Файл: Рабочая программа дисциплины Физикохимические основы развития и тушения пожаров.pdf

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
«
Физико-химические основы развития и тушения пожаров
»
Направление подготовки (специальность) Техносферная безопасность
Профиль (Специализация) Пожарная безопасность
Квалификация (степень) выпускника специалист
Нормативный срок обучения 5 года
Форма обучения очная/заочная
Автор программы к.т.н., старший преподаватель Драпалюк Д.А.
Программа обсуждена на заседании кафедры Пожарной и Промышленной безопасности
«___»__мая(июня)____2011 года Протокол № ________
Зав. кафедрой к.т.н., доц. Колодяжный С.А.
Воронеж 2011
СОГЛАСОВАНО
*
Декан заочного обучения
_____________Рудаков О.Б.
«______»
_________________2011 г.
УТВЕРЖДАЮ
Декан _______факультета
___________ Колодяжный С.А.
«______ »_______________________
2011 г.

-
2
-
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цели дисциплины
Цель дисциплины – изучение основ физических и химических закономерностей возникновения, распространение и прекращение горения на пожарах, как составной части отрасли знаний о состоянии защищенности личности и имущества от пожа- ров, а также приобретение студентами умений использовать эти знания; показать существенное или возможное влияние, которое человек может оказать на природ- ные химические процессы
1.2. Задачи освоения дисциплины
Студент должен знать:
- основные физико-механические свойства конструкционных материалов, области их применения, технологические основы производства, особенности поведения материалов в применять методы обработки результатов технических измерений различных условиях и способы изучения их свойств;
- процессы, приводящие к возникновению и распространению пожаров;
- параметры, определяющие динамику пожаров;
- механизм формирования опасных факторов пожаров;
- физико-химические основы прекращения горения на пожарах;
- номенклатуру, способы применения и механизм действия огнетушащих составов;
- параметры процесса прекращения горения на пожарах и принципы их оптимиза- ции;
- принципы и способы снижения пожарной опасности строительных материалов;
- принципы и способы снижения пожарной опасности и повышения огнестойкости строительных конструкций;
Уметь:
- процессы, приводящие к возникновению и распространению пожаров;
- параметры, определяющие динамику пожаров;
- механизм формирования опасных факторов пожаров;
- физико-химические основы прекращения горения на пожарах;
- номенклатуру, способы применения и механизм действия огнетушащих составов;
- параметры процесса прекращения горения на пожарах и принципы их оптимиза- ции;
Владеть:
- организационных и инженерно-технических решений, направленных на безопас- ность людей при пожаре, требованиям противопожарных норм;
- методами оценки огнестойкости и пожарной опасности строительных конструк- ций и разработки технических решений по повышению огнестойкости и сниже- нию пожарной опасности строительных материалов и конструкций;

-
3
-
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина «Физико-химические основы развития и тушения пожаров» отно- сится к базовой части вариативного цикла учебного плана.
Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым
для изучения данной дисциплины.
Изучение дисциплины «Физико-химические осно- вы развития и тушения пожаров» требует основных знаний, умений и компетенций студента по курсам:
химии, физики.
Дисциплина «Физико-химические основы развития и тушения пожаров» явля- ется предшествующей для:
Теории горения и взрывов;
Специальная профессионально-прикладная подготовка пожарного;
Прогнозирование опасных факторов Прогнозирование ОФП;
Пожарная безопасность технологических процессов;
Организация и ведение аварийно-спасательных работ
Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре;
Пожарная безопасность в строительстве;
Основы производственной и пожарной автоматики;
Автоматизированные системы управления и связь;
Пожарная безопасность электроустановок;
Пожарная техника;
Пожарная тактика;
Основы расследования пожаров;
Основы экономики пожарной безопасности.
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс изучения дисциплины «Физико-химические основы развития и туше- ния пожаров» направлен на формирование следующих компетенций:
ОК-1, ОК-3, ОК-6, ОК-9, ОК-14, ПК-2-4, ПК-12-14, ПК-17,ПК-19, ПСК-1-41.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- основные физико-механические свойства конструкционных материалов, области их применения, технологические основы производства, особенности поведения материалов в применять методы обработки результатов технических измерений различных условиях и способы изучения их свойств;
- процессы, приводящие к возникновению и распространению пожаров;
- параметры, определяющие динамику пожаров;
- механизм формирования опасных факторов пожаров;
- физико-химические основы прекращения горения на пожарах;
- номенклатуру, способы применения и механизм действия огнетушащих составов;
- параметры процесса прекращения горения на пожарах и принципы их оптимиза- ции;
- принципы и способы снижения пожарной опасности строительных материалов;

