ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие сведения о горении и детонации газов из "Техника безопасности в производстве ацетилена из природного газа" Горючая смесь может быть подожжена в результа те воздействия теплового импульса (электрическа искра, пламя, плавление накаленной проволоки и т. п. или при самовоспламенении. [c.20] При горе[ши и взрывном распаде происходит послом ный процесс — горение первой порции горючей смес влечет за собой поджигание следующего слоя и так да лее, до сгорания смеси во всем объеме. Зона горени перемещается в пространстве в основном вследстви теплопроводности газа. [c.20] Скорость перемещения пламени в неподвижной смеси по нор.мали к его поверхности называют нормальной скоростью. Нормальная скорость минимальна для данной горючей смеси и является ее физико-химической характеристикой. Практически наблюдаемые скорости горения зависят от. степени турбулентности горячей смеси и значительно отличаются от нормальной скорости горения. [c.21] Горение газовых смесей возможно в определенной области концентраций компонентов смеси. [c.21] Минимальное содержание горючего компонента в газовой смеси (с данной концентрацией в ней инертных компонентов), при котором смесь может воспламеняться, называется нижним концентрационным пределом распространения пламени или нижним пределом взрываемости. Максимальное содержание горючего компонента в смеси (с данной концентрацией в ней инертных компонентов), при котором смесь может воспламеняться, называют верхним концентрационным пределом распространения пламени или верхним пределом взрываемости. Эти пределы существенно зависят от содержа ния инертных компонентов в газовой смеси и в меньшей степени определяются давлением и температурой газа. Существование концентрационных пределов распространения пламени определяется тепловыми потерями из зоны пламени. [c.21] Кроме пределов взрываемости, газовые смеси характеризуются предельным давлением, т, е, минимальным давлением, при котором горючая смесь под действием инициирующего импульса может воспламениться. [c.21] Возможные режимы недетонационного горения отличаются скоростями распространения пламени, что обусловлено неодинаковым развитием поверхности фронта пламени. Быстрое горение в замкнутом объеме, когда скорость распространения пламени равна ие скольким сотням метров в секунду, обычно называют взрывом. [c.21] Самовоспламенение горючей смеси возможно в горячем сосуде в результате адиабатического сжатия или нагревания под действием ударной волны (детонация). [c.22] Экзотермическая реакция, начавшаяся при нагреве газово ) смеси, протекает в начальной стадии со сравнительно небольшой скоростью. Выделяющееся тепло реакции способствует еще большему разогреву смеси, что увеличивает в свою очередь скорость реакции. В результате создаются такие условия, при которых наблюдается взаимное увеличение скоростей реакции и разогрева смеси. [c.22] Вследствие этого присходит неограниченное увеличение скорости реакции до полного сгорания газовой смеси, именуемое тепловым взрывом. [c.22] Кроме теплового воспламенения газовых смесей возможно также самоускорение реакции горения, свя занное с развитием цепной реакции. Процесс самовоспламенения реальных горючих смесей имеет цепной характер. Самовоспламенение горючей смеси может произойти только в случае превышения некоторой определенной температуры, называемой температурой самовоспламенения. В отличие от таких характеристик, как нор.мальная скорость и концентрационные пределы, температура самовоспламенения не является физикохимической константой горючей газовой смеси и зависит от габаритов сосуда или аппарата, в котором находится смесь, и от ряда других факторов. [c.22] Компоненты горючей смеси, быстро нагретой до тем пературы воспламенения, взаимодействуют между со бой через некоторый промежуток времени, именуемы периодом индукции. Это время задержки воспламене ния зависит от накопления в системе тепла или разви тия цепной реакции. [c.22] Расширение газов при горении смеси приводит к образованию ударной волны, распространяющейся перед фронтом пламени. Сжатие газа и его нагревание в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, которая в свою очередь определяется скоростью горения. При быстром сгорании нагревание смеси в ударной волне может стать настолько значительным, что произойдет ее воспламенение перед фронтом пламени. В этом случае создается такой режим горения, при котором послойный процесс поджигания осуществляется не путем теплопроводности, а под действием импульса давления, т. е. путем детонации. Прн детонационном горении образуется комплекс ударной волны и следующей за ней зоны сжатой и нагретой реагирующей смеси — так называемая детонационная волна. [c.23] Ускорение движения пламени, приводящее к детонации, возможно при турбулизации горящей смеси вследствие увеличения трения расширяющегося газа о поверхность достаточно длинной или шероховатой трубы. Детонация возможна в некоторой области концентраций компонентов горючей газовой смеси. Эта область сужается с понижением давления газа. Ниже некоторого предельного давления детонация невозможна прн любом соотношении компонентов смеси. [c.23] Скорость распространения пламени при детонации характеризуется несколькими тысячами метров в секунду. [c.23] Давление в детонационной волне может превышать начальное давление газа в 20—30 раз, а при отраже НИИ волны от препятствий — в 40—60 раз. [c.23] Для ацетилена известно так называемое каскадное двухстадийное) разложение , при котором часть газа сгорает, а остальная часть сжимается перед фронтом пламени и детонирует уже в сжатом состоянии. Давление, развивающееся при таком каскадном разложении, превышает давление, которое может возникнуть в результате детонации даже при увеличении давления вследствие отражения ударной волны от препятствия (торец, поворот и т. д.). [c.23] В результате может развиться высокое конечное давление в системе, превышающее начальное давление в 500—600 раз и более. [c.23] Вернуться к основной статье