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

2. За способом утворення горючої суміші.

У процесі горіння, також, як і в інших хімічних процесах, обов'язковими є два етапи: створення молекулярного контакту між реагентами і сама взаємодія молекул з утворенням продуктів реакції. Швидкість перетворення вихідних продуктів в кінцеві залежить від швидкості змішування реагентів шляхом молекулярної і турбулентної дифузії і від швидкості хімічної реакцій.

ωгор = ω фіз + ω .

Повний час згоряння хімічно неоднорідної системи складається з часу, необхідного для виникнення фізичного контакту між горючою речовиною та киснем повітря, τфіз і часу самої хімічної реакції τ:

τгор = τфіз + τ.

У граничному випадку характеристики горіння можуть визначатися тільки швидкістю хімічного перетворення, тобто кінетичними константами і чинниками, що впливають на них, або тільки швидкістю дифузії і чинниками, що впливають на неї. Отже, залежно від умов сумішоутворення компонентів і від співвідношення швидкості хімічної реакції горіння та швидкості сумішоутворення розрізняють два характерних режими горіння: кінетичний і дифузійний. Визначальним у цьому випадку є питання про те, яка з цих стадій є лімітуючою в сумарній швидкості процесу горіння: швидкість сумішоутворення чи швидкість хімічного перетворення компонентів суміші в продукти горіння.

На пожежі в основному зустрічається горіння заздалегідь не змішаних газів. Горюча суміш утворюється в самій зоні горіння. Компоненти реакції поступають в зону взаємодії з різних середовищ, кожне з яких містить тільки один з реагуючих компонентів. При цьому взаємодія можлива тільки внаслідок перенесення реагуючих компонентів за рахунок дифузії через кордон розділу обох середовищ.

Час дифузії кисню до горючої речовини, як фізичного процесу, незрівнянно більший часу, необхідного для протікання хімічної реакції. У цьому випадку

τдиф > > τx

τгор» τ диф .

Коли швидкість перенесення речовини менше швидкості реакції, то швидкість горіння визначається лише швидкістю масообміну (швидкістю дифузії кисню до горючої речовини):

ω гор » ω ф

ωф = γφок

де φок - концентрація окислювача у об‘ємі;

γ- коефіцієнт масовіддачі.

У цьому випадку прийнято говорити, що реакція горіння протікає в дифузійній області, а само горіння називається дифузійним.

При горінні горючого газу, який витікає в атмосферу повітря, кисень дифундує через шари продуктів горіння, поступає до зони горіння, де вступає в хімічну реакцію з горючою речовиною. Внаслідок дифузії окислювача з навколишнього середовища концентрація пального на деякій відстані від зрізу знизиться з 100% до певного співвідношення, при якому можливо протікання хімічної реакції. Через великий надлишок горючої речовини в цій області утворяться продукти неповного згоряння, а вуглець, що утворився в цій області, зумовлює яскраво-жовте свічення дифузійного полум'я. При цьому на межі розділу один з реагуючих компонентів, якого недостатньо (за стехіометричним співвідношенням), витрачається практично повністю.

Якщо вже є готова суміш, що складається з горючого газу і окислювача, то сумарна швидкість процесу горіння залежить в основному від швидкості протікання хімічної реакції між горючою речовиною і окислювачем, і, отже горіння класифікується як кінетичне.

ωгор » ω хім.р.

Повний час згоряння хімічно однорідної системи приблизно дорівнює часу, що витрачається на протікання самої хімічної реакції.

τгор » τ хім.р

Кінетичне горіння найбільш часто протікає на початковій стадії пожежі.

Якщо згоряння такої газоповітряної суміші відбувається у замкненому або обмеженому просторі, воно сприймається як вибух, бо енергія, що виділяється при згорянні суміші, не встигає відводитися за межі даного об‘єму, тиск зростає і призводить до руйнування конструкцій. Горіння таких сумішей відбувається миттєво внаслідок великої швидкості хімічних реакцій при високій температурі.

Режим горіння залежить також від інтенсивності змішування, ступеня рівномірності та пропорцій змішування компонентів горючої суміші. Наприклад, при аварійному фонтануванні газу з свердловини під великим тиском сумішоутворення буде настільки інтенсивним і рівномірним перед факелом, що горіння буде майже повністю кінетичним. При наявності в горючому газі конденсату воно буде дифузійно- кінетичним, а при сталому горінні фонтануючої нафти режим горіння буде дифузійним.

При дифузійно- кінетичному горінні (проміжна область) швидкість хімічної реакції та швидкість дифузії кисню порівнянні, а на швидкість горіння впливають як хімічні так і фізичні чинники.

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

Оставленные комментарии видны всем.