72. Физико-химические основы горения. Основные виды продуктов сгорания органического топлива.

Таким образом, горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, который сопровождается выделением тепла и излучением света

Условиями для возникновения и течения горения является наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания

Горючие вещества - твердые, жидкие, газо-или пылевидные вещества, способные гореть, то есть окисляться с выделением тепла и света

Окислителями в процессе горения могут быть кислород, хлор, бром и некоторые другие вещества, в том числе сложные: азотная кислота, бертолетова соль, калийная и натриевая селитры и другие вещества, которые при нагрев ванной или ударе могут разлагаться с выделением кислорода Однако обычно окислителем в процессах горения является кислород, содержащийся в воздухі.

Источники зажигания бывают открытые - пламя, искры, раскаленные объекты, световое излучение и т.д. - и скрытые - тепло химических реакций, адсорбции, микробиологических процессов, адиабатического сжал снення, удара, трения и и.

Горючее вещество и кислород является реагирующими веществами и вместе составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию горения При установившемся горении источником зажигания является зона реакции

Горючие системы могут быть гомогенными (однородными) и гетерогенными (неоднородными) К гомогенных (однородных) относятся системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом ( (например, смеси горючих газов, паров или пыли с воздухом).

В гетерогенных (неоднородных) относятся системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхность раздела (например, твердые горючие материалы или жидкости, содержащиеся в эт ветру, струи горючих газов и паров, поступающих в воздух и т.п.)

Как правило, все вещества горят в паровой или газовой фазе Местом выделения тепла в процессе горения является зона горения - тонкий светящийся слой газов, в который, с одной стороны, поступает топливо (горючее вещество)), а с другой - из воздуха через продукты горения диффундирует кислород Стехиометрическая смесь (т.е. смесь в соответствующем количественном соотношении между реагирующими веществами), которая образуется в зоне горения сгорает за долю секунды Поэтому концентрация кислорода и топлива в зоне горения равна нулю, а концентрация продуктов сгорания является максимальной Так что весь кислород в зоне горения вступает в реакцию, в зоне паров и газов горения отсутствует В этой зоне пары и газы, двигаясь вверх, постепенно нагреваются за счет диффундирующих нагретых продуктов сгорания и у зоны горения распадаются с образованием a томов, радикалов и новых, меньшего размера молекул В таком виде топливо в смеси с продуктами сгорания поступает в зону горения.

Детонация возникает при сгорании взрывчатой смеси в закрытой трубе При этом скорость распространения пламени по взрывной смеси достигает значения 20003000 м с Появление детонации объясняется образованием ударной волны и сжатой, нагретой, быстро реагирующей смеси движется перед ней Они вместе образуют детонационную волну, что приводит к ускорению распространения пламени и возникновения детонацийонаций

Дымление - беспламенное горение твердого вещества (материала) при сравнительно низких температурах (400 600 ° С), которое часто сопровождается выделением дыма

В результате совмещения горючего вещества с кислородом образуются продукты сгорания, состав и агрегатное состояние которых зависят от состава вещества, горящего и условий ее горения Дым, образующийся при горении нет, - это дисперсная система, состоящая из самых мелких твердых частиц (диаметром 10 в -4 степени ... 10 в -6 степени см), взвешенных в смеси продуктов сгорания с воздухом При горении органических ре ществ чаще дым - это углерод (сажа), который образуется в результате неполного сгорания В дыму могут также продукты разложения веществ, горящих и их частичного окисления (продукты неполного зг вспашка) К ним, кроме сажи, относятся оксид углерода, сероводород, хлористый водород, окислы азота, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты (в том числе синильная) и другие веществвини.

 Топливо по происхождению делят на: - природное топливо (уголь, торф, нефть, горючие сланцы, древесина и др.) - искусственное топливо (моторное топливо, генераторный газ, кокс, брикеты и др.).          По своему агрегатному состоянию его делят на твёрдое, жидкое и газообразное топливо, а по своему назначению при использовании – на энергетическое, технологическое и бытовое. Наиболее высокие требования предъявляются к энергетическому топливу, а минимальные требования – к бытовому.          Твёрдое топливо – древесно-растительная масса, торф, сланцы, бурый уголь, каменный уголь.          Жидкое топливо – продукты переработки нефти (мазут).          Газообразное топливо – природный газ; газ, образующийся при переработке нефти, а также биогаз.          Ядерное топливо – расщепляющиеся (радиоактивные) вещества (уран, плутоний).