Температура взрыва критическая воспламенения

Графически соотношение между dQ dx и dq dx при разных давлениях показано на рис. 3.13. Из этих соотношений можно определить критические условия теплового взрыва. Если при постоянном значении То изменять начальное давление реагирующего газа, то изменение dQ/dx и dq dx происходит так, как показано на рис. 3.13, а. При изменении dQ dx по кривой 1 скорость тепловыделения будет возрастать до достижения температуры Г/. Выше этой температуры скорость теплоотдачи превышает скорость тепловыделения и рост температуры смеси прекратится. Если dQ/dx изменяется по кривой 3, то количество выделившегося тепла будет превышать количество тепла, отведенного стенками. Смесь будет непрерывно разогреваться и, в свою очередь, повышать скорость реакции. В результате произойдет самовоспламенение смеси. При изменении dQ dx по кривой 2 температура будет возрастать до Гь В точке касания кривой dQ dx и прямой dq dx наблюдается равенство скоростей тепловыделения и теплоотвода. Система находится в неустойчивом равновесии. Незначительное повышение температуры в точке Ту приведет к самопроизвольному воспламенению смеси. Температура Ти таким образом, является температурой самовоспламенения смеси. [c.129]

Аэрозоли по воспламенению и горению во многом подобны газовым смесям. Эти процессы для них определяются сходными критическими условиями. Соответственно опасность аэрозолей и газовых смесей характеризуется рядом параметров. К этим параметрам относятся концентрационные пределы воспламенения, минимальное взрывоопасное содержание кислорода, минимальная энергия зажигания, максимальное давление взрыва, скорость нарастания давления. Сходная способность проявляется также в достижении взрывных скоростей горения. К числу указанных параметров можно было бы отнести и температуру самовоспламенения. Однако для многих органических аэрозолей этот показатель имеет малую практическую ценность, так как он получается значительно более высоким, чем для аэрогелей (табл. 12) [29]. [c.53]

При значениях 6, при которых (VII,12) имеет решение, возможно стационарное распределение температур, вид которого найдется подстановкой этого решения в (VII,11). При значениях Ь, при которых (VII,12) не имеет решения, будет происходить взрыв. Критическое условие воспламенения определится значением б, при котором (VII,12) перестает иметь решение. Для дальнейшего удобно ввести вместо константы интегрирования а новую величину а,, связанную с ней соотношением [c.325]

Сущность цепочно-теплового воспламенения заключается в следующем. Если цепная реакция развивается очень медленно, то исходные продукты успевают израсходоваться настолько, что скорость процесса начнет снижаться, не достигнув критического взрывного значения. Такой процесс Н. Н. Семенов назвал вырожденным взрывом . Это имеет место, когда разветвление цепи происходит не через активные центры, образующиеся непосредственно в реакционных звеньях цепи, а в результате распада относительно устойчивых промежуточных продуктов. Причем образуются свободные радикалы, которые начинают новые цепи, но развитие цепей пойдет тем медленнее, чем устойчивее промежуточные продукты. Однако в результате медленно нарастающей скорости цепного процесса может быть достигнута скорость тепловыделения, превышающая скорость теплоотдачи в окружающую среду. При таких условиях становится возможным прогрессивное саморазогревание смеси и дальнейшее ускорение реакции не от разветвления цепи, а от повышения температуры. Такой вид воспламенения, при котором медленно развивающаяся цепная реакция самоускоряется сначала за счет образования активных продуктов, а затем за счет выделяющегося тепла, называется цепочно-тепловым. При цепочно-тепловом воспламенении ценное ускорение реакции играет роль предварительного процесса, создающего условия для теплового воспламенения. [c.141]

Скорость обычных реакций плавно изменяется с изменением условий (температуры, концентрации, давления, размеров сосуда и т. д.). Реакция взрывного превращения протекает чрезвычайно быстро. Одна и та же реакция в зависимости от условий может протекать медленно или со взрывом. Воспламенение—переход от нормального к взрывному превращению, происходит при критических условиях. Реакцию взрывного превращения можно охарактеризовать как реакцию, протекающую очень быстро при достижении системой критических условий. [c.262]

Процессы сушки, дистилляции, ректификации, кристаллизации и некоторые другие с понижением давления протекают при более низких температурах, чем при атмосферном давлении, причем устраняется опасность термического разложения продуктов, их перегрев и воспламенение. При пониженном давлении в ряде случаев исключаются нежелательные побочные реакции, сокращается область взрывных концентраций смесей органических соединений с воздухом и при некотором характерном для каждого вещества давлении, называемом критическим, взрыв становится невозможным (см. гл. УП). [c.221]