-
4
-
- принципы и способы снижения пожарной опасности и повышения огнестойкости строительных конструкций;
Уметь:
- процессы, приводящие к возникновению и распространению пожаров;
- параметры, определяющие динамику пожаров;
- механизм формирования опасных факторов пожаров;
- физико-химические основы прекращения горения на пожарах;
- номенклатуру, способы применения и механизм действия огнетушащих составов;
- параметры процесса прекращения горения на пожарах и принципы их оптимиза- ции;
Владеть:
- организационных и инженерно-технических решений, направленных на безопас- ность людей при пожаре, требованиям противопожарных норм;
- методами оценки огнестойкости и пожарной опасности строительных конструк- ций и разработки технических решений по повышению огнестойкости и сниже- нию пожарной опасности строительных материалов и конструкций;
4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Общая трудоемкость дисциплины Теория горения и взрыва» составляет 2-е зачетные единицы.
Вид учебной работы
Всего часов
Семестры
7
Аудиторные занятия (всего)
54/-
54/-
В том числе:
Лекции
18/-
18/-
Практические занятия (ПЗ)
36/-
36/-
Лабораторные работы (ЛР)
-/-
-/-
Самостоятельная работа (всего)
18/-
18/-
В том числе:
Курсовой проект
-/-
-/-
Контрольная работа
18/-
18/-
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
-/-
Зач.
-/-
Общая трудоемкость час зач. ед.
72 72 2
2
Примечание: здесь и далее числитель – очная/знаменатель – заочная формы обучения.

-
5
-
5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п
Наименование раздела дисциплины
Содержание раздела
1.
Особенности распростра- нения, трансформации и накопления загрязняющих веществ в окружающей среде
Рассеивание и миграция примесей в атмосфере, гидро- сфере и почве, перенос между различными средами.
Важнейшие биогеохимические круговороты макроэле- ментов (углерод, азот, фосфор, сера).
Антропогенное воздействие на биогеохимические круго- вороты и его последствия.
2
Защита биосферы от хими- ческих загрязнений
Методы контроля за содержанием загрязняющих веществ в биосфере. Методы обезвреживания и переработки химических веществ.
3
Общие сведения о горении
Содержание, структура и задачи дисциплины. Связь с другими дисциплинами. Значение дисциплины в подго- товке техников пожарной безопасности.
Горение - основной процесс на пожаре. Условия возник- новения и прекращения горения. Классификация процес- сов горения. Материальный баланс процессов горения.
Тепловой баланс процесса горения (Закон Гесса).
4
Возникновение горения по механизму самовоспламе- нения и зажигания.
Механизмы возникновения горения: самовоспламенение, зажигание (вынужденное воспламенение) и самовозгора- ние. Сущность и природа процесса самовоспламенения.
Кинетика химических процессов. Скорость протекания химических реакций в зависимости от температуры, кон- центрации, давления и наличия катализаторов. Окисле- ние горючих веществ: перекисная и цепная теория. Эле- менты теории самовоспламенения. Температура само- воспламенения, факторы, на нее влияющие. Период ин- дукции. Определение температуры самовоспламенения.
Принцип работы огнепреградителей. Использование факторов, влияющих на температуру самовоспламене- ния, для обеспечения пожарной безопасности. Флегмати- заторы, химически активные ингибиторы (ХАИ), их ис- пользование в пожаротушении. Экологические проблемы применения ХАИ.
5
Возникновение горения по механизму самовозгорания.
Сущность процесса само- возгорания, факторы, на него влияющие
Элементы теории самовозгорания. Температура самона- гревания. Отличие самовозгорания от самовоспламене- ния и зажигания. Самовозгорание тепловое, химическое, микробиологическое. Причины, условия и предотвраще- ние теплового самовозгорания. Вещества, склонные к те- пловому самовозгоранию. Определение склонности ве- ществ к тепловому самовозгоранию: йодное число, дру- гие экспериментальные методы. Вещества, самовозго- рающиеся на воздухе, при контакте с водой и сильными окислителями. Совместное хранение веществ в зависи- мости от их свойств.

-
6
-
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи
с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п
Наименование обеспе- чиваемых (последую- щих) дисциплин
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изу- чения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1 2
3 4
5 1.
Теория горения и взрыва;
+
+
+
+
+
2.
Прогнозирование опасных факторов
Прогнозирование
ОФП;
+
+
+
+
+
3.
Пожарная безопас- ность технологиче- ских процессов;
+
+
+
+
+
4.
Организация и ве- дение аварийно- спасательных работ
Здания, сооруже- ния и их устойчи- вость при пожаре;
+
+
+
+
+
5.
Пожарная безопас- ность в строитель- стве;
+
+
+
+
+
6.
Автоматизирован- ные системы управления и связь;
+
+
+
+
+
7.
Пожарная тактика;
+
+
+
+
+
8.
Основы расследо- вания пожаров;
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п
Наименование раздела дисциплины
Лекц.
Практ. зан.
Лаб. зан.
СРС
Все-го час.
1.
Особенности распространения, трансформации и накопления за- грязняющих веществ в окружающей среде
4 8
4 2.
Защита биосферы от химических за- грязнений
4 8
4 3.
Общие сведения о горении
4 8
4 4.
Возникновение горения по меха- низму самовоспламенения и зажи-
4 8
4

