ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Показатели взрыво- и пожароопасности горючих веществ Методы исследования пожарной опасности веществ из "Охрана труда в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности" 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, необходи.мое для зажигания смеси, определяется объемом и температурой разогретого тела. [c.129] В нагретом до высокой температуры ограниченном объе.ме 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 воспла.менение следующего слоя и так до сгорания смеси во всем объеме. Прн та- ком 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 имет1. 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 следует, что величина поверхности фронта пламени, а значит, и его форма, в основном определяют интенсивность су.ммарног о процесса горения. Искривления, обусловливающие увеличение поверхности пламени, вызываются движением газов в зоне горения. [c.130] Пламя произвольной формы, ие осложненное виешиими воз-действия.ми (невозмущенное), распространяется от каждой точки фронта по нормали к его поверхности, так же как и сферическое пламя при центральном зажигании. Такое неосложненное горение называется нормальны.м (от слова нор.маль), а скорость перемещения пламени по неподвижной с теси вдоль нормали к его поверхности — нормальной скоростью пламени 1] . Величина 7 —основная характеристика горючей смеси, представляющая собой. минимальную скорость пламени, с которой оно распространяется при плоской форме фронта. [c.130] На величину оказывают влияние соотношение горючего и окислителя в смеси и содержание в ней инертных компонентов несколько меньшую роль играют начальная температура смесн и давление. Расширение газов в пламени приводит к тому, что горение всегда сопровождается движепие.м пла.мени в сторону несгоревшей смеси. [c.130] Турбулизация горяш,ей с.меси, т, е. неупорядоченное движение отдельных объемов газа, вызывающая значительное увеличение поверхности пламени, может приводить к ускорению горения, огранпчнваемому лишь газодинамическими особенностями горения при пере.ходе к детонационному режиму (см. ннже). [c.131] Адиабатическое сгорание и температура горения. При адиабатическом сгорании, т. е. не сопровождающе.мся тепловыми потерями, весь запас химической энергии горючей смеси рас-хо.дуется на нагревание продуктов реакции. Температура продуктов адиабатического сгорания не зависпт от скорости протекающих в пламени реакций, а зависит лишь от их суммарного теплового эффекта и теплоемкости конечных продуктов. Эта величина называется температурой горения Тв и является вал -ной характеристикой горючей смеси. Величина распространенных горючнх 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 иеограииченно.м пространстве. [c.131] Если в помещении имеются разгерметизирующие отверстия (проемы), через которые могут выходить продукты сгорания, то давление взрыва снижается и прн достаточной площади проемов может находиться в пределах 10—20кПа (0,1—0,2кгс/см2). [c.132] Структура фронта пламени. Распространение пламени сопровождается многими сложными процессами теплопередачей, диффузией, химическим превращением. Эти процессы определяют скорость пламени 11 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 пла.мени принято условно разделять на две пространственные зоны реакции и подогрева. Ширина зоны реакции составляет, как правило, около половины общей ширины фронта пламени, в остальной его 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 горючей смесью, где прошло 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 затрачивается на преодоление внутреннего трения в сжимаемой среде. [c.133] Скорость детонационной волны, а также другие параметры детонации — давление, плотность, температура для данной взрывчатой 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 следующи.м образом. При нормальном горении фронт пламени, имеющий сферическую или плоскую форму, передвигается в газе с постоянной для данных условий скоростью. При этом передача тепла из зоны горения в зону свежего газа происходит сравнительно медленно (диффузией и теплопроводностью). [c.133] Вернуться к основной статье