Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курс лекцій (ТГтаВиб ) - копия.doc
Скачиваний:
94
Добавлен:
27.02.2016
Размер:
21.59 Mб
Скачать

1) Вид горючої речовини:

чим більшу теплотворну здатність має горюча речовина, тим більше тепла виділяється в процесі горіння, а, отже, тим більшою буде температура горіння;

2) Склад горючої суміші:

якщо склад горючої суміші є стехіометричним, то в системі немає надлишку компоненту, який не приймає участі в хімічному перетворенні, отже тепло не витрачається на нагрів надлишкових речовин і температура горіння є максимальною. Якщо в системі є надлишок окисника або горючої речовини, то тепло, що виділяється в ході реакції, витрачається додатково на нагрів компонентів, які не беруть участі в протіканні хімічної реакції, а температура горіння зменшується.

3) Умови, в яких знаходиться горюча суміш:

чим більша початкова температура, тим більшою буде температура горіння; чим більший початковий тиск в горючій системі, тим менше відбувається процес дисоціації продуктів горіння, а, отже, більшою буде температура горіння. При збільшенні тепловтрат від системи в навколишнє середовище температура горіння буде зменшуватися.

Експериментально визначити температуру горіння більшості речовин досить складно, що обумовлено необхідністю проведення досліду при підвищених температурах, до того ж треба вимірювати температуру газу, який знаходиться в стані хімічного перетворення. Однак, теорія дозволяє з достатньою точністю розрахувати температуру горіння, виходячи з закону збереження енергії та на підставі хімічного складу речовини.

ЛЕКЦІЯ 4. ПОЛУМ'Я І ЙОГО РОЗПОВСЮДЖЕННЯ В ПРОСТОРІ. КОНЦЕНТРАЦІЙНІ МЕЖІ ПОШИРЕННЯ ПОЛУМ'Я

Питання для розгляду на лекції:

4.1. Визначення полум'я та структура полум'я

4.2.Концентраційні межі поширення полум'я

4.2.1. Поняття концентраційних меж поширення полум'я.

4.2 2.Метод визначення концентраційних меж поширення полум'я.

4.2.3 Чинники, що впливають на концентраційні межі.

4.2.4 Практичне значення концентраційних меж поширення полум'я

4.1. Визначення полум'я та структура полум'я

Полум'я виникає в результаті складної взаємодії хімічних і фізичних процесів.

У літературі немає загальноприйнятого визначення полум'я.

На наш погляд, з погляду фахівців охорони праці, найбільш підходе наступне визначення полум'я.

Полум'я – режим розповсюдження зони хімічного перетворення в просторі, що самоподдерживающийся, або полум'я можна охарактеризувати як певний об'єм газового простору, в якому протікають всі физико-хімічні процеси горіння.

Випромінювання полум'я визначається випромінюванням продуктів горіння в різному агрегатному стані. За цією ознакою все пламена можна розділити на дві групи:

  • сіре полум'я, в якому основними випромінювачами є продукти горіння, що конденсують;

  • спектральне полум'я, в якому основними випромінювачами є газоподібні продукти горіння.

Іноді при розгляді джерел випромінювання виділяють пламена по найбільшому випромінюванню в даній області спектру:

  • полум'я ІЧ-віпромінювання;

  • полум'я УФ-віпромінювання;

  • освітлювальне полум'я

  • кольорові полум'я.

Структура полум'я

Розглянемо дифузійне полум'я газового пальника, наприклад, пропана з повітрям.

Експериментами доведено, що в межах слабкого факела, що світиться, є яскраво обкреслений конус. Видима товщина стінки конуса – фронту полум'я, - складає 0,4 мм. В межах цієї відстані горюча суміш встигає нагрітися і прореагувати з виділенням тепло і випромінювання. Нормальна швидкість розповсюдження фронту полум'я пропана складає 40 см/с. Отже протягом часу реакції 10 -3 з паливо згорає до кінцевих продуктів СО2 і Н2О. На ділянці фронту полум'я

Рис..4.1. Ламінарне полум'я в пальнику Бунзена

стехіометричній суміші пропана з повітрям повітряній суміші площею 1 см2 згорає щомиті 40 см3 горючої суміші, тобто в об'ємі 0,4 см3 за цей час виділяється 210 Дж тепла. З розрахунку на 1 м3 тепловиділення складе .

Структура ламинарного полум'я в газовому пальнику показана на мал. 1.

Товщина фронту полум'я різноманітних газових сумішей в ламинарном режимі складає 0,5 – 10-3 див. Середній час повного перетворення палива в продукти горіння в цій вузькій зоні складає 10-3 –10-6 с.

Область полум'я, наступна за фронтом полум'я, називається зовнішнім конусом. Зона максимальних температур розташована на 5-10 мм конуса, що вище світиться, і для пропан-воздушной суміші складає порядка 1600 До.

Схема дифузійного полум'я газового пальника і зміна концентрацій горючих речовин, окислювача і продуктів горіння по перетину полум'я приведені на мал. 3.

Дифузійне полум'я виникає при горінні, коли процеси горіння і змішення протікають одночасно.

Головна відмінність дифузійного горіння від горіння заздалегідь перемешан-ных горючих сумішей полягає в тому, що швидкість хімічного перетворення при дифузійному горінні лімітується процесом змішення окислювача і пального, навіть якщо швидкість хімічної реакції дуже велика, интенсив-ность горіння обмежена умовами змішення.

Важливим наслідком цього уявлення є той факт, що у фронті полум'я знаходяться в стехіометричному співвідношенні. У яких співвідношеннях не знаходилися б ті, що подаються роздільно потоки окислювача і пального, фронт полум'я завжди встановлюється в такому положенні, щоб надходження реагентів відбувалося в стехіометричних співвідношеннях. Це підтверджено багатьма експериментами [14].

Власне окислювальні процеси протікають тільки у фронті полум'я. Рушійною силою дифузії кисню в зону горіння є різниця його концентрацій усередині полум'я (З = 0) і в навколишньому повітрі (початкова З = 21%). Із зменшенням цієї різниці швидкість дифузії кисню зменшується і при певних концентраціях кисню в навколишньому повітрі – нижче 14-16 %, горіння припиняється. Таке явище мимовільного загасання (самозатухания) спостерігається при процесах горіння в замкнутих об'ємах.

Р

а )

ис2. Схема диффузійного полум'я газового пальника (а) та зміна концентрації речовин по сечению полум'я (б)

Кожне полум'я займає в просторі певний об'єм, зовнішні межі якого можуть бути чітко або нечітко обмежені. При горінні газів форма і розміри полум'я, що утворюється, залежать від характеру початкової суміші, форми пальника і стабілізуючих пристроїв. Вплив складу горючого на форму полум'я визначається його впливом на швидкість горіння.

Висота полум'я є одній з основних характеристик розміру полум'я. Це особливо важливо при розгляді процесів горіння і гасіння газових фонтанів, горіння нафтопродуктів у відкритих резервуарах.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.