Условие воспламенение топлива, то есть тепловыделение должно превышать теплоотвод в окружающую среду. Это достигается при повышении давления, начальной температуры, понижении энергии активации. В результате начинается прогрессирующий саморазогрев топливо-воздушной смеси, дальнейшее увеличение скоростей реакций окисления, быстрое выделение большого дополнительного количества тепла и происходит воспламенение. Критическим пределом теплового взрыва является температура самовоспламенения Тв, например, для бензинов 400 40, для дизельных топлив — 320-240 °С. [c.94]

При оценке пожарной опасности газов определяют область воспламенения в воздухе максимальное давление взрыва температуру самовоспламенения категорию взрывоопасной смеси характер взаимодействия горящего вещества с водопенными средствами тушения минимальную энергию зажигания минимальное взрывоопасное содержание кислорода нормальную скорость горения критический (гасящий) диаметр. [c.8]

Если параметр В велик в сравнении с единицей, то пренебрежение выгоранием реагирующего вещества за период индукции оправдано. Если же значение В мало, то взрыва вообще не будет. Максимальная температура будет мало отличаться от температуры стационарного режима, и резкого перехода от одного режима к другому не получится. При промежуточных значениях параметра В в переходной области по этому параметру воспламенение происходит, но при вычислении критического условия нельзя уже пренебрегать выгоранием за период индукции. Соответствующая поправка будет рассмотрена в следующей главе. Там мы увидим, что она действительно стремится к нулю при стремлении параметра к бесконечности. [c.305]

Отвечающая точке касания кривых 2 ш 4 температура (Г,) представляет собой температуру воспламенения (Тв) смеси, а давление р , отвечающее кривой 2,— минимальное давление взрыва (при температуре воспламенения Га или при начальной температуре Т ). Эти критические параметры теплового воспламенения, и р , могут быть вычислены из условий [c.453]

Отвечающая точке касания кривых 2 я 4 температура (Гг) представляет собой температуру воспламенения (Гв) или зажигания смеси, а давление Рг, отвечающее кривой 2,— минимальное давление взрыва (при температуре воспламенения Гг или нри начальной температуре Го). Эти критические параметры теплового воспламенения, Гг и рг, могут быть вычислены из условий (39.3) или (39.4), если известна зависимость скорости реакции W от давления и температуры. [c.538]

В то же время трифторид хлора вполне стоек по отношению к механическим ударам. Термическое разложение возможно даже при сравнительно низких температурах и атмосферном давлении. Его критические константы Гкр = 99К (—174° С), Ркр= = 57 кг/см2. Коррозионная активность трифторида хлора очень высока, но все-таки ряд материалов может использоваться с этим окислителем. Такие материалы как магний, алюминий, медь, цинк, олово, свинец, кальций при температурах около 293 К (20 " С) образуют защитные пленки, но при повышении температуры выше 188—373 К (—85- -100° С) возможно воспламенение и даже взрыв. Надежные защитные пленки могут образовываться на меди, латуни, монель-металле, никеле и нержавеющей стали. Предпочтительнее использовать монель-металл и никель, которые работают до температур 1023 К(750°С). Медь работоспособна до 673 К (400° С), а стали—до 523 К (250° С). В качестве прокладочного материала при отсутствии непосредственного контакта с жидким трифторидом хлора можно использовать фторопласт. [c.80]

Взрывные реакции. Реакции воспламенения газовых смесей обнаруживают некоторые своеобразные особенности, которые становятся понятными лишь в свете цепной теории. Рассмотрим для примера горение паров фосфора, изученное Семеновым и Харитоном (1926—1927). Ниже некоторого критического давления смесь паров фосфора с кислородом не взрывает ни при каких температурах. Выше взрыв наступает сразу. Величина р не зависит от температуры, но понижается при увеличении парциального давления фосфора или при увеличении размера сосуда. Все это указывает на то, что воспламенение возможно лишь при наличии условий, необходимых для развития цепей (достаточное число встреч), и при предохранении их от слишком быстрого обрыва (увеличение объема сосуда уменьшает расстояние от места возникновения цепи до стенки сосуда). Последнее предположение подтверждается тем, что р понижается от прибавления инертных газов, например аргона. Встреча с атомами последнего не обрывает цепей (очень интересный факт ), но затрудняет подход молекул к стенкам сосуда, где происходит обрыв. Механизм этой реакции достоверно неизвестен. Величина р при комнатной температуре и сосудах в несколько куб. сантиметров равна нескольким сотым долям миллиметра рт. ст. [c.480]

