31.Физико-химические основы процесса горения. Принцип Ле-Шателье.

Физико-химические основы процесса горения. В основе процесса горения лежат химические реакции го­рючего с окислителем. Принципиальной особенностью всех реакций горения является их обратимость; ни одна из этих реакций не идет до конца, а лишь до состояния химического равновесия, при котором имеют место все компоненты реакции. Состояние химического равновесия зависит от температуры, давления и соотношения концен­траций реагирующих веществ.

Направление изменения равновесия реакций под дей­ствием внешних факторов определяется принципом Ле-Шателье, согласно которому: если на систему, находящу­юся в химическом равновесии, воздействовать извне, то в ней возникнут самопроизвольные процессы, стремящиеся ослабить это воздействие. Применительно к реакциям горения такими возможными факторами, влияющими на химическое равновесие реакций, являются: тепловыделе­ние, сопровождающееся повышением температуры; воз­можное изменение давления и изменение концентрации какого-либо компонента реакции.

32.Реакция горения- первичные, вторичные. Особенности реакции горения.

34.Цепноц механизм реакции горения. Схема развития цепной реакции.

Важной отличительной особенностью реакций горения является цепной механизм их протекания, характеризу­ющийся тем, что реакция протекает не непосредственно между молекулами исходных веществ, а через промежу­точные стадии, что позволяет обойти большой энергети­ческий барьер, который потребовалось бы преодолеть Для осуществления прямой реакции между исходными компонентами. Основы теории цепных реакций были Разработаны Н. Н. Семеновым. В цепных реакциях раз­личают: зарождение цепей — образование активного продукта, разветвление цепей — увеличение концентрации активного продукта в результате реакций с исходным ве­ществом, обрыв цепей — процесс, при котором молекула активного продукта уничтожается. Реакция, при которой концентрация активного промежуточного продукта оста­ется постоянной и равной равновесному его значению, называется неразеетвленной цепной реакцией. Если в процессе реакции происходит увеличение активного про­межуточного продукта, то суммарная скорость реакции непрерывно возрастает и наступает ее нестационарное протекание. Такая реакция называется разветвленной цепной реакцией. Характерным примером разветвленной реакции является окисление водорода

2Н₂ + 0₂->-2Н₂0.

36.Гомогенное и гетерогенное горение, ламинарное и турбулентное горение.

В зависимости от фазового состояния реагирующих веществ при горении (твердое, жидкое, газообразное) химические реакции делят на: гомогенные, протекающие в объеме между компонентами, находящимися в одной, как правило, газообразной фазе, и гетерогенные, проте­кающие на поверхности раздела фаз — твердой, жидкой и газообразной. В соответствии с этими названиями ре­акций горение топлив также условно делят на гомоген­ное и гетерогенное горение. Примерами гомогенного го­рения являются: горение хорошо перемешанных газооб­разных компонентов, горение быстро испаряющихся жидких топлив в случае, когда перемешивание образовав­шихся паров топлива с окислителем предшествует про­цессу горения. Примерами гетерогенного горения на по­верхности раздела фаз могут служить: горение твердых топлив, горение капель тяжелых жидких топлив в слу­чае, если фронт горения устанавливается на границе раз­дела паров топлива и окислителя, и др. При горении топлива в потоке газообразного окисления независимо от характе­ра реакций (гомогенной или гетерогенной) возможна ор­ганизация протекания процесса в ламинарном и турбу­лентном потоке, что существенно сказывается на законо­мерностях развития процесса. В связи с этим процесс горения подразделяют на ламинарное горение (т. е. го­рение в ламинарном потоке окислителя) и турбулентное горение (горение в турбулентном потоке окислителя).