2. Методичні вказівки щодо вступної частини

Прийняти доповідь командира взводу про готовність взводу до заняття. Заняття розпочинається з перевірки наявності та готовності студентів до занять.

Потім викладач оголошує тему, навчальні та виховні цілі, доводить навчальні питання і послідовність їх відпрацювання, найменування теми доцільно записати на дошці. Перед тим, як приступити до викладання навчального матеріалу, необхідно вказати студентам на важливість заняття, на його роль в загальній військово-професійній підготовці, на його зв'язок з практикою.

Рідкі нафтові палива є основним джерелом енергії практично для всіх двигунів, вживаних на наземній, авіаційній і морській техніці. У цих умовах значно зростає роль хіммотології як науки про раціональне використання пального, змащувальних матеріалів і технічних рідин на техніці. Підвищення ефективності застосування пального може бути досягнуте за рахунок оптимізації рівня його якості, зменшення витрат на його виробництво.

Другий напрям - зниження норм витрати ПММ як за рахунок удосконалення конструкції вузлів і агрегатів, технології виготовлення деталей, так і за рахунок раціональнішої експлуатації бойових і транспортних машин.

Під якістю пального розуміється сукупність властивостей, які обумовлюють придатність нафтопродуктів для використання.

Сукупність всіх властивостей палив (змащувальних матеріалів), що характеризують їх якість можна розділити на фізико-хімічні і експлуатаційні властивості. Фізико-хімічні властивості визначають стан і склад палив. Це щільність, в'язкість, фракційний і хімічний склад і ін. У групі експлуатаційних властивостей зосереджені властивості палив, які забезпечують надійність і економічність двигунів, а також властивості, що виявляються при застосуванні, зберіганні і транспортуванні палив.

У лекції із даної теми розглядаються експлуатаційні і фізико-хімічні властивості бензинів, дизельних палив, мазуту і авіаційного гасу - наймасовіших груп пального, вживаного на військовій техніці, і їх вплив на надійність і ефективність роботи техніки і зрештою на боєготовність частин і з'єднань.

3. Методичні вказівки щодо відпрацювання навчальних питань

Перше навчальне питання: Предмет хіммотології. Задачі хіммотології у військах

Приступаючи до відпрацювання питання викладач оголошує його, роз’ясняє, відповідає на запитання студентів, добивається єдиного їх зрозуміння поставленої мети.

Викладаючи матеріал використовувати ілюстраційний матеріал. Доведення матеріалу навчального питання проводити з використанням опорних конспектів, створенням проблемних ситуацій та інших методичних прийомів, які стимулюють підвищену зацікавленість студентів до вивчення навчального матеріалу.

В ході доведення питання основні положення дати під запис. Постійно підтримувати зв’язок з аудиторією.

По закінченню викладання матеріалу питання викликати 2-3 студентів для контролю засвоєння даного питання.

У військовій справі основним джерелом енергії вже більш за півстоліття є хімічна енергія рідкого нафтового палива, а засобом її виділення і перетворення на механічну роботу служать двигуни внутрішнього згорання і топкові пристрої. Для перетворення теплової енергії, що виділяється при згоранні палива, в механічну роботу широко використовують поршневі і газотурбінні двигуни. Пари тертя циліндро - поршневих груп і кривошипно-шатунових механізмів, що забезпечують перетворення поворотно-поступальної ходи в обертальну, опори і підшипники турбін потребують змащування. Для цього використовують рідкі мало в’язкі природні нафтові і синтезовані моторні, газотурбінні і турбінні масла.

Частота обертання колінчастого валу двигуна, ротора турбіни, як правило, не співпадає з необхідною частотою обертання рушіїв: коліс, гребних або повітряних гвинтів. Тому в машинах передача енергії від двигуна до рушія здійснюється за допомогою трансмісії, що включає різного типа редуктори, вали, опори, ущільнення, підшипники і інші вузли. Якість моторних і турбінних масел зазвичай не задовольняє вимогам, необхідним для змащення трансмісій. Це викликає необхідність використання трансмісійних масел. Особливості конструкцій, призначення і умов роботи машин і вузли тертя обумовлюють необхідність застосування в техніці і інших технічних масел: циліндрових, індустріальних, приладових, компресорних, холодильних і ізоляційних. У тих випадках, коли рідка речовина не може забезпечити змащення, ущільнення, захист від корозії вузлів і агрегатів, використовують пластичні мастила і тверді змащувальні покриття, антифрикційні консерваційні рідкі, пластичні і плівкові склади.

