МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МАЙКОПСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет Технологический
Кафедра Физической химии и физики
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
______________
«_____»__________20___г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине ЕН. Р 01 Физико-химические основы развития и тушения пожаров
по специальности 280104 Пожарная безопасность
факультет экологический
МАЙКОП
Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО и учебного плана МГТУ по
специальности (направлению) 280104 «Пожарная безопасность»__________________
Составитель рабочей программы
ст. преподаватель _____________
(должность, ученое звание, степень) (подпись) (Ф. И.О.)
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры _физической химии и физики ____________________________________________________________________________
(наименование кафедры)
Заведующий кафедрой
«_ _»_ _20 г. _____________ _ _
(подпись) (Ф. И.О.)
Одобрено научно-методической комиссией факультета
(где осуществляется обучение) «___»_________20__ г.
Председатель
научно-методического
совета специальности _______________ _.
(где осуществляется обучение) (подпись) (Ф. И.О.)
Декан факультета
(где осуществляется обучение) ________________
«___»_________20__г. (подпись) (Ф. И.О.)
СОГЛАСОВАНО:
Начальник УМУ ______________
«___»_________20 __г. (подпись) (Ф. И.О.)
Зав. выпускающей кафедрой ______________
по специальности (подпись) (Ф. И.О.)
«___»_________20__г.
1. Цели и задачи учебной дисциплины, ее место в учебном процессе
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Рабочая программа дисциплины “Физико-химические основы развития и тушения пожаров” цикла ЕН. Р.01 общие математические и естественно-научные дисциплины ГОС ВПО составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом (ГОС ВПО) высшего профессионального образования по направлению 280104 «Пожарная безопасность» и определяет содержания и структуру дисциплины.
Цель дисциплины: изучение основных показателей пожаровзрыво-опасности веществ и материалов, их практической значимости, экспериментальных и расчетных методов их определения.
Задачи дисциплины: получение представления об основах возникновения и распространения горения, общих закономерностях развития пожаров и прекращения горения на пожарах, опасных факторах пожаров и механизмах их проявления, основных огнетушащих средствах и механизмах их действия.
1.2.Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
В результате изучения курса учащиеся должны
иметь представление:
· о роли общепрофессиональных знаний в профессиональной деятельности,
· об основах теории возникновения и распространения горения, общих закономерностях развития пожаров,
· об общих закономерностях процессов прекращения горения на пожарах,
· об опасных факторах пожара, механизмах их проявления,
· о пожарной опасности объектов, связанных с переработкой, получением и хранением различных горючих веществ и материалов,
· об основных подходах к снижению пожарной опасности горючих веществ и материалов;
знать:
· физико-химические основы процессов возникновения, распространения и прекращения горения жидкостей, газов, твердых горючих веществ и материалов, смесей веществ,
· основные показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов,
· основные огнетушащие средства, механизм их действия и способы применения;
уметь:
· производить расчеты, связанные с материальным и тепловым балансом при горении,
· рассчитывать и экспериментально определять основные показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов,
· выбирать эффективные огнетушащие средства;
иметь навыки:
· работы со справочной литературой;
· поиска, обработки и анализа информации для решения практических задач.
1.3. Связь с предшествующими дисциплинами
Для успешного изучения дисциплины «Физико-химические основы развития и тушения пожаров» студентам необходимо освоить: химию (строение вещества, важнейшие классы неорганических соединений, свойства элементов в соответствии с их положением в Периодической системе , теория растворов, важнейшие свойства органических соединений); физику, математику (в объеме высшей школы).
1.4. Связь с последующими дисциплинами
Знания, полученные в курсе «Физико-химические основы развития и тушения пожаров» будут использованы при изучении изучению пожарной безопасности технологических процессов, пожарной безопасности в строительстве, производственной и пожарной автоматики, пожарной техники, пожарной тактики.
