23.Горение жидких веществ и его особенности.
Характерной особенностью сжигания жидкости явл-ся то, что t самовоспламенения м.б. заметно выше t кипения. При испарении жидких частиц образуется тонкая паровая плёнка. Если t этой плёнки становится равной темп-ре самовоспламенения, то жидкость сгорает. Сам процесс горения носит гомогенный характер. Однако при этом ск-ть гор-я существенным образом зависит от ск-ти парообразования. Минимальная t жидкости, при которой пары этой жидкости воспламеняются от постороннего источника зажигания открытого пламени, а сама горючая жид-ть не горит, называется t вспышки (опр-ся в основном родом жид-ти).
Для измерения t вспышки исп-ся прибор с закрытым тиглем (Мартенс- Пенского).
t самовоспламенения – min t жид-ти, при которой смесь паров жид-ти и окислителя воспламеняется и возгорает без внешнего теплового воздействия.
Процесс горения жидкой частицы:
1 слой – жидкость
2 слой – паровой слой
3 слой – область догорания, диффузии продуктов сгорания и окислителя
При попадании холодной жидкой частицы в поток нагретого окислителя, происходит её нагрев до t кипения = t насыщения. Если t потока = или > t самовоспламенения, то происходит горение паровой плёнки. Возникновение горения приводит к увеличению температурного уровня в системе и повышению скорости реакции.
Ск-ть реакции горения будет зависить от ск-ти испарения:
24. Горение твёрдых веществ и его особенности.
Горение твёрдых горючих веществ является гетерогенным. Геторогенным наз-ся гор-е в горючих системах с различными физико-химическими свойствами (газ + жидкое, газ + твёрдое). Сам процесс горения явл-ся более сложным, чем горение жидкостей.
Стадии горения:1. нагрев2. испарение влаги3. выход летучих в-в и образование кокса4. выгорание летучих и предварительная газификация кокса5. горение коксового остатка ( при этом выд-ся до 90-95% теплоты)
В реальных условиях все стадии могут протекать почти одновременно. Процессы горения могут протекать как на поверхности частиц, так и внутри микропор, микротрещин.
Ск-ть гор-я зависит от кинетических факторов (конц-я, давление) и диффузионных свойств системы (ск-тью диффузии О2, ск-ю отвода продуктов сгорания). Ск-ть гор-я также зависит от величины поверхности раздела фаз.
При попадании твёрдой частицы в высоконагретый поток окислителя, частица нагревается и при t=700…850 град. начинается выделение летучих и сгорание, t частицы повышается,
ск-ть горения увелич-ся.
Ск-ть
гор-я опр-ся ск-ю диффузии О2
на
поверхности частицы. При установившемся
режиме:
Д – коэф. диффузии
n – нормаль к поверхности частицы
25. Дефлаграционный взрыв. Наиболее часто случающиеся взрывы - это дефлаграционные взрывы, происходящие внутри помещений. Они отличаются многообразием проявлений, поскольку различны планировки жилых, служебных и производственных помещений.
Для дефлаграционного взрыва необходимо наличие горючего газа или пара и воздуха, перемешанных в такой пропорции, чтобы эта смесь находилась между нижней и верхней концентрационными пределами взрываемости (НПВ и ВПВ). Наиболее оптимальной для взрыва является стехиометрическая смесь, в которой горючей компоненты и воздуха ровно столько, сколько необходимо для полного сгорания.
Дефлорация- распространение волны горения посредством процессов теплопроводности и диффузии.
Детонация- взрыв с постоянной макс. скоростью распространения взры-в веществ.
По механизму:
Тепловой взрыв, происходит когда нар-ся равновесие м-ду тепловыделением при термической реакции и теплоотводом в окруж.среду. Скорость выделен. тепла при хим. р-ии экспонициально растет. Потери тепла вследствие теплообмена линейно растет от t.
Цепной взрыв м-т иметь место для цепной разветвленной р-ции. Число актив. центров р-ции зависит от скорости зарожден. центра, скорости разветвления и обрыва цепи.(ядерный, атомный взрыв).
По инициации взрыва:
Инициированные теплом.
Инициированные ударом.
Детонация- процесс хим превращения взрыв. в-ва сопровож-ся освобождением энергии и распространяющимся по в-ву со сверх звуковой скоростью в виде волны от одного слоя к другому. Благодаря резкому повышению t-ры и давления за фронтом ударной хим превращение происходит в очень тонком слое непосредственно прилегающем к фронту волны.
Энергия освождаемая в зоне хим. р-ции непрерывно поддерживает высокое давление в ударной волне, т.о. детонация представляет собой самоподдерживающийся процесс.