-
7
-
гания.
5.
Возникновение горения по механиз- му самовозгорания. Сущность про- цесса самовозгорания, факторы, на него влияющие
2 4
2
6. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
№ п/п
№ раздела дисциплины
Наименование лабораторных работ
Трудо- емкость
(час)
1.
7. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
№ п/п
№ раздела дисциплины
Тематика практических занятий
Трудо- емкость
(час)
1.
3 1.
Составление брутто-уравнений химических реакций горения веществ в воздухе.
2.
Расчет объема воздуха, необходимого для горения индиви- дуальных веществ, газовых смесей, сложных смесей химических соединений.
3.
Расчет тепловых эффектов горения и объема продуктов горения.
2.
4
Определение температуры самовоспламенения, влияние темпера- туры и концентрации на скорость химических реакций.
3.
5
Определение склонности к самовозгоранию жиров и масел. Хи- мическое самовозгорание.
4.
1
Химические процессы в тропосфере. Соединения серы и азота.
8. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
И КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
-
9. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
9.1 Вопросы для подготовки к зачету
1. Основные загрязнители окружающей среды. Миграция антропогенных за- грязнений в природных средах.
2. Биогеохимические круговороты углерода, азота, кислорода, фосфора, серы.

-
8
-
3. Экологический мониторинг.
4. Уравнения реакции горения веществ в воздухе.
5. Испарение жидкостей. Насыщенный пар.
6. Рассчитать температуру вспышки изоамилового спирта С
5
Н
11
ОН, если его нижний температурный предел воспламенения равен 38С.
7. Диффузионное и кинетическое горение.
8. Температурные пределы воспламенения жидкости. Температура вспышки
9. Определить температуру вспышки смеси, состоящей из 90% турбинного масла
(tвсп = 184С) и 10% бензина (tвсп = 34С).
10. Современная теория окисления-восстановления.
11. Скорость выгорания жидкостей.
12. При какой температуре концентрация паров метилового спирта СН
4
О будет равна нижнему концентрационному пределу воспламенения? Общее давление паро-воздушной смеси 98658,5 Па.
13. Диффузионное пламя, его строение.
14. Прогрев жидкостей при горении. Вскипание. Выброс.
15. Рассчитать температурные пределы воспламенения бутилового спирта
С
4
Н
10
О, если область воспламенения его паров находится в пределах 1,7 –
12,0%.
16. Расход воздуха на горение.
17. Свойства, определяющие пожароопасность пылей.
18. Рассчитать время образования минимальной взрывоопасной концентрации па- ров этилового спирта С
2
Н
5
ОН в помещении объемом 100м
3
при температуре
293 К, если испарение протекает с поверхности 2м
2
со скоростью 8,1310
-
5
кг/м
2
с.
19. Продукты сгорания. Дым.
20. Теория горения аэровзвесей.
21. Определить стехиометрическую концентрацию ацетилена С
2
Н
2
в объемных процентах и в кг/м
3
при условии, что температура равна 20С, а давление –
99990 Па.
22. Теплота сгорания.

-
9
-
23. Пределы воспламенения аэровзвесей.
24. Рассчитать область воспламенения паров ацетона СН
3
СОСН
3
при температуре
60С
25. Температура горения.
26. Факторы, влияющие на взрывчатость аэровзвесей
27. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени бутана
С
4
Н
10
при нормальных условиях в объемных процентах и в кг/м
3 28. Классификация пожароопасных веществ.
29. Состав и свойства твердых горючих веществ.
30. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,4. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на
20С?
31. Пожар. Пожарная опасность. Показатели пожарной опасности веществ.
32. Горение древесины.
33. Газовая смесь состоит из водорода и кислорода. Реакция идет по уравнению:
2Н
2
+ О
2
= 2Н
2
О. Как изменится скорость реакции. Если увеличить давление в
3 раза?
34. Процесс горения. Условия, необходимые для возникновения горения.
35. Методы определения концентрационных пределов распространения пламени.
36. Напишите математическое выражение для скоростей, следующих реакций:
4Al + 3O2 = 2Al2O3, 2CO + O2 = 2CO2, C + O2 = CO2, S + O2 = SO2,CH4 +
2O2 = CO2 + 2H2O
37. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
38. Взрыв. Характерные особенности возникновения и развития.
39. Определить низшую теплоту сгорания этилена С2Н4 по формуле Менделеева
Д.И.
40. Превращение твёрдых горючих веществ при нагревании.
9.3 Тесты контроля качества усвоения дисциплины
Прилагаются