2. Распределение часов учебных занятий по семестрам
Номер семестра | Учебные занятия | Форма итоговой аттестации (зачет, экзамен) | Кол-во часов в неделю | |||||||
Общий объем | Аудиторные | СРС | Лекции | Практические | Лабораторные | |||||
Всего | Лекции | Практические (семин.) | Лабораторные | |||||||
4 ОФО | 76 | 34 | 17 | 17 | 42 | зачет | 1 | 1 | ||
4 ЗФО | 76 | 8 | 4 | 4 | 68 | зачет |
3. Содержание дисциплины
3.1. Программа лекционного курса
№ п/п | Раздел, тема учебного курса, содержание лекции | Кол-во часов | |
ОФО | ЗФО | ||
4 семестр | |||
1. | Введение Краткий исторический обзор развития теории и практики физико-химических основ горения. | 1 | |
2. | Раздел 1 Виды и режимы горения Горение. Виды и режимы горения. Условия возникновения, развития и прекращения горения. | 1 | 1 |
3. | Раздел 2Физико-химические и тепло - массообменные процессы и явления, сопровождающие горение | 2 | 1 |
Тема 2.1 Физико-химические свойства газообразных веществ Атом. Молекула. Химический элемент. Простые, сложные газообразные вещества, смеси газообразных веществ. Углеводороды: предельные, непредельные. Химические формулы. Атомная и молекулярная масса. Моль вещества. Масса моля, объем моля газообразного вещества, моль. | |||
Тема 2.2 Физико-химические свойства жидких веществ Жидкие органические соединения: ароматические углеводороды, спирты, кислоты, альдегиды, кетоны, простые и сложные эфиры. Смеси горючих жидкостей. Мольная доля жидкости в смеси. Испарение жидкостей. Насыщенный, ненасыщенный пар. Давление насыщенных паров жидкости, давление паров смеси нерастворимых жидкостей, парциальное давление. | |||
Тема 2.3 Физико-химические свойства твердых веществ Состав и физические свойства твердых горючих веществ. | |||
Тема 2.4 Отношение вещества к нагреванию Условия возникновения, развития и прекращения горения. Явления, сопровождающие горение. Пламя, его строение, цвет, свечение. Температура и теплота горения. | |||
4. | Раздел 3 Материальный и тепловой баланс процесса горения | 2 | |
Тема 3.1 Химические уравнения процессов горения. Материальный баланс процессов горения Продукты горения, дым. Материальный баланс процессов горения. Расчет объема воздуха, необходимого для горения горючих веществ и материалов. Коэффициент избытка воздуха. Расчет объема и состава продуктов горения. | |||
Тема 3.2 Теплоты горения. Тепловой баланс процессов горения Температура и теплота горения. Методы их определения и расчет. Тепловой баланс процессов горения при изобарных условиях. Тепловой баланс процессов горения при изохорных условиях. Давление взрыва и температура взрыва, их практическое значение и методы определения. | |||
5. | Раздел 4 Возникновение горения по механизмам самовоспламенения и самовозгорания, вынужденного воспламенения | 1 | 1 |
Тема 4.1Самовоспламенение Сущность и природа процессов самовоспламенения. Теории самовоспламенения горючих веществ. Температура самовоспламенения. Методы определения и расчет. | |||
Тема 4.2 Самовозгорание Сущность процесса самовозгорания и его отличие от самовоспламенения. Причины, условия и меры предупреждения теплового, химического и микробиологического самовозгорания. | |||
Тема 4.3 Вынужденное воспламенение Сущность и природа процессов воспламенения Источники зажигания: понятие и виды. Теории воспламенения горючих веществ. Температуры воспламенения. Катализаторы, их классификация, механизм действия; использование ингибиторов в качестве огнетушащих средств. | |||
6. | Раздел 5 Распространение горения по газам, жидкостям, пылевоздушным смесям и твердым веществам и материалам горение простых и сложных горючих смесей | 2 | |
Тема 5.1 Распространение пламени в газовых смесях Образование взрывопожароопасных газовоздушных смесей в производственных условиях. Основы теории распространения горения газов. Основные показатели пожарной опасности для газовоздушных смесей. Стехиометрическая и безопасная концентрации горючего вещества. | |||
Тема 5.2 Процесс горения жидкостей. Скорость горения жидкостей Скорость испарения. Насыщенный, ненасыщенный пар. Концентрация насыщенного пара. Основные показатели пожарной опасности для жидкостей. Причины, условия и механизм вскипания и выброса горящих жидкостей. | |||
Тема 5.3 Процесс и скорость горения твердых веществ Основные показатели пожарной опасности для твердых веществ и материалов. Поведение твердых веществ при нагревании. Особенности горения древесины, пластмасс, синтетических волокон, каучука и метал лов. Пути снижения горючести твердых веществ и материалов. | |||