Рідкі нафтопродукти і продукти хімічного синтезу — спеціальні рідини — використовують як робоче тіло в гідравлічних і гальмівних системах, амортизаторах і пристроях противідкотів, в системах охолоджування, а також для запобігання утворенню льоду в повітрозабірних пристроях двигунів, в паливних системах і на площинах літальних апаратів. Найбільш важливими специфічними поняттями хіммотології є експлуатаційні властивості і хіммотологічні процеси.

Хіммотологія - це наука про теорію і практику застосування пального, що вивчає:

- залежність фізико-хімічних властивостей пального від властивостей сировини і технологічних процесів його переробки;

- вплив фізико-хімічних властивостей пального на роботу двигунів, машин, механізмів;

- вплив умов роботи двигунів, машин, механізмів на зміну фізико-хімічних властивостей пального, мастильних матеріалів і спеціальних рідин в процесі застосування на матеріальній частині;

- вплив умов зберігання, транспортування і перекачки на зміну фізико-хімічних властивостей пального.

Основні завдання хіммотології:

- вивчення процесів, що протікають при зберіганні, транспортуванні пального і застосування його на техніці, обґрунтування на цій основі вимог до рівня якості пального і оцінка можливостей і доцільність його виробництва;

- вивчення експлуатаційних властивостей пального, їх вплив на ефективність і надійність роботи техніки;

- визначення шляхів поліпшення експлуатаційних властивостей пального, розробка методів оцінки його якості, розробка методів прогнозування фізико-хімічних перетворень в умовах зберігання, транспортування і застосування на техніці і обґрунтування вимог до засобів його зберігання;

- розробка теоретичних основ оптимізації рівня якості пального, уніфікації і стандартизації методів оцінки якості.

Друге навчальне питання: Взаємозв’язок між якістю пального, мастильних матеріалів та технічних рідин з надійністю роботи двигунів та механізмів військової техніки.

Приступаючи до відпрацювання питання викладач оголошує його, роз’ясняє, відповідає на запитання студентів, добивається єдиного їх зрозуміння поставленої мети.

Викладаючи матеріал використовувати ілюстраційний матеріал. Доведення матеріалу навчального питання проводити з використанням опорних конспектів, створенням проблемних ситуацій та інших методичних прийомів, які стимулюють підвищену зацікавленість студентів до вивчення навчального матеріалу.

В ході доведення питання основні положення дати під запис. Постійно підтримувати зв’язок з аудиторією.

По закінченню викладання матеріалу питання викликати 2-3 студентів для контролю засвоєння даного питання.

Характерні особливості процесів вивчаються різними науками і учбовими дисциплінами. Ознаки, використовувані при класифікації процесів, не мають жорстких обмежень. Перелік процесів, властивостей, як і самих продуктів, що вивчаються хіммотологією, , не можна обмежити раз і назавжди зафіксованими і незмінними рамками. Так, в даний час з палив хіммотологія вивчає в основному рідкі вуглеводневі палива. У міру розробки і впровадження нових палив хіммотологія повно вивчатиме властивості і інших продуктів.

Загальними експлуатаційними властивостями пального, що вивчаються хіммотологією, є: прокачуваність, випаровуваність, займистість, горючість, схильність до відкладень, конструкційна сумісність, антифрикційні, протизносні, консерваційні, охолоджувальні властивості і токсичність. Ці властивості описують всі найбільш важливі процеси, що мають місце при зберіганні, транспортуванні і застосуванні пального. Термін «експлуатаційна властивість» можна визначити як об'єктивну особливість пального, яка характеризується сукупністю фізико-хімічних властивостей, що обумовлюють протікання якого-небудь хіммотологічного процесу (наприклад, випаровування, горіння, тертя, зношування), і виявляється при його виробництві, транспортуванні, зберіганні і застосуванні. Для оцінки експлуатаційних властивостей використовується комплекс лабораторних, стендових і полігонних (експлуатаційних) випробувань.

