массой металла, и тогда разброс цифр и отличие погонного веса от содержания горючих веществ может быть еще больше. К примеру, вес нетто 1 км кабеля витая пара может варьироваться от 21 кг до 76 кг в зависимости от категории, производителя и наличия/отсутствия экрана и других конструктивных элементов. При этом простой расчет показывает, что для категории 5е с диаметром жилы 0,511 мм минимальный вес меди в 1 км (8 проводников, плотность меди 8920 кг/м 3) составит 14,6 кг, а для категории 7А с диаметром жилы 0,643 мм – не менее 23,2 кг. И это без учета повива, который приводит к тому, что по факту длина медных проводников будет заведомо больше 1 км.

На том же участке в 25 м из, допустим, 120 кабелей витая пара суммарная масса кабелей может составлять от 63 кг до 228 кг в зависимости от их типа, при этом меди в них может быть от 43,8 кг и выше для категории 5е и от 69,6 кг и выше для категории 7А.

Разница велика даже для тех количеств, что мы взяли, имея в виду не самое большое телекоммуникационное помещение, в которое кабель заведен через подвесной лоток или трассу под фальшполом. Для бронированных и других специфических кабелей с металлическими элементами конструкции разница будет гораздо больше, но при этом их можно встретить в основном на улице, а не в помещениях.

Если относиться к расчету строго, то для каждого типа кабеля нужно иметь полную раскладку по входящим в его состав горючим и негорючим компонентам и по их весовому содержанию в единице длины. Кроме того, для каждого горючего компонента необходимо знать низшую теплоту сгорания в МДж/кг. Для полимеров, широко используемых в телекоммуникациях, различные источники приводят следующие значения низшей теплоты сгорания:

• Полиэтилен – от 46 до 48 МДж/кг
• Поливинилхлорид (ПВХ) – от 14 до 21 МДж/кг
• Политетрафторэтилен (фторопласт) – от 4 до 8 МДж/кг

В зависимости от того, какие исходные данные вы используете, на выходе можно получить разные результаты. Приведем 2 примера расчета для уже упоминавшегося помещения со 120-ю кабелями витая пара:

Пример 1.

• 120 кабелей витая пара категории 5е
• Погонный вес кабеля 23 кг/км

Полный вес кабеля (без исключения негорючих компонентов)

G i = 120 · 25 м · 23·10 -3 кг/м = 69 кг

Q = 69 кг · 18 МДж/кг = 1242 МДж

S лотка = 25 м · 0,3 м = 7,5 м 2

g = 1242 / 10 = 124,2 МДж/м 2

Удельная пожарная нагрузка относится к диапазону от 1 до 180 МДж/м 2 , при том, что мы не вычитали весовое содержание меди в кабеле. Если бы вычли, то помещение тем более было бы отнесено к категории В4.

Пример 2.

• 120 кабелей витая пара категории 6/6A
• Калибр жилы 23 AWG
• Оболочка ПВХ, низшая теплота сгорания 18 МДж/кг
• Погонный вес кабеля 45 кг/км
• Длина лотка 25 м, ширина 300 мм

Полный вес кабеля без исключения негорючих компонентов

G i = 120 · 25 м · 45·10 -3 кг/м = 135 кг

Q = 135 кг · 18 МДж/кг = 2430 МДж

S лотка = 25 м · 0,3 м = 7,5 м 2

В соответствии с методикой расчета необходимо использовать в вычислениях площадь не менее 10 м 2 .

g = 2430 / 10 = 243 МДж/м 2

Удельная пожарная нагрузка превысила 180 МДж/м 2 и попала в диапазон, соответствующий более высокой категории помещения В3. Но если бы мы вычли вес меди, расчет был бы иным.

Калибр жилы 23 AWG соответствует диаметру 0,574 мм. В кабеле 8 медных проводников, следовательно, в каждом километре кабеля содержится как минимум 18,46 кг меди.

G i = 120 · 25 м · (45 – 18,46) · 10 -3 кг/м = 79,62 кг горючих компонентов

Q = 79,62 кг ·18 МДж/кг = 1433,16 МДж

g = 1433,16 / 10 = 143,3 МДж/м 2

В этом случае мы получаем категорию помещения В4. Как видите, компонентная составляющая может влиять на расчеты весьма существенно.

Точные данные о весовом содержании и низшей теплоте сгорания можно получить только у производителя конкретного наименования продукции. Иначе вам придется лично «распотрошить» каждый конкретный тип кабеля, на высокоточных весах замерить массу каждого элемента, установить все химические составы (что само по себе может быть весьма нетривиальной задачей, даже если вы располагаете хорошо оборудованной химической лабораторией). И уже после всего этого провести точный расчет. Для кабеля категории 6/6А в нашем расчете, например, не был учтен вес и материал перегородки-разделителя. Если он изготовлен из полиэтилена, нужно учесть, что его низшая теплота сгорания выше, чем у ПВХ.