Тема 5.4 Распространение пламени в пылевоздушных смесях Образование взрывопожароопасных пылевоздушных смесей в производственных условиях. Классификация и свойства пылей. Основные показатели пожарной опасности для пылей. Меры предупреждения загораний и взрывов пылей и пылевоздушных смесей в производственных условиях. | |||
7. | Раздел 6 Пожарная опасность горючих веществ и материалов: показатели пожаровзрывоопасности и методы их определения | 2 | |
Тема 6.1 Газы и пары. Концентрационные пределы воспламенения газов (паров) и их смесей Концентрационные пределы распространения пламени, их зависимость от различных факторов, расчетные методы определения и их практическое значение. | |||
Тема 6.2 Жидкости. Температурные пределы воспламенения насыщенного пара в воздухе и смеси насыщенных паров. Основные показатели пожарной опасности для жидкостей. Температурные пределы воспламенения насыщенного пара в воздухе и смеси насыщенных паров. Расчетные методы их определения. | |||
Тема 6.3 Жидкости. Концентрационные пределы воспламенения смеси горючих жидкостей. Основные показатели пожарной опасности для жидкостей. Концентрационные пределы воспламенения смеси горючих жидкостей. Расчетные методы их определения. | |||
Тема 6.4 Жидкости. Температуры вспышки горючей жидкости и смеси горючих жидкостей Основные показатели пожарной опасности для жидкостей. Температуры вспышки горючей жидкости и смеси горючих жидкостей. Расчетные методы их определения. | |||
Тема 6.5 Аэровзвеси. Нижний предел воспламенения аэровзвесей жидких и твердых веществ Основные показатели пожарной опасности для аэровзвесей. Нижний предел воспламенения аэровзвесей жидких и твердых веществ. Расчетные методы их определения. | |||
8. | Раздел 7 Предотвращение и прекращение процессов горения: флегматизация горючих смесей и основы прекращения горения | 2 | |
Тема 7.1 Минимальная флегматизирующая концентрация Основные показатели пожарной опасности для аэровзвесей. Нижний предел воспламенения аэровзвесей жидких и твердых веществ. Расчетные методы их определения. | |||
Тема 7.2 Минимальное взрывоопасное содержание кислорода Предотвращение и прекращение процессов горения. Минимальное взрывоопасное содержание кислорода. Методы их определения. | |||
9. | Раздел 8 Способы предотвращения воспламенения веществ и материалов Оценка взрывопожарной и пожарной опасности веществ и материалов. ГОСТы 12.1.004, 12.1.010 и 12.1.044, регламентирующие взрывопожарную и пожарную опасность. Общая методика оценки взрывопожарной и пожарной опасности веществ и материалов. Область применения показателей взрывопожарной и пожарной опасности веществ и материалов. | 2 | |
10. | Раздел 9 Понятие о механизме прекращения горения с помощью огнетушащих веществ | 1 | 1 |
Тема 9.1 Тепловая теория прекращения горения. Способы прекращения горения Предельные параметры процессов горения. Температура потухания и пути ее достижения. Скорости тепловыделения и теплоотвода при горении. Способы уменьшения скорости тепловыделения: введение негорючих веществ, изоляция реагирующих веществ. Химическое торможение реакции горения. | |||
Тема 9.2Механизм действия огнетушащих веществ Классификация огнетушащих веществ по механизму их действия: разбавляющие, химически активные ингибиторы, изолирующие, охлаждающие. | |||
Тема 9.3Параметры процесса тушения Интенсивности подачи воды для прекращения горения. Критическая и оптимальная интенсивности подачи пены для прекращения горения». | |||
11. | Раздел 10 Виды огнетушащих веществ, их свойства, область применения | 1 | |
Тема 10.1 Химия огнетушащих веществ. Вода и водные растворы смачивателей. Противопожарные пены Вода и водные ратсворы смачивателей. Закономерности смачивания горючих материалов водой и водными растворами смачивателей. Смачивание пористых материалов. Закономерности растекания капель воды по поверхности углеводородов. Противопожарные пены. Механизм контактного разрушения пены углеводородами в процессе тушения пожара. | |||
Тема 10.2 Газовые огнетушащие составы. Огнетушащие порошковые составы Хладоны. Состав и свойства химически активных газовых средств пожаротушения. Химический состав огнетушащих порошков. Компоненты порошков. | |||
Всего по дисциплине: | 17 | 4 |
3.2. Практические (семинарские) занятия, их наименование, содержание и объем в часах для ОФО и ЗФО