Один і той же показник може характеризувати декілька різних властивостей, наприклад, в'язкість характеризує прокачуваність, антифрикційні, протизносні і деякі інші властивості; кислотність разом з властивостями протизносу характеризує і рівень корозійної агресивності палив. У таких випадках в показники якості пального включені ті, котрі оцінюють властивості більш повно.

Необхідною умовою нормальної роботи всіх двигунів внутрішнього згорання є подача палива в строгій відповідності з характеристиками подачі. Своєчасне забезпечення військ пальним визначається безперебійною і надійною роботою технічних засобів перекачування і заправки. Від прокачуваності пального залежить наскільки ефективно можуть бути використані ці засоби.

Прокачуваність - це експлуатаційна властивість, що характеризує прокачування нафтопродукту через трубопроводи, фільтри, сепаратори, отвори і зазори.

Прокачуваність характеризує рухливість пального, здатність забезпечувати певну швидкість перекачування або подачі в системі живлення двигуна.

Характеристики подачі є залежності зміни кількості пального в часі протягом певного періоду здійснення робочого процесу двигуна. Порушення подачі палива приводить до збіднення або надмірного збагачення робочої суміші, що знижує потужність двигуна, погіршує стійкість роботи, надійність, а у ряді випадків і зупинку, що особливо небезпечно в авіації. Зміна характеристик прокачуваності утрудняє також технологічні процеси перекачування, транспортування пального і заправки військової техніки.

Порушення в нормальному протіканні процесів подачі і перекачування можуть бути викликані: збільшенням гідравлічних опорів в трубопроводах, фільтрах, регулюючих подачу агрегатах, унаслідок збільшення в'язкості пального, утворення опадів і виділення води, забруднень, продуктів відкладень і взаємодії з матеріалом фільтрів і трубопроводів, при якому порушується їх нормальна робота, зниженням натиску насосів, утворенням пароповітряних пробок.

Основними чинниками, що визначають режим подачі (перекачування), є чинники конструкції - діаметр і довжина трубопроводів, матеріали, з яких виготовлені вузли, агрегати, фільтри систем подачі і перекачування; чинники умов здійснення процесів - температура, тиск, гідродинамічні характеристики потоку і фізико-хімічні властивості пального, що визначають його прокачуваність.

Прокачуваність пального залежить від групового вуглеводневого і фракційного складу, наявності гетеро органічних з'єднань і різних забруднень.

Прокачуваність характеризується такими властивостями як в'язкість, летючість пари, температура кристалізації і застигання, гігроскопічність і чистота.

В'язкість - ця властивість оцінюється коефіцієнтами динамічної, кінематичної в'язкості і в одиницях умовної в'язкості. Динамічна в’язкість - міра внутрішнього тертя нафтопродукту рівна відношенню тангенціальної напруги до градієнта швидкості зрушення при ламінарному перебігу ньютонівської рідини.

Із збільшенням молекулярної маси, розгалуженості молекули, числа цикланових і ароматичних кілець в'язкість підвищується. Вплив будови молекул на в'язкість і її зміну залежно від температури при збільшенні молекулярної маси стає все більш складним і залежить від молекул вуглеводню (поєднання кілець, довжини і розгалуженості бічних цілей).

Порушення суцільного потоку рідини виникає за умови коли абсолютний тиск стає нижчим за тиск насиченої пари. У потоці рідини це спостерігається зазвичай в області підвищених швидкостей. При проходженні нафтопродукту, що містить бульбашки пари або газу, через область зниженого тиску починається інтенсивне зростання числа бульбашок. Це викликає зниження продуктивності насоса і далі зриву в подачі. Коли бульбашки пари або газу конденсуються і парова фаза зникає, наступає явище кавітації.

