Теория горения и взрыва

1. Определение понятия «горение», «горючая система». Факторы процесса горения.

2. Разновидности горения и их характеристики. Полное и не полное горение. Гомогенное и гетерогенное горение.

3. Пламенное горение. Виды горения по скорости распространения пламени: дефлаграционное, взрывное и детонационное.

4. Классификация горючих в-в.

5. Самовоспламенение в горючей системе.

6. Принудител-е воспламенение в горюч. сист. (воспламенение зажиганием, накаленной поверх-тью, искровое зажигание).

7. Горение газов (кинетич., диффузионное).

8. Горение жидк-й (горение капли, гор. жидк-ти со свободной поверх-тью).

9. Гор. тв. в-в (пиролиз и выгорание полимеров).

10. Кинетич. и диффузионное горение.

11. Стехиометрия процесса горения. Стехиометрич-е уравнениея реакций горения С, Н₂,S)

12. Тепловой баланс процесса горения. Высшая и низшая теплота сгорания. Удельная т.с.

13. Определение понятия «взрыв». Источники энергии взрывов. Типы взрывов: физические и химические взрывы.

1. Определение понятия «горение», «горючая система». Факторы процесса горения.

Горение – это совокупность материальных процессов в горючей системе, возникающих и протекающих при специальных условиях, которые приводят к самоподдерживающемуся окисл-но-восст-ному соед-нию эл-тов горючего и окислителя, сопровождающемуся возникн-нием пр-тов горения.

Горючая система – совокупность горючего окислителя и продуктов горения.

К факторам процесса горения можно отнести:

1. горючее вещество (4 агрегатных состояния: тв, жид, газообразное, плазма).

2. окислитель – это материал, элементы кот-го при соединении с активными элементами горючего в спецусловиях восстанавливаются.

3. источник энергии;

4. зажигающий горючий материал;

5. негорючий материал;

6. тушащий материал.

Химическое превращение при горении сопровождается переносом тепла и массы, поэтому скорость горения определяется условиями тепло- и массопередачи, а также скоростью протекания хим. превращений.

2. Разновидности горения и их характеристики. Полное и не полное горение. Гомогенное и гетерогенное горение.

Стехиометрический состав горючей смеси – это такое минимально соотношение горючего и окислителя в горючей системе, необходимое для полного горения с образованием продуктов неспособных к дальнейшему горению.

Горючая смесь бывает:

- богатая, избыток горючего, коэффициент расхода воздуха (а) составляет <1 и наблюдается неполное горение;

- бедная, избыток окислителя, а >1.

Горение может быть:

- организованное, происходит в реакционном или топочном пространстве техногенных устройств;

- неорганизованное, протекает вне специальных устройств;

- полное - такое горение, при котором в конце реакции не остается веществ, способных участвовать в дальнейшем горении;

- неполное, когда продукты, образованные в процессе горения используются повторно.

- гетерогенное горение – это горение твердых и жидких веществ (происходит по стадиям), где горючее и окислитель находятся в разных агрегатных состояниях.

Жидкое топливо:

1. Нагревание и испарение горючего, т.е. парообразование.

2. Смешение пара с воздухом.

3. Нагревание, воспламенение и горение паровоздушной смеси

Твёрдое топливо горит в 3 стадии:

1. Нагревание твёрдого топлива с выделением летучих веществ и образованием коксового осадка.

2. Образование смеси летучих компонентов с воздухом, нагревание, воспламенение, горение смеси.

3. Нагревание, воспламенение и горение коксового остатка.

- гомогенное горение – представляет собой горение газа (происходит по стадиям), где горючее и окислитель находятся в одном одинаковом газообразном состоянии.

1) Образование горючей смеси (смеси топлива и воздуха).

2) Нагревание, воспламенение и горение горючей смеси.

3. Пламенное горение. Виды горения по скорости распространения пламени: дефлаграционное, взрывное и детонационное.

Горящая зона, в которой осуществляются видимые наблюдателю окисл-вос-ные хим. реакции, называется пламенем. Поверхность, разделяющая пламя и негорящую смесь, служит фронтом пламени. Характер распространения пламени зависит от многих процессов, но определяющим служит процесс нагрева горючей смеси. Распространение пламени характеризуется процессом нагрева горючей смеси. В зависимости от способа нагрева горючей смеси до температуры воспламенения различают дефлаграционное, взрывное, детонационное и др.

Дефлаграционное (взрывное) горение – это распространение пламени в горючей смеси от зоны горения к холодным слоям посредством молекулярных и молярных процессов. К основным параметрам, характеризующим разрушающую способность взрывной волны относят избыточное давление и импульс взрыва. Скорость протекания реакции – 300м/с.

Детонационное горение – это распространение пламени посредством быстрого сжатия холодной смеси до температуры воспламенения, носящее взрывной характер.

Детонационная волна – ударная волна + образ-ся зона горения самовоспл-ся смеси.

Стадии возникновения детонационного горения:

1. нормальный процесс горения – скорость протекания реакции не превышает 3 м/с.

2. дефлаграционное (взрывное) горение – 300м/с, возн. уд. волны Р до 100 кПа.

3. детонационное горение.

При детонационном горении основная часть энергии переходит в ударную волну, а при дефлаграционном - около 30%.