Химические и физические справочники приводят величины низшей теплоты сгорания для чистых веществ и ориентировочные значения для наиболее популярных строительных материалов. Но производители могут использовать смеси веществ, присадки, варьировать весовое содержание компонентов. Для точных расчетов нужны данные от конкретного производителя по каждому типу продукции. В открытом доступе они обычно не лежат, но по запросу их должны предоставлять, это не секретная информация.

Тем не менее, если такую информацию ждать предстоит долго, а расчет делать нужно сейчас, можно выполнить прикидочные вычисления, закладывая максимальные величины – т.е. брать худший сценарий. Проектировщик выбирает максимально возможное значение низшей теплоты сгорания, максимально большое весовое содержание горючих веществ, намеренно ошибаясь в большую сторону, не в свою пользу. В каких-то случаях из-за этого помещение попадет в более опасную категорию, как сначала получилось у нас в Примере 2. «Ошибаться» в другую сторону, намеренно делая расчеты более оптимистичными, категорически нельзя. В случае любых сомнений трактовка всегда должна быть в сторону дополнительных мер безопасности.

Что такое топливо?

Это один компонент либо смесь веществ, которые способны к химическим превращениям, связанным с выделением тепла. Разные виды топлива отличаются количественным содержанием в них окислителя, который применяется для выделения тепловой энергии.

В широком смысле топливо является энергоносителем, то есть, потенциальным видов потенциальной энергии.

Классификация

В настоящее время виды топлива подразделяют по агрегатному состоянию на жидкое, твердое, газообразное.

К твердому природному виду причисляют каменный и дрова, антрацит. Брикеты, кокс, термоантрацит это разновидности искусственного твердого топлива.

К жидкостям причисляются вещества, имеющие в составе вещества органического происхождения. Основными их компонентами являются: кислород, углерод, азот, водород, сера. Искусственным жидким топливом будут разнообразные смолы, мазут.

Газообразное топливо является смесью разнообразных газов: этилена, метана, пропана, бутана. Помимо них в составе есть углекислый и угарный газы, сероводород, азот, водяной пар, кислород.

Показатели топлива

Основной показатель сгорания. Формула для определения теплотворной способности рассматривается в термохимии. выделяют «условного топлива», которое подразумевает теплоту сгорания 1 килограмма антрацита.

Бытовое печное топливо предназначается для сжигания в отопительных устройствах незначительной мощности, которые находятся в жилых помещениях, теплогенераторах, применяемых в сельском хозяйстве для сушки кормов, консервирования.

Удельная теплота сгорания топлива - это такая величина, что демонстрирует количество теплоты, которое образуется при полном сгорании топлива объемом 1 м 3 либо массой один килограмм.

Для измерения этой величины используют Дж/кг, Дж/м 3 , калория/м 3 . Чтобы определить теплоту сгорания, используют метода калориметрии.

При увеличении удельной теплоты сгорания топлива, снижается удельный расход топлива, а коэффициент полезного действия остается неизменной величиной.

Теплота сгорания веществ является количеством энергии, выделяющейся при окислении твердого, жидкого, газообразного вещества.

Она определяется химическим составом, а также агрегатным состоянием сгораемого вещества.

Особенности продуктов сгорания

Высшая и низшая теплота сгорания связана с агрегатным состоянием воды в получаемых после сгорания топлива веществах.

Высшая теплота сгорания это количество теплоты, выделяемое при полном сгорании вещества. В эту величину включают и теплоту конденсации водяного пара.

Низшая рабочая теплота сгорания является той величиной, что соответствует выделению тепла при сгорании без учета теплоты конденсации водяных паров.

Скрытой теплотой конденсации считают величину энергии конденсации водяного пара.

Математическая взаимосвязь

Высшая и низшая теплота сгорания связаны следующим соотношением:

Q B = Q H + k(W + 9H)

где W - количество по массе (в %) воды в горючем веществе;

H-количество водорода (% по массе) в горючем веществе;

k - коэффициент, составляющий величину 6 ккал/кг

Способы проведения вычислений

Высшая и низшая теплота сгорания определяется двумя основными методами: расчетным и экспериментальным.

Для проведения экспериментальных вычислений применяют калориметры. Сначала сжигают в нем навеску топлива. Теплота, которая будет при этом выделяться, полностью поглощается водой. Имея представление о массе воды, можно определить по изменению ее температуры, величину ее теплоты сгорания.

Данная методика считается простой и эффективной, она предполагает только владение информацией о данных технического анализа.

В расчетной методике высшая и низшая теплота сгорания вычисляется по формуле Менделеева.

Q p H = 339C p +1030H p -109(O p -S p) - 25 W p (кДж/ кг)

Оно учитывает содержание углерода, кислорода, водорода, водяного пара, серы в рабочем составе (в процентах). Количество теплоты при сгорании определяется с учетом условного топлива.

Теплота сгорания газа позволяет проводить предварительные расчеты, выявлять эффективность применения определенного вида топлива.

Особенности происхождения

Для того чтобы понять, сколько теплоты выделяется при сгорании определенного топлива, необходимо иметь представление об его происхождении.

В природе есть разные варианты твердого топлива, которые отличаются между собой составом и свойствами.

