1. Стационарный подход.

Исследуется стационарный режим, то есть, определяется стационарное поле температур и скоростей реакций в сосуде. Из этого исследования определяют условие, при котором стационарное состояние невозможно. Условие теплового взрыва формулируется как отсутствие стационарных режимов.

Основным приближением стационарных теорий является модель реакций 0-го порядка. Это необходимое условие, поскольку учет выгорания обязательно приводит к изменению скорости химической реакции, и стационарный подход уже невозможен.

j(η)=(1-η)m, m=0

Для простых реакций это приближение вполне допустимо (следует из рассмотрения адиабатического режима). В течение всего процесса разогрев системы незначителен. В течение практически всего процесса температура остается маленькой, и только в конце процесса она растет.

За счет того, что η=Td∙θ и Td<<1, глубина превращения будет малой величиной на протяжении всего процесса, и только в самом конце будут иметь место конечные выгорания. Если проводится исследование режима выхода в бурные реакции, то пренебречь выгоранием допустимо. Если имеет место автокаталитическая реакция (или какая-либо другая) с изотермическим самоускорением, то за счет самоускорения выгорание может достигать конечных величин уже при небольших разогревах системы, и тогда приближении реакции 0-го порядка недопустимо.

Таким образом, стационарная теория применима только для простых реакций. Для автокаталитических реакций разработана квазистационарная теория теплового взрыва.

31. Дефлагра́ция — процесс дозвукового горения, при котором образуется быстро перемещающаяся зона (фронт) химических превращений. Передача энергии от зоны реакции в направлении движения фронта происходит за счет теплопередачи. Отличается от детонации, при которой зона превращений распространяется со сверхзвуковой скоростью и передача энергии происходит за счет ударного сжатия.

Дефлаграция происходит при горении газо-воздушных смесей, при горении смесей типа воздух — бензин, горении порохов или пиротехнических составов.

В некоторых взрывчатых веществах детонация может не развиваться или затухать, при этом может наблюдаться дефлаграция. Переходные процессы обычно называют переход горение — детонация (ПГД)

32. Температура самовоспламене́ния — наименьшая температура горючего вещества, при нагреве до которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических объёмных реакций, приводящее к возникновению пламенного горения и/или взрыва. Эта температура требуется для достижения энергии активации реакции горения. Из-за сложностей прямого измерения температуры самовоспламенения газов и паров, за неё принимают минимальную температуру стенки реакционного сосуда, при которой наблюдают самовоспламенение. Эта температура зависит от условий тепломассообмена как внутри реакционного сосуда, так и самого сосуда с окружающей средой, объёма смеси, а также каталитической активности стенки сосуда и ряда других параметров.

Показатель применяется для определения допустимой температуры нагревания горючих веществ, электрического и технологического оборудования, а также для установления группы взрывоопасной смеси. Для измерения температуры самовоспламенения жидкостей используют метод ASTM E 659.

33. Детона́ция (нормальная) — гидродинамический волновой процесс распространения по веществу зоны химической реакции со сверхзвуковой скоростью. Другое определение — сверхзвуковой комплекс, состоящий из ударной волны и экзотермической химической реакции за ней.

Механизм превращения энергии на фронте детонационной волны существенно отличается от механизма дефлаграции — волны медленного горения, сопровождающейся дозвуковыми течениями.

Принципиальная возможность явления детонации следует из того, что при прохождении через любое вещество фронта ударной волны оно нагревается. Если ударная волна достаточно сильна, то это нагревание может поджечь горючую смесь, что и приводит к детонации. Возникающая при этом поверхность нормального разрыва называется детонационной волной. Изменение термодинамических параметров среды при прохождении через фронт детонационной волны описывается детонационной адиабатой.

Чаще всего в обычной жизни детонация встречается в двигателях внутреннего сгорания, например автомобильных (см. Детонация моторных топлив). Двигатели внутреннего сгорания, реализующие цикл Отто, при детонации быстро разрушаются, так как рассчитаны на медленное горение горючей смеси. Быстрое детонационное сгорание резко повышает давление в камере сгорания, что приводит к быстрому выходу двигателя из строя. При сильной детонации — меньше чем за минуту. Топливо с более высоким октановым числом лучше противостоит детонации.

Явление детонации лежит в основе действия бризантных взрывчатых веществ, широко применяемых как в военном деле, так и в гражданской хозяйственной деятельности при производстве взрывных работ.

Ряд важных результатов в теории детонации принадлежит советскому физику-теоретику Якову Борисовичу Зельдовичу.