Этот вид самовозгорания характерен для органических дисперсных и волокнистых материалов, внутри которых возможна жизнедеятельность микроорганизмов. Началь­ное самонагревание органического материала происходит за счет тепла, выделяемого микроорганизмами. Вызванное этим процессом повышение температуры обеспечивает ускорение экзотермической реакции, которая может закончиться возникновением тления (а затем и пламенного горе­ния) в самой нагретой части объема.

Причиной выделения тепла при хранении продуктов растительного происхождения (зерна, сена, семян масленичных культур) является по­глощение кислорода воздуха грибками и бактериями, которые присутст­вуют в этих материалах и интенсивно размножаются во влажной среде.

Повышение температуры, связанное с биологической активностью мик­роорганизмов, обусловлено разностью между скоростью вьщеления тепла и теплоотводом. Зафиксированы две стадии жизнедеятельности микроорганиз­мов, разделенные между собой некоторым промежутком времени. Первая ста­дия завершается при температуре 40-45°С. В процессе ее протекания выделе­ние тепла происходит за счет жизнедеятельности так называемых лизофиль-ных организмов (в основном грибков), которые погибают при температуре 45-50°С. Вторая стадия, завершающаяся при 75-85°С, характеризуется жизнедея-

67

Корольченко А. Я. Процессы горения и взрыва_________________________

Тельностью термофильных организмов (в основном бактерий). Обычно эти два типа микроорганизмов развиваются одновременно и являются ответственны­ми за процессы самонагревания растительных материалов. На процессы само­нагревания решающее влияние оказывают два фактора: размер популяции микроорганизмов и влагосодержание органического материала.

При температуре 85-88°С жизнедеятельность микроорганизмов прекра­щается; они погибают, а накопленное в системе тепло при определенных ус­ловиях может привести к дальнейшему развитию процесса самовозгорания.

Математическая модель процесса самонагревания насыпи Растительного материала. Насыпь растительного материала является дисперсной средой с низкими коэффициентами теплопроводности и температуропроводности. Поэтому при активизации микробиологиче­ских процессов в какой-либо части насыпи выделяемое тепло задержи­вается в ней и возникает очаг повышенной тепловой активности. Рас­пространение тепла в дисперсной насыпи осуществляется путем теп­лопередачи, в основном за счет теплопроводности. Для нахождения поля температур в растительном сырье требуется применение уравне­ний тепло — и влагопереноса, которые решаются совместно. Однако в рассматриваемом интервале температур (до 100 °С) перенос пара мал, и кажущаяся теплопроводность не зависит от влагосодержания. Мож­но принять также, что термические характеристики материала посто­янны и равны во всех направлениях в силу изотропности свойств дис­персной массы. Таким образом, нахождение поля температур в насыпи сводится к решению уравнения теплопроводности с постоянными ко­эффициентами с внутренним источником тепловыделения.

При всем многообразии форм очагов самонагревания можно выде­лить две основные: пластовый очаг в виде пласта толщины 2R И гнездовой очаг в виде шара радиуса R.