ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химическая модель горения полимерных материалов из "Пожароопасность полимерных материалов" Выделяются две фазы — газовая и конденсированная. В газовой фазе принято выделять зону шипящей реакции (III), высокотемпературную зону пламенных реакций (IV) и зону смеси продуктов сгорания и внешних газов (V). [c.28] В конденсированной фазе принято выделять зону прогрева и интенсивного разложения вещества (II) и сам материал (I). [c.28] Тепло из газовой фазы (область II) поступает в конденсированное вещество и нагревает его поверхность, а также слой вещества (область II), находящегося под этой поверхностью до температуры разложения Гр, при которой начинаются фазовые превращения или терморазложение. Указанное тепло либо генерируется в зоне пламенных реакций (область IV), либо содержится во внешней нагретой среде (область V). Механизм передачи тепла конденсированному веществу обусловлен в общем случае процессами теплопередачи за счет конвекции, излучения и теплопроводности. При продолжении поступления тепла происходит газификация конденсированной фазы вследствие процессов эндо- или экзотермического химического разложения, терморазложения, испарения или сублимации. Образовавшиеся продукты разложения за счет процессов диффузии поступают в газовую фазу (области III, IV, V). В тех местах, где продукты газификации и кислород внешней среды находятся в стехиометрическом соотношении (область IV), а температура достаточно высока, происходит их сгорание. [c.28] При этом выделяемое тепло частично идет на нагревание конденсированной (область I, II) и газовой (области III, IV), фаз, а частично рассеивается во внешнюю среду (область V). [c.28] Продукты сгорания диффундируют во внешнюю среду и к поверхности конденсированного вещества. В ряде случаев эти продукты реагируют с разрушающейся поверхностью, усиливая или замедляя эффект газификации. [c.28] Экзотермические гомогенные химические реакции горения газообразных продуктов разложения и внещних газов сосредоточены в узкой области (область IV), которая характеризуется наиболее высокой температурой и высокой световой эмиссией. Толщина этой зоны невелика и при термическом анализе процессов сгорания ее с приемлемой степенью точности можно считать специфической поверхностью, на которой тепловые и диффузионные потоки имеют скачки. Эту поверхность принят называть фронтом пламени. Зона интенсивного разложения конденсированного вещества (область II) отделяется от газовой фазы поверхностью, на которой протекают следующие процессы гетерогенное окисление полимерного материала кислородом, сублимация или испарение вещества, терморазложение (пиролиз, деструкция). Эта зона в случае стационарного горения полимера перемещается вместе с разлагающейся поверхностью с определенной для данных условий и полимерного материала ско )остью, которую принято называть скоростью выгорания полимера. Толщина зоны интенсивного разложения вещества сравнительно невелика, а температура Гр невысока. [c.29] Разработке различных аспектов теории горения полимерных материалов в настоящее время посвящено значительное количество экспериментальных и теоретических исследований. Наиболее полно и последовательно это изложено в книгах Р. М. Асеевой, Г. И. Зайкова, В. А. Воробьева, Р. А. Андрианова, В. А. Ушкова. Однако, как показывает анализ имеющихся в настоящее время данных [7], горение полимерсодержащих веществ в условиях реальных пожаров имеет свои особенности. В связи с этим возникает задача теоретического обобщения этих данных на основе модели горения, включающей.в себя основные особенности поведения этих материалов при пожаре. В настоящей работе остановимся на наиболее интересном случае — на горении, полимера в потоке нагретого воздуха. [c.30] Из изложенного выще вытекает, что, с математической точки зрения, представленная физико-химическая модель горения полимерного материала может быть описана с помощью двух сопряженных задач, сформулированных для газовой (внешней) и конденсированной (внутренней) фаз. [c.30] Вернуться к основной статье