Температури кристалізації і застигання. Температура початку кристалізації - температура при якій в нафтопродукті починається утворення кристалів в умовах випробування. Кристалізація включає дві стадії: утворення центрів кристалізації і зростання кристалів. Якщо центрів кристалізації виникає мало, а швидкість їх росту велика, утворюється грубозерниста структура. Коли ж центрів кристалізації багато, а швидкість росту кристалів мала, виходить дрібнозерниста структура. Механічні домішки, що містяться в нафтопродуктах, можуть бути центрами кристалізації.

Температура застигання. Це мінімальна температура при якій нафтопродукт втрачає рухливість. Застигання (втрата текучості) нафтопродукту викликається тим, що кристали високоплавких вуглеводнів, що утворилися, зростаються і утворюють просторову структуру, що зв'язує рідку фазу і що надає паливу студнеподібний вигляд.

Із збільшенням молекулярної маси вуглеводнів і температури википання фракцій температура кристалізації і застигання підвищуються. Проте для вуглеводнів різної будови однакової молекулярної маси ці показники можуть змінюваться в широких межах.

При подачі пального з бака в результаті забивання фільтрів кристалами порушується, а потім і повністю може припинитися подача пального в циліндри або камеру згорання.

При заправці військової техніки пальним, що містить кристали, різко знижується швидкість заправки, а при втраті рухливості пального (його застигання) важко його зливати та наливати, перекачувати по трубопроводах.

Для забезпечення нормальної подачі пального його температура застигання повинна бути на 10...15º С нижче за температуру навколишнього повітря.

Гігроскопічність. Цю властивість характеризує здатність нафтопродукту поглинати вологу. Вона має оборотний характер. Нафтопродукти не тільки поглинають і розчиняють воду, але при пониженні температури і вологості навколишнього повітря виділяють її, за рахунок зменшення розчинності води. Найбільшою гігроскопічністю володіють ароматичні вуглеводні, найменшою - алкани. Із збільшенням молекулярної маси розчинність води у вуглеводнях зменшується, але видалення її з них важко.

Якщо температура пального нижче 0ºС, то утворюються кристали льоду. Чим більше розчинено води в пальному і чим вище швидкість охолоджування, тим більше утворюється кристалів льоду.

Чистота. Цю властивість характеризує здатність нафтопродукту утримувати і накопичувати забруднення. Причинами забруднення нафтопродуктів є попадання пилу з навколишнього середовища; корозія внутрішніх поверхонь засобів зберігання і транспортування; накопичення продуктів окислення і термоокислення; руйнування матеріалів ущільнювачів і антикорозійних покриттів; не своєчасна зачистка резервуарів.

Оцінка прокачуваності. Прокачуваність пального оцінюється такими показниками якості як: масова частка води, вміст води і механічних домішок, колір, в'язкість, температура початку кристалізації, температура помутніння, температура застигання, коефіцієнт фільтрованості. Проте окремі показники не дають сумарної характеристики прокачуваності з урахуванням взаємного впливу фізико-хімічних властивостей. Достовірнішу оцінку прокачуваності дають випробування на лабораторних установках. На цих установках за допомогою окремих елементів відтворюються реальні умови паливоподачі двигунів.

Отже нормальної роботи двигуна або топкового пристрою необхідна безперебійна подача палива в строго певному об'ємі. Зменшення подачі веде до збіднення паливо-повітряної суміші, зниженню потужності двигуна і надійності його роботи. Збільшення подачі палива також порушує нормальну роботу двигуна і, крім того, економічно невигідно, оскільки підвищується витрата палива.

Випаровуваність характеризує здібність пального до утворення парової фази над поверхнею рідини і переміщення пари в навколишньому середовищі.

Нормальна робота сучасного двигуна забезпечується при згоранні палива в короткий термін, що обчислюється 0,002...0,004 с. Для такого малого часу згорання паливо повинне бути підготовлене: по-перше, повністю переведено з рідкого стану в пароподібний, і, по-друге, повинне бути певне співвідношення пари пального і повітря. Якщо в робочій суміші, що поступає в циліндр двигуна, частина бензину до моменту займання залишається в рідкому стані (у вигляді крапель), згорання затягується, оскільки воно відбувається тільки з поверхні крапель. В результаті робоча суміш догорає вже в кінці такту розширення або навіть в такті вихлопу, внаслідок цього збільшується віддача тепла стінкам циліндрів, двигун перегрівається, а потужність і економічність знижуються. За наявності до моменту згорання великої кількості бензину, що не випарувався, склад робочої суміші не відповідає оптимальному значенню, яке забезпечує нормальну роботу двигуна на даному режимі.

