- •Содержание
- •Общие сведения о процессах горения
- •1.1. Основные понятия физики горения и взрыва
- •1.2. История развития знаний о горении
- •Основные области применения горения
- •Горение и окисление
- •1.5. Условия, необходимые для горения
- •Продукты горения
- •Углекислый газ
- •Оксид углерода
- •Сернистый газ
- •2. Воспламенение
- •2.1. Основные понятия химической кинетики
- •2.2. Тепловая теория самовоспламенения
- •2.3. Область самовоспламенения
- •2.4. Период индукции
- •2.5. Температура самовоспламенения газов и жидкостей
- •2.6. Температура самовоспламенения твердых тел
- •2.7. Математическая теория теплового взрыва
- •Адиабатический тепловой взрыв
- •Тепловой взрыв в неадиабатических условиях
- •3. Распространение пламени в газовых смесях
- •3.1. Скорость распространения пламени
- •Метод определения скорости распространения пламени с использованием мыльного пузыря
- •Метод определения скорости распространения пламени в трубке
- •3.3. Физика процесса распространения пламени
- •3.4. Влияние диаметра трубки на скорость распространения пламени
- •3.5. Детонация в газовых смесях
- •Возникновение ударной волны
- •Возникновение детонации
- •4. Материальный баланс процессов горения
- •4.1. Состав атмосферного воздуха
- •4.2. Составление уравнения горения
- •4.3. Расчет количества воздуха, необходимого для горения
- •Горючее вещество – определенное химическое соединение
- •Горючее вещество – смесь газов
- •Горючее вещество – смесь сложных химических соединений
- •4.4. Расчет количества и состава продуктов горения
- •Горючее вещество – определенное химическое соединение
- •Горючее вещество – смесь газов
- •Горючее вещество – смесь сложных химических соединений
- •5.Тепловой баланс горения
- •5.1. Теплота горения
- •Связь между теплотой горения и теплотворной способностью топлива
- •Формула Менделеева
- •Теоретическая температура горения
- •Расчет теоретической температуры горения
- •6. Взрывчатые вещества
- •6.1. Классификация взрывов
- •6.2. Характеристики взрывчатых веществ
- •6.3. Классификация взрывчатых веществ
- •Инициирующие взрывчатые вещества
- •Бризантные взрывчатые вещества
- •Пиротехнические составы
- •6.4. Обращение с взрывчатыми веществами
- •7. Воздействие взрыва на окружающую среду
- •7.1. Оценка фугасности взрывчатого вещества
- •Расчетные методы оценки фугасности взрывчатого вещества
- •Экспериментальные методы оценки фугасности взрывчатого вещества
- •Метод свинцовой бомбы
- •Метод эквивалентных зарядов
- •Метод баллистического маятника
- •М етод баллистической мортиры
- •Параметры ударных волн
- •7.2. Оценка бризантности взрывчатого вещества
- •Теоретическая оценка бризантности
- •Экспериментальное определение бризантности взрывчатого вещества
- •7.3. Расчет характеристик взрыва
- •8.Взрывы газовых смесей
- •8.1. Взрывчатые смеси
- •8.2. Концентрационные пределы взрыва
- •8.3. Экспериментальное определение концентрационных пределов взрыва
- •8.4. Расчетное определение концентрационных пределов взрыва
- •8.5. Расчет температуры и давления взрыва
- •9. Горение и взрыв пылевых смесей
- •9.1. Химическая активность пыли
- •9.2. Температура самовоспламенения пыли
- •9.3. Распространение горения в пылевых смесях
- •9.4. Пределы взрыва
- •9.5. Давление при взрыве пыли
- •9.6. Факторы, влияющие на взрыв пыли
- •Источник воспламенения
- •Влажность пыли и воздуха
- •Дисперсность пыли
- •Температура пылевоздушной смеси
- •10. Ядерные взрывы
- •10.1. Ядерные боеприпасы Виды ядерных зарядов
- •Конструкция и способы доставки ядерных боеприпасов
- •Мощность ядерных боеприпасов
- •Виды ядерных взрывов
- •10.2. Поражающие факторы ядерного взрыва
- •Литература
2.6. Температура самовоспламенения твердых тел
Для большинства твердых тел температура самовоспламенения Т* ниже, чем у жидкостей и газов. Для твердых тел, способных при нагревании плавиться и испаряться (фосфор, сера, стеарин, канифоль и т.д.) Т* зависит от тех же факторов, что и для жидкостей и газов. Некоторые твердые вещества при нагревании не плавятся, а разлагаются с выделением газообразных продуктов (торф, дерево, уголь, сено, солома, хлопок, целлюлоза). Для таких топлив величина Т* тем ниже, чем больше выделяется летучих продуктов при их нагревании. Эта зависимость приведена в табл. 2.8.
Величина Т* для твердых тел зависит также от степени их измельчения. Чем больше измельчено твердое вещество, тем ниже его температура самовоспламенения. Это показано в табл. 2.9 для серного колчедана.
Многие металлы, которые в компактном состоянии не горят, способны самовоспламенятся, и гореть в порошкообразном виде. В табл. 2.10 приведены значения Т* порошков некоторых металлов на открытом воздухе.
Таблица 2.8
Зависимость температуры самовоспламенения
твердых углеводородов от их состава и количества летучих фракций
Топливо |
Состав, % |
Летучие фракции, % |
Т*, 0С |
|||
С |
Н |
О |
N |
|||
Древесина |
50.8 |
6.2 |
42.0 |
1.0 |
86.0 |
250÷350 |
Торф |
58.9 |
6.0 |
33.1 |
2.0 |
70.0 |
225÷280 |
Бурый уголь |
71.7 |
5.4 |
21.6 |
1.3 |
46.7 |
250÷450 |
Каменный уголь |
81.1 |
5.7 |
11.4 |
1.8 |
45.5 |
400÷500 |
Древесный уголь |
91.0 |
2.0 |
7.0 |
- |
11.0 |
350 |
Кокс |
97.4 |
0.7 |
0.5 |
1.4 |
4.0 |
700 |
Таблица 2.9
Зависимость температуры самовоспламенения
от диаметра частиц серного колчедана
D, мм |
0.15÷0.20 |
0.1÷0.15 |
0.08÷0.1 |
0.06÷0.08 |
Т*, 0С |
406 |
401 |
400 |
340 |
Таблица 2.10
Температура самовоспламенения
некоторых порошков
Металл |
Zn |
Fe |
Mg |
Ca |
Al |
Si |
Т*, 0С |
450 |
500 |
550 |
600 |
800 |
900 |
Особый интерес представляют закономерности воспламенения для взрывчатых веществ, пиротехнических составов и твердых ракетных топлив.
В настоящее время в ряде лабораторий и исследовательских центров как в России, так и за рубежом, проводятся масштабные экспериментально-теоретические исследования процессов воспламенения и горения данных перспективных высокоэнергетических материалов.