Его образование осуществляется через несколько стадий. Сначала образуется торф, затем получается бурый и каменный уголь, потом формируется антрацит. В качестве основных источников образования твердого топлива выступают листья, древесина, хвоя. Отмирая, части растений при воздействии воздуха, разрушаются грибками, образуют торф. Его скопление превращается в бурую массу, потом получается бурый газ.

При высоком давлении и температуре, бурый газ переходит в каменный уголь, потом топливо накапливается в виде антрацита.

Помимо органической массы, в топливе есть дополнительный балласт. Органической считают ту часть, что образовалась из органических веществ: водорода, углерода, азота, кислорода. Помимо этих химических элементов, в его составе есть балласта: влага, зола.

Топочная техника предполагает выделение рабочей, сухой, а также горючей массы сжигаемого топлива. Рабочей массой называют топливо в исходном виде, поступающем к потребителю. Сухая масса - это состав, в котором отсутствует вода.

Состав

Самыми ценными компонентами считаются углерод и водород.

Эти элементы содержатся в любом виде топлива. В торфе и древесине процентное содержание углерода достигает 58 процентов, в каменном и буром угле - 80%, а в антраците оно достигает 95 процентов по массе. В зависимости от этого показателя меняется количество теплоты, выделяемой при сгорании топлива. Водород это второй по важности элемент любого топлива. Связываясь с кислородом, он образует влагу, которая существенно снижает тепловую ценность любого топлива.

Его процентное содержание колеблется от 3,8 в горючих сланцах до 11 в мазуте. В качестве балласта выступает кислород, входящий в состав топлива.

Он не является теплообразующим химическим элементом, поэтому негативно отражается на величине теплоты его сгорания. Сгорание азота, содержащегося в свободном либо связанном виде в продуктах сгорания, считается вредными примесями, поэтому его количество четко лимитируется.

Сера входит в состав топлива в виде сульфатов, сульфидов, а также в качестве сернистых газов. При гидратации оксиды серы образуют серную кислоту, которая разрушает котельное оборудование, негативно воздействует на растительность и живые организмы.

Именно поэтому сера является тем химическим элементом, присутствие которого в природном топливе является крайне нежелательным. При попадании внутрь рабочего помещения, сернистые соединения вызывают существенные отравления обслуживающего персонала.

Выделяют три вида золы в зависимости от ее происхождения:

• первичную;
• вторичную;
• третичную.

Первичный вид формируется из минеральных веществ, которые содержатся в растениях. Вторичная зола образуется как результат попадания во время пластообразования растительных остатков песком и землей.

Третичная зола оказывается в составе топлива в процессе добычи, хранения, а также его транспортировки. При существенном отложении золы происходит уменьшение теплопередачи на поверхности нагрева котельного агрегата, снижает величину теплопередачи к воде от газов. Огромное количество золы негативно отражается на процессе эксплуатации котла.

В заключение

Существенное влияние на процесс горения любого вида топлива оказывают летучие вещества. Чем больше их выход, тем объемнее будет объем фронта пламени. Например, каменный уголь, торф, легко загораются, процесс сопровождается незначительными потерями тепла. Кокс, который остается после удаления летучих примесей, в своем составе имеет только минеральные и углеродные соединения. В зависимости от особенностей топлива, величина количества теплоты существенно изменяется.

В зависимости от химического состава выделяют три стадии формирования твердого топлива: торфяную, буроугольную, каменноугольную.

Натуральную древесину применяют в небольших котельных установках. В основном используют щепу, опилки, горбыли, кору, сами дрова применяют в незначительных количествах. В зависимости от породы древесины величина выделяемой теплоты существенно изменяется.

По мере снижения теплоты сгорания, дрова приобретают определенные преимущества: быструю воспламеняемость, минимальную зольность, отсутствие следов серы.

Достоверная информация о составе природного либо синтетического топлива, его теплотворной способности, является отличным способом проведения термохимических вычислений.

В настоящее время появляется реальная возможность выявления тех основных вариантов твердого, газообразного, жидкого топлива, которые станут самыми эффективными и недорогими в использовании в определенной ситуации.

5. Категории зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

5.1. Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5% площади всех помещений или 200 м 2 .

Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м 2), и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.2. Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:

а) здание не относится к категории А;

б) суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м 2 .

Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м 2), и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

б) суммарная площадь помещений категорий А, Б и В1-В3 превышает 5% (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категориям В1-В3, если суммарная площадь помещений категории А, Б и В1-В3 в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м 2), и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.4. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:

б) суммарная площадь помещений категории А, Б, В1-В3 и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений.

Допускается не относить здание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В1-В3 и Г в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м 2), и помещения категорий А, Б и В1-В3 оборудуются установками автоматического пожаротушения.

5.5. Здание относится к категории В4, если оно не относится к категориям А, Б, В1-В3 или Г.

5.6. Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В1-В4, Г.

Приложение 1

Исходные данные для расчета удельной временной пожарной нагрузки в помещениях

Таблица 1

Низшая теплота сгорания и плотность ТГМ, ЛВЖ и ГЖ,

обращающихся в помещениях объектов железнодорожного транспорта