Повнота випаровування бензину визначається швидкістю випаровування обумовленої його фізичними властивостями, а також конструкційними і експлуатаційними чинниками.

Окрім цього випаровуваність бензинів впливає на легкість запуску, тривалість прогрівання, приємистість і стійкість роботи двигуна. Випаровуваність бензинів характеризують такі його фізичні показники як фракційний склад, тиск насиченої пари, теплопровідність, теплоємність, поверхневе натягнення і теплота випаровування.

Фракційний склад. Фракційний склад якнайповніше характеризує випаровуваність палива. Фракційний склад показує залежність між температурою і кількістю фракцій, що википають при цій температурі.

Запуск двигуна, в основному, утруднений при низьких температурах навколишнього повітря. При запуску холодного двигуна частота обертання колінчастого валу, як правило, невелика і коливається від 40-50 хв-1 (уручну) до 100-150 хв-1 (від стартера). Необхідно мати на увазі, що в'язкість змащувального масла з пониженням температури збільшується, відповідно необхідно збільшувати зусилля для провертання колінчастого валу і пов'язаної з ним шатуново-поршневої групи. Тому обертання колінчастого валу двигуна при низьких температурах завжди буде менше ніж при підвищених. У цих умовах розрідження у впускному колекторі, швидкість потоку повітря в дифузорі карбюратора будуть невеликими (3-4 м/с). При таких швидкостях повітряного потоку розпилювання бензину і подача його в циліндри двигуна будуть недостатніми. Суміш бензину, що в результаті утворилася, з повітрям виявляється перезбідненою (α = 1,8...2,5), тоді як в перерахунку на все подане паливо α = 0,8...0,9. Для усунення цього явища горючу суміш штучно збагачують до α = 0,8...1,0 за рахунок прикриття повітряної заслінки карбюратора при відкритих жиклерах. При цьому в перерахунку на все подане паливо α складає 0,1...0,2. Тому щоб уникнути перезбагачення суміші у міру прогрівання двигуна повітряну заслінку карбюратора знов відкривають. Про легкість запуску холодного двигуна судять по температурі википання 10% фракції і температурі початку кипіння бензину, а також по тиску насиченої пари. Чим нижче температура початку кипіння і википання 10% фракції, чим вище тиск насиченої пари, тим легше за інших рівних умов запустити холодний двигун. Встановлена емпірична залежність температури повітря (t повітря), при якій можливий легкий запуск холодного двигуна, від температури перегонки 10% фракції (t 10%) і температури початку його перегонки (t н.к.).

Слід проте вказати на велику умовність вказаних залежностей, оскільки тут мало враховані чинники конструкції камери згорання і впускної системи двигуна, в'язкості вживаного моторного масла і ін. У бензинів літньої марки температура кипіння 10% нормується не вище 700ºС, а зимової марки - 550ºС. Використовуючи приведені залежності можна вважати, що бензини зимових марок можуть забезпечити запуск холодного двигуна без попереднього підігріву в умовах температур до -300ºС. Тривалість прогрівання визначається інтервалом часу від пуску двигуна до виходу на тепловий режим, що забезпечує подальшу експлуатацію. Прогрівання вважають закінченим і двигун готовим до роботи під навантаженням, коли на режимі холостого ходу досягнуте практично повне випаровування бензину у впускному трубопроводі. При цьому температура горючої суміші підвищується за рахунок обігріву впускного колектора, що почався, і досягає біля впускних клапанів 30...350ºС.

На тривалість прогрівання разом з конструктивними чинниками особливо сильний вплив робить середня температура перегонки бензину, яка умовно оцінюється температурою перегонки 50% фракції. Чим нижче ця температура, тим легше і повніше відбувається випаровування бензину при низьких температурах, тим швидше прогрівається двигун .

