15) Теории горения.

Воспламенение м/осуществить нагревом всей системы до такой температуры, при которой происходит во всем объеме одновременно самовоспламенение. Его называют тепловым самовоспламенением. При этом нагрев м/происходить за счет внешних источников тепла и за счет тепла экзотермических реакций, протекающих в самой смеси.

Часть тепла, выделяющаяся в процессе реакции, идет на нагрев горючей смеси, а часть через стенки сосуда отводится в ОС – теплоотвод.

Скорость тепловыделения с повышением температуры следует экспоненциальному закону, а скорость отвода тепла во внешнюю среду – линейному. Т.о. соотношение скоростей подвода и отвода тепла будет определять изменение температуры смеси.

Воспламенение м/осуществить созданием условий, при которых в горючей смеси образуются активные центры, дающие начало цепным реакциям. В какой-то момент реакция охватывает весь объем и происходит воспламенение, которое наз-ся цепным.

Для большого количества реакций воспламенение наступает в результате цепного процесса, когда в горючей смеси накапливается достаточное количество активных центров. Температура горючей смеси, при которой число возникающих цепей реакции равно их количеству обрыва называется температурой цепного самовоспламенения. При температуре, ниже температуры самовоспламенения обрыв цепей преобладает над их развитием. Саморазгон в реакции при таких условия невозможен. При температуре, больше температуры воспламенения, скорость разветвления цепей (образования активных центров), превышает скорость обрыва цепей. Реакция в таких условиях быстро ускоряется и заканчивается самовоспламенением.

Диффузионная теория горения.

Диффузионные пламена наблюдаются при горении неперемешанных смесей (газовых). Также наблюдаются при горении металлов, жидких и твердых органических веществ, элементоорганических веществ в окружающей окислительной среде.

Характеристики диффузионного пламени:

• Форма

• Размер пламени

16 Условия возникновения и развития процессов горения.

Продолжительность и интенсивность горения зависит в первую очередь от обеспечения кислородом: 21% кислорода (именно столько его в воздухе) достаточно для горения большинства горючих веществ, при 14-15% кислорода в воздухе горение прекращается. Продолжительность и интенсивность горения также зависят от количества и состояния горю­чего материала. Все горючие вещества и материалы имеют свою температуру воспламенения. Температура воспламенения для большинства твердых материалов - 300°С. Температура пламени при горении спички -750-850°С, в горящей сигарете - 700-800°С. Горящая спичка и тлеющая сигарета способны воспламенить многие горючие вещества и материалы.

Многим твердым веществам и материалам присуще самовозгорание, как совокупность тепловой, химической и микробиологической реакции. Температура самовозгорания торфа и бурого угля - 50-60 С, линолеума - 80°С, хлопка - 120°С (это тепловое самовозгорание под дей­ствием постоянного источника нагревания).

17) Взрывы. Типы, классификация, энергия, мощность, форма ударной волны, длительность импульса.

Взрывом называют очень быстрое проявление механической работы, вызываемое внезапным расширением сильносжатых газов или паров.

Причины возникновения внезапного расширения газов или паров м. б. :

1. Внезапное изменение физического состояния системы. Физический взрыв.

2. Быстрая экзотермическая ХР, протекающая с образованием сильно сжатых газообразных или парообразных продуктов. Химический взрыв. Химическую реакцию, способную сопровождаться взрывом, называют химическим взрывом.

3. Быстропротекающие ядерные или термоядерные реакции (реакции деления или соединения атомных ядер), при которых освобождается очень большое количество теплоты. Атомные взрывы.

Все взрывы протекают в 2 стадии:

1. превращение вещества в энергию сильно сжатых газов.

2. Мгновенное расширение сильно сжатых газов или паров.

Формы взрыва:

• Гомогенный взрыв, имеет место тогда, когда при одновременном и равномерном нагреве всей массы взрывчатого вещества и по достижении определенной температура, которая называется температурой самовоспламенения или взрыва возникает взрывное превращение одновременно во всей массе вещества.

• Самораспространяющийся взрыв имеет место тогда, когда возникшие в каком-либо участке зарядов взрывчатого в-ва взрывное превращение распространяется по самому веществу.

Горение ВВ может стать неустойчивым, при этом скорость его увеличивается и начиная с некоторого её значения изменяется режим взрывного превращения, т.е. возникает ударная волна.

Классификация взрывчатых веществ (ВВ):

1. инициирующие ВВ-первичные ВВ, для возбуждения детонации (2) и воспламенения (3). Они легко взрываются от простых видов внешнего воздействия пламени, удара, накола, трения. Важнейшими представителями явл гремучая ртуть Hg(OCN)₂, азиды свинца Pb(N₃)₂, органические соли свинца.

бризантные ВВ-дробящие вторичные ВВ, вид взрывного превращения – детонация. Они способны гореть, но при некоторых условиях горение может стать неустойчивым и перейти во взрыв или детонацию. Простымивидами внешнего воздействия, указанными для инициирующих веществ, нельзя вызвать детонацию бриз вещ-в. Поэтому бризантные вещ-ва наз вторичными. По своей природе, составу бриз вещ-ва м разделить на след классы:

- азотнокислые эфиры или нитраты спиртов – нитроцеллюлоза (С₆ Н₅ О)_х(NO₂)_n, нитрогликоль, глицерин.

- Тротил, тринитроксилол, гексаген

- Взрывные смеси с окислителями – аммиачно-селитренные ВВ,хлоратные или перхлоратные ВВ, взрывчатые смеси на основе жидких окислителей, пиротехнические составы.

2. метательные ВВ (пороха), вид взрывного превращения – горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях, развивающихся в условияхвыстрела.

Для возбуждения горениянеобходимо действие пламени. По физ-ко-химич-ой структуре метательные ВВ можно разделить на - нитроцеллюлозные пороха и твердые ракетные топлива. нитроцеллюлозные пороха и ракетное топливо.

Виды начального импульса. Начальный импульс – внешнее воздействие, которое необходимо сообщить, чтобы произошел взрыв.

Тепловая энергия – нагрев, луч пламени

Механоэнергия – трение, удар, накол.

Энергия взрыва некоторого заряда ВВ, т.е. взрывной начальный импульс.

Энергия активации - минимальное количество энергии, которое нужно сообщить молекулам, чтобы могла возникнуть реакция м/у ними.

Ударная волна, возникшая при детонации, существенно отлич по свойствам от звуковой. Характерной особенностью уд волны явл-ся движущий поток среды, направленный в сторону движения волны. Воз-ие преобразования уд волны уплотнения среды получаются за счет перемещения частиц газов и слоев, лежащих непосредственно за зоной сжатия. Поэтому здесь образ-ся зона разряжения, в котрой давление меньше начального.

Схема распределения уд волны, вызванной взрывом в воздухе.

Основным параметром уд волны будут величины: скорость распространения уд волны, скорость движения потока среды, плотность и температура среды.