ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Горение н взрывы газо- и паровоздушных смесей из "Охрана труда в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (нет 87-88, 157-158 стр.)" Зажигание горючей смеси. При введении в холодную горючую смесь локального теплового импульса (например, электрической искры), вызывающего сильный разогрев смеси, происходит ее зажигание. Мощность импульса, точнее количество энергии, необходимое для зажигания смеси, определяется объемом [Г температурой разогретого тела. [c.129] В нагретом до высокой температуры ограниченном объеме горючей смеси быстро завершается экзотермическая реакция (например, окисления горючего кислородом). Выделяющееся в процессе реакции тепло расходуется на разогрев соседнего слоя смеси, в котором также начинается интенсивная химическая реакция. Сгорание этого слоя влечет за собой воспламенение следующего слоя и так до сгорания смеси во всем объеме. При таком послойном сгорании горючей смеси происходит перемещение зоны горения в пространстве и распространение пламени. Скорость этого перемещения определяет интенсивность процесса горения и является его важнейшей характеристикой. [c.129] При распространении пламени от точечного источника зажигания по однородной смеси в неограниченном пространстве (т. е. в середине достаточно большого сосуда) его поверхность будет имен, форму сферы с непрерывно увеличивающимся радиусом. [c.130] Тепловыделения всех участков фронта пламени при горении однородной смеси независимо от его формы одинаковы. На каждом квадратном сантиметре поверхности фронта в единицу времени сгорает одно и то же количество горючей смеси. Из этого след от, что величина поверхности фронта пламени, а значит, и его форма, в основном определяют интенсивность суммарного ироп.ссса горения. Искривления, обусловливающие увеличение поверхности пламени, вызываются движением газов в зоне горения. [c.130] На величину оказывают влияние соотношение горючего V окислителя в смеси и содержание в ней инертных компонентов несколько меньшую роль играют начальная температура смесн и давление. Расп1ирение газов в пламени приводит к тому, то горение всегда сопровождается движением пламени в сторону несгоревшен смеси. [c.130] Турбулизация горящей смеси, т. е. неупорядоченное движение отдельных объемов газа, вызывающая значительное увеличение поверхности пламени, может приводить к ускорению горетгя, ограничиваемому лишь газодинамическими особенностями горения при переходе к детонационному режиму (см. ниже). [c.131] Возможные режимы обычного горения отличаются только Kopo Tiiio распространения пламени. Это различие обусловлено одинаковым развитием поверхности фронта пламени. Достаточно быстрое сгорание (скорость пламени равна сотням метров в секунду) нри заметной турбулизации горения называют взрывом. Следует подчеркнуть условность такой классификации медленное горение отличается от взрыва только величиной поверхности пламени, а значит, и его скоростью граница между обоими режимами устанавливается произвольно. [c.131] Адиабатическое сгорание и температура горения. При адиабатическом сгорании, т. е. не сопровождающемся тепловыми потерями, весь запас химической энергии горючей смеси расходуется на нагревание продуктов реакции, Температура продуктов адиабатического сгорания не зависит от скорости протекающих в пламени реакций, а зависит лишь от их суммарного теплового эффекта и теплоемкости конечных продуктов. Эта величи la называется температурой горения Та и является важной характеристикой горючей смеси. Величина Тв распространенных горючих смесей лежит в пределах 1500—3000 К. [c.131] В соответствии с характером движения газов при сгорании в замкнутом объеме изменяется и скорость перемещения пламени, В начальной стадии горение протекает как бы в условиях свободного расширения газа в неограниченном пространстве. [c.131] Если в помещении имеются разгерметизирующие отверстия (проемы), через которые могут выходить продукты сгорания, тс давление взрыва снижается и при достаточной площади проемов может находиться в пределах 10—20кПа (0,1—0,2кгс/см2). [c.132] Структура фронта пламени. Распространение пламени со-п])овождается многими сложными процессами теплопередачей, диффузией, химическим превращением. Эти процессы определяют скорость пламени и и структуру зоны горения. [c.132] Ширина фронта наиболее медленного пламени при атмосферном давлении составляет 1—2 мм. При увеличении скорости пламени фронт его сужается. Фронт пламени принято условно разделять на две пространственные зоны реакции и подогрева. Ширина зоны реакции составляет, как правило, около половины общей ширины фронта пламени, в остальной ею части происходит подогрев смеси. Зона интенсивной реакции еще более узка. В то же время на зону подогрева приходится большая часть перепада температур. [c.132] В той части объема, заполненного гор(очей смесью, где п )ошло пламя, реакция полностью завершается. Неполнота сгорания возможна в том случае, если в каких-либо местах пламя затухает. [c.132] Детонация распространяется только по взрывчатой среде. За пределами взрывчатой среды детонационная волна переходит в ударную волну быстро затухающую, поскольку ее энергия за-трачивается на преодоление внутреннего трения в сжимаемой среде. [c.133] Скорость детонационной волны, а также другие параметры детонации — давление, плотность, температура для данной взрыв-чатой среды и начальных условий являются постоянными величинами. [c.133] Детонация может возникнуть не только при инициировании взрывом, но и при воспламенении искрой или другим тепловым источником. Другими словами, обычное горение может переходить в детонационное. Так, возникновение детонации газов в трубах можно объяснить следующим образом. При нормальном горении фронт пламени, имеющий сферическую или плоскую форму, передвигается в газе с постоянной для данных условий ско )остью. При этом передача тепла из зоны горения в зону свежего газа происходит сравнительно медленно (диффузией и теп.юпроводностью). [c.133] Вернуться к основной статье