Тому для економії пального і скорочення тривалості прогрівання двигуна в зимовий час необхідно утепляти капоти і прикривати жалюзійні грати радіаторів.

Разом з тривалістю прогрівання температура перегонки 50% фракції сильно впливає і на приємистість двигуна, тобто швидкість переходу двигуна на режим максимальної потужності. При різкому відкритті дросельної заслінки тепловий режим двигуна порушується за рахунок надходження у впускний трубопровід великої кількості пального і холодного повітря, унаслідок чого температура у впускному трубопроводі знижується, і випаровування бензину погіршується. Горюча суміш виявляється збідненою. При надмірному збідненні суміші двигун взагалі може заглухнути. Для відновлення теплової рівноваги потрібний якийсь час. Чим нижче середня температура перегонки бензину, тим швидше (за інших рівних умов) відновиться теплова рівновага і необхідний склад горючої суміші, а двигун вийде на режим максимальної потужності.

Бензин, що не випарувався, сприяє підвищеному зносу двигуна за рахунок змивання масла з дзеркала циліндра і зниження в'язкості моторного масла в картері.

Кількість бензину, що не випарувався, в робочій суміші зростає із збільшенням вмісту висококиплячих фракцій і визначається температурами перегонки 90% фракції і кінця кипіння. З підвищенням температури перегонки 90% фракції і особливо кінця кипіння збільшується не тільки знос двигуна, але і відносна витрата бензину за рахунок згорання .

Слід мати на увазі, що у міру зносу двигуна, особливо циліндро-поршневої групи, витрата палива сильно збільшується.

Тиск насиченої пари. В деяких випадках подача палива може бути утруднена або взагалі припинитися через утворення в паливній системі парових або пароповітряних пробок. Про схильність палива до утворення парових і пароповітряних пробок судять по тиску його насиченої пари. Чим вище тиск насиченої пари, тим інтенсивніше випаровується паливо. У випадку, якщо тиск насиченої пари порівнюється із зовнішнім тиском, паливо скипає.

Оскільки величина тиску насиченої пари залежить від температури, з підвищенням температури збільшується небезпека виникнення парових і пароповітряних пробок. З цієї причини в автомобільних бензинах літньої марки, призначених для застосування в умовах підвищених температур, тиск насиченої пари обмежений 500 мм. рт.ст., тоді як зимової марки - 700 мм рт.ст. При експлуатації автомобілів в гірських умовах і особливо літаків при великих висотах польоту небезпека утворення парових і пароповітряних пробок ще більше збільшується.

Теплота випаровування. Кількість тепла, необхідну для перетворення рідини в пару, називають теплотою випаровування (іноді теплотою паротворення). Теплота випаровування рідин змінюється з температурою, трохи убуваючи при середніх температурах і дуже сильно поблизу критичної температури, при якій вона стає рівною нулю.

Питома теплота випаровування, тобто віднесена до одиниці маси рідини, для вуглеводнів і їх сумішей зменшується із збільшенням молекулярної маси і температури кипіння. При одній і тій же молекулярній масі вуглеводнів найбільші значення теплоти паротворення мають ароматичні і ацетиленові вуглеводні, найменші, - алкани і олефини; нафтенові вуглеводні займають проміжне положення. Вуглеводні ізомерної будови кожного класу мають нижчу теплоту випаровування, чим вуглеводні нормальної будови. Високе значення теплоти випаровування мають такі асоційовані рідини, як спирти, молекули яких володіють полярністю.

У процесах сумішоутворення паливо, що випаровується, і газове середовище рухаються щодо один одного, при цьому достатньо невеликого руху повітря, щоб кількість рідини, що випаровується в нього, різко зросла. Встановлено, наприклад, що коефіцієнт дифузії пари бензину в повітря збільшується, майже в 5 разів при зміні швидкості потоку повітря від нуля до 80 м/с.