№ | Наименование практических (семинарских) работ | Объём часов | |
ОФО | ЗФО | ||
1. | Тема 3.1 Химические уравнения процессов горения. Материальный баланс процессов горения. Практическое занятие «Материальный баланс процессов горения по объему. Расчет объемов кислорода и воздуха при горении» | 2 | 2 |
2. | Тема 3.2 Теплоты горения. Тепловой баланс процессов горения Практическое занятие «Тепловой баланс процессов горения при изохорных условиях. Расчет теплоты сгорания исходной смеси веществ» | 2 | |
3. | Тема 4.1 Самовоспламенение Практическое занятие «Температура самовоспламенения веществ. Расчет температуры самовоспламенения углеводородов и спиртов» | 1 | |
4. | Тема 6.1 Газы и пары. Концентрационные пределы воспламенения газов (паров) и их смесей Практическое занятие «Газы и пары. Расчет концентрационных пределов воспламенения газа (пара) в воздухе» | 2 | |
5. | Тема 6.2 Жидкости. Температурные пределы воспламенения насыщенного пара в воздухе и смеси насыщенных паров Практическое занятие «Жидкости. Расчет температурных пределов воспламенения насыщенного пара в воздухе» | 2 | |
6. | Тема 6.4 Жидкости. Температуры вспышки горючей жидкости и смеси горючих жидкостей Практическое занятие «Жидкости. Расчет температуры вспышки горючей жидкости. «Жидкости. Расчет температуры вспышки смеси горючих жидкостей» | 2 | |
7. | Тема 7.1 Минимальная флегматизирующая концентрация Практическое занятие «Предотвращение процессов горения. Расчет минимальной флегматизирующей концентрации» | 2 | |
8. | Тема 7.2 Минимальное взрывоопасное содержание кислорода Практическое занятие «Защитные средства в процессах тушения. Расчет поглощающей способности адсорбента» «Защитные средства в процессах тушения. Расчет поглощающей способности противогаза» | 2 | |
9. | Тема 9.3 Параметры процесса тушения Практическое занятие «Параметры процесса тушения. Расчет интенсивности подачи воды для прекращения горения» | 2 | 2 |
Итого: | 17 | 4 |
3.3. Содержание и объем самостоятельной работы студентов
Разделы и темы программы самостоятельного изучения | Перечень домашних заданий и других вопросов для самостоятельного изучения | Объём часов | |
ОФО | ЗФО | ||
Раздел 1 Виды и режимы горения | Конспектирование первоисточника и другой учебной литературы, написание реферата | 2 | 6 |
Раздел 2 Физико-химические и тепло- массообменные процессы и явления, сопровождающие горение Тема 2.1 Физико-химические свойства газообразных веществ Тема 2.2 Физико-химические свойства жидких веществ Тема 2.3 Физико-химические свойства твердых веществ Тема 2.4 Отношение вещества к нагреванию | Изучение учебного материала перенесённого с аудиторных занятий на самостоятельную проработку. Написание реферата. | 4 | 8 |
Раздел 3 Материальный и тепловой баланс процесса горения Тема 3.1 Химические уравнения процессов горения. Материальный баланс процессов горения Тема 3.2 Теплоты горения. Тепловой баланс процессов горения | Конспектирование первоисточника и другой учебной литературы. Изучение учебного материала перенесённого с аудиторных занятий на самостоятельную проработку. | 4 | 6 |
Раздел 4 Возникновение горения по механизмам самовоспламенения и самовозгорания, вынужденного воспламенения Тема 4.1Самовоспламенение Тема 4.2 Самовозгорание Тема 4.3 Вынужденное воспламенение | Написание реферата. Конспектирование первоисточника и другой учебной литературы. | 2 | 6 |
Раздел 5 Распространение горения по газам, жидкостям, пылевоздушным смесям и твердым веществам и материалам горение простых и сложных горючих смесей Тема 5.1 Распространение пламени в газовых смесях Тема 5.2 Процесс горения жидкостей. Скорость горения жидкостей Тема 5.3 Процесс и скорость горения твердых веществ Тема 5.4 Распространение пламени в пылевоздушных смесях | Конспектирование первоисточника и другой учебной литературы. Изучение учебного материала перенесённого с аудиторных занятий на самостоятельную проработку. | 6 | 8 |
Раздел 6 Пожарная опасность горючих веществ и материалов: показатели пожаровзрывоопасности и методы их определения Тема 6.1 Газы и пары. Концентрационные пределы воспламенения газов (паров) и их смесей Тема 6.2 Жидкости. Температурные пределы воспламенения насыщенного пара в воздухе и смеси насыщенных паров Тема 6.3 Жидкости. Концентрационные пределы воспламенения смеси горючих жидкостей. Тема 6.4 Жидкости. Температуры вспышки горючей жидкости и смеси горючих жидкостей Тема 6.5 Аэровзвеси. Нижний предел воспламенения аэровзвесей жидких и твердых веществ | Конспектирование первоисточника и другой учебной литературы. | 6 | 8 |