При випаровуванні в нерухоме повітря швидкість випаровування визначається швидкістю дифузії пари в навколишній простір. При високих швидкостях повітряного потоку і турбулентному режимі його течії швидкість дифузії вже не має вирішального значення; у таких умовах швидкість випаровування залежить від швидкості руху вихорів. Випаровування при цьому йде в умовах вимушеної конвекції.

Відповідно до закону Дальтона швидкість випаровування рідини прямо пропорційна поверхні випаровування. Щоб прискорити процес сумішоутворення, рідке паливо в двигунах розпилюють на найдрібніші краплі. Поверхня випаровування, а отже, і швидкість випаровування в цьому випадку різко зростають.

Таким чином, від випаровуваності залежать втрати палив при зберіганні і транспортуванні, а для палив складного складу зміна якості, можливість утворення парових пробок в системах паливоподачі і перекачування, виникнення пожеж, вибухів і отруєнь особового складу. Випаровуваність істотно впливає на розвиток і ефективність процесів сумішоутворення, займання і горіння в двигуні.

Процеси займання і згорання обумовлюють повноту використання хімічної енергії палива в двигунах. Згорання палива - це комплекс фізико-хімічних перетворень суміші пального і окислювача, основна роль в якому належить реакції окислення, яка швидко протікає. Процес згорання супроводжується свіченням і виділенням значної кількості тепла.

Згорання як складний хімічний процес розвивається в умовах різких температур, що змінюються, і концентрацій взаємодіючих речовин. Температура при горінні вуглеводнево-повітряних сумішей змінюється в досить широких межах і досягає 20000ºС. Залежно від температури змінюється не тільки механізм хімічних реакцій, але і швидкість супутніх процесів тепло- і масообміну. Від температури залежать швидкості утворення і розпаду багатьох проміжних продуктів хімічних перетворень, швидкості процесів перенесення активних частинок із зони горіння в свіжу суміш і т.д. Часто горіння проходить в умовах випаровування крапель рідкого палива і змішення його пари, що продовжується, з повітрям, причому теплота, необхідна для випаровування палива, підводиться із зони горіння.

Умови здійснення займання і горіння.

Процес займання і подальше розповсюдження зони горіння в просторі, де знаходиться горюча суміш, можуть здійснюватися в певних умовах.

Першою умовою займання і горіння є необхідність мати горючу суміш в паро- або газоподібному стані. Окремі стадії хімічних і фізичних перетворень пального і окислювача розвиваються і в рідкій фазі. Продукти, що утворюються в цих процесах, можуть робити істотний вплив на розвиток займання і горіння. Проте прогресивне самоприскорення хімічної реакції завершується виникненням вогнищ горіння можливо тільки в паровій фазі.

Другою умовою є існування концентраційних меж, поза якими ні займання, ні розповсюдження зони горіння при даному тиску неможливе.

Розрізняють верхній (вищий) і ніжній (нижчий) концентраційні межі займання.Вищою межею називається така концентрація пари пального в суміші, при підвищенні якої займання горючої суміші не протікає.

Нижчою межею займання називається така концентрація пари пального в суміші, при зменшенні якої займання не відбувається. З сильно розбавленої або багатої суміші пальним при дуже малій швидкості розповсюдження полум'я затухає. Припинення процесу горіння поза межами розповсюдження полум'я пояснюється охолоджуванням зони горіння унаслідок енергетичного обміну з навколишнім середовищем. У дуже багатих і дуже бідних горючих сумішах хімічна реакція взаємодії пального і окислювача розвивається поволі, активних проміжних продуктів утворюється недостатньо для швидкого розвитку реакції, а відведення тепла при енергетичному обміні з вищим середовищем перевищує тепловиділення в ході реакції. Тому такі суміші не займаються.

Третя умова займання і горіння пов'язана з можливістю накопичення в реагуючій суміші тепла і активних проміжних продуктів.

Якщо в результаті розвитку хімічних перетворень горючої суміші швидкість виділення тепла перевищить швидкість відведення тепла в навколишнє середовище з урахуванням всіх форм енергетичного обміну з нею, або швидкість зародження активних центрів реакції перевищить швидкість їх загибелі, то при певному значенні температури або концентрації активних продуктів почнеться прогресивне самоприскорення реакції до вибухової - займання.