Раздел 7 Предотвращение и прекращение процессов горения: флегматизация горючих смесей и основы прекращения горения Тема 7.1 Минимальная флегматизирующая концентрация Тема 7.2 Минимальное взрывоопасное содержание кислорода | Конспектирование первоисточника и другой учебной литературы. Изучение учебного материала перенесённого с аудиторных занятий на самостоятельную проработку. | 4 | 6 |
Раздел 8 Способы предотвращения воспламенения веществ и материалов | Написание реферата. | 4 | 6 |
Раздел 9 Понятие о механизме прекращения горения с помощью огнетушащих веществ Тема 9.1 Тепловая теория прекращения горения. Способы прекращения горения Тема 9.2Механизм действия огнетушащих веществ Тема 9.3Параметры процесса тушения | Изучение учебного материала перенесённого с аудиторных занятий на самостоятельную проработку. | 6 | 8 |
Раздел 10 Виды огнетушащих веществ, их свойства, область применения Тема 10.1 Химия огнетушащих веществ. Вода и водные растворы смачивателей. Противопожарные пены Тема 10.2 Газовые огнетушащие составы. Огнетушащие порошковые составы | Изучение учебного материала перенесённого с аудиторных занятий на самостоятельную проработку. Написание реферата. | 4 | 6 |
Всего | 42 | 68 |
3.4. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах
Лабораторные занятия учебным планом не предусмотрены.
3.5. Курсовой проект (работа), его характеристика и трудоемкость, примерная тематика.
Курсовой проект (работа) учебным планом не предусмотрен.
3.6. Учебная практика по дисциплине, краткая характеристика.
Учебная практика учебным планом не предусмотрена.
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины:
Основная литература
1. Кукин, горения и взрыва : учеб. пособие для студентов вузов / , , . - М. : Юрайт, 20с.
2. Корольченко, горения и взрыва : [учебник] / . - М. : Пожнаука, 20с.
Дополнительная:
3. Справочник инженера пожарной охраны : учеб.-практ. пособие / [ и др.]. - М. : Инфра-Инженерия, 20с.
5. Примерный перечень вопросов для подготовки к зачету:
1. Горение. Виды и режимы горения.
2. Условия возникновения, развития и прекращения горения.
3. Физико-химические свойства газообразных веществ
4. Физико-химические свойства жидких веществ
5. Физико-химические свойства твердых веществ
6. Отношение вещества к нагреванию
7. Химические уравнения процессов горения. Материальный баланс процессов горения.
8. Теплоты горения. Тепловой баланс процессов горения
9. Возникновение горения по механизму самовоспламенение
10. Возникновение горения по механизму самовозгорание
11. Возникновение горения по механизму вынужденное воспламенение
12. Распространение пламени в газовых смесях
13. Процесс горения жидкостей. Скорость горения жидкостей
14. Процесс и скорость горения твердых веществ
15. Распространение пламени в пылевоздушных смесях
16. Газы и пары. Концентрационные пределы воспламенения газов (паров) и их смесей
17. Жидкости. Температурные пределы воспламенения насыщенного пара в воздухе и смеси насыщенных паров
18. Жидкости. Концентрационные пределы воспламенения смеси горючих жидкостей.
19. Жидкости. Температуры вспышки горючей жидкости и смеси горючих жидкостей
20. Аэровзвеси. Нижний предел воспламенения аэровзвесей жидких и твердых веществ
21. Минимальная флегматизирующая концентрация
22. Минимальное взрывоопасное содержание кислорода
23. Тепловая теория прекращения горения. Способы прекращения горения
24. Механизм действия огнетушащих веществ
25. Параметры процесса тушения
26. Химия огнетушащих веществ.
27. Вода и водные растворы смачивателей.
28. Противопожарные пены
29. Газовые огнетушащие составы.
30. Огнетушащие порошковые составы
Дополнения и изменения в рабочей программе
за __________/ _______ учебный год
В рабочую программу __________________________________________
(наименование дисциплины)
для специальности (тей) _________________________________________
(номер специальности)
Вносятся следующие дополнения и изменения:
Дополнения и изменения внес ____________________________________
(должность, Ф. И.О., подпись)
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры
______________________________________________________________
(наименование кафедры)
«___» _____________ 200__ .
Заведующий кафедрой _____________ ____________
(подпись) (Ф. И.О.)