Небольшие следы двуокиси азота оказывают поразительное влияние на реакцию водорода с кислородом присутствие таких следов в смеси может вызвать взрыв даже при температурах, много более низких, чем те, которые соответствуют мысу полуострова воспламенения, т. е. при температурах, при которых газы сами по себе совершенно инертны по отношению друг к другу [19, 43]. Для каждой такой температуры существуют две строго определенных критических концентрации двуокиси азота, между которыми происходит немедленное воспламенение смеси водорода с кислородом, но выше и ниже которых наблюдается только крайне медленная реакция. Около 400 С нижняя критическая концентрация (далее обозначаемая н.к.к.) имеет величину порядка 0,1 мм Н , а верхняя критическая концентрация (далее обозначаемая в.к.к.) есть величина порядка нескольких мм Н5. Экспериментальное исследование явления обнаруживает также следующие дополнительные факты [19, 43]. При постоянной температуре и составе смеси н.к.к. растет, а в.к.к. падает с возрастанием общего давления водорода и кислорода. Если общее давление поддерживается постоянным, в.к.к. понижается с ростом отношения парциального давления кислорода в смеси к парциальному давлению водорода она понижается также благодаря присутствию азота. Результаты опытов по влиянию азота на п. к. к. являются недостаточными само влияние, повидимому, резко не выражено. Возрастание температуры понижает н. к. к. и повышает в. к. к. Влияние общего давления на н.к.к. с падением температуры становится менее отчетливым, в. к. к. остается той же как в кварцевых, так и в фарфоровых сосудах, н. к. к. проявляет при изменении материала сосуда тенденцию к смещению, впрочем весьма неопределенную величина этого смещения не очень велика. В следующей таблице приведены значения критических концентраций для стехиометрической смеси водорода с кислородом при различных температурах и давлениях. [c.59]

В частности, в начале главы 1 исследуется проблема воспламенения частиц магния. С привлечением модели теплового взрыва П.П. Семенова и методов элементарной теории катастроф изучены свойства многообразия катастроф (воспламенений). Выявлено различное качественное поведение температуры частицы в зависимости от значения параметра теплообмена. Установлено соответствие между критическими условиями Семенова в теории теплового взрыва и мно- [c.10]

Утверждение 2.3. О критических параметрах теплового взрыва. Если при течении смеси в волне воспламенения бифуркационный параметр а меньше а. , то конечная температура частиц Г2 будет [c.141]

Подстановка решений этого алгебраического уравнения (если они существуют) в (2.65) дает искомые зависимости а+ = а+(Си,...,Г ). На рис. 2.25 показан вид критических величин а+ в функции от числа Маха УВ М, о = С/] о /Я] о (<г) и средней плотности дисперсной фазы Р2.0 ( ) при некотором фиксированном наборе начальных параметров смеси и кинетических констант. Видно, что при некотором М, д (или р2 о) обе кривые соединяются в одной точке, и при больших значениях М, о (или Р2.0) исчезают. Другими словами, у многообразия катастроф исчезает особенность типа сборки [45]. Исчезновение пределов теплового взрыва говорит о необходимости привлекать в данной области другой критерий воспламенения, связанный, например, с достижением частицами некоторой критической температуры. [c.149]

Кривые на рис. 10, соответствующие постепенно возрастающему начальному давлению смеси, представляют изменения температуры в ходе реакции при переходе от самоускоряющейся реакции без воспламенения, типа вырожденного взрыва , к тепловому взрыву. Как видно из рис. 10, этот переход осуществляется при некоторой критической скорости тепло- [c.28]

Предел воспламенения определяли путем проведения плавной линии между точками, в которых наблюдалось воспламенение (даже с такими большими периодами индукции, как 20—30 сек.) и точками, в которых воспламенение не имело места . В соответствии с литературными данными воспламенение в сосуде, обработанном КС1, наблюдали при значительно более высоких температурах и давлениях (рис. 9). Весьма существенные различия наблюдаются также и в предвзрывной кинетике. В чистом сосуде взрыв происходит после заметного увеличения скорости при достижении ею некоторого критического значения (см. рис. 2, [c.56]

Большие значения критических диаметров обусловливают некоторые специфические особенности процесса локализации распада ацетилена при низких начальных давлениях и позволяют применить в качестве огнепреградителя крупную насадку, например кольца Рашига размером 35 мм. Указанные огнепреградители оказывает небольшое сопротивление быстро распространяющимся горячим продуктам распада [5.14]. Температура смеси в защищаемом пространстве зависит от количества смешиваемых газов и температуры продуктов реакции. Если температура этой смеси выше 300° С, то в ней развивается гомогенная или гетерогенная реакция разложения ацетилена с выделением тепла. При недостаточном отводе тепла в защищаемом объеме может произойти воспламенение смеси (тепловой взрыв) с образованием фронта пламени и распространением его по еще не разложившемуся аце-тилену. Таким образом, вследствие недостаточного охлаждения продуктов распада ацетилена возможно вторичное возникновение пламени в защищаемом объеме за огнепреградителем даже в том случае, если размер пламегасящих каналов в насадке меньше критического. Поэтому высота насадки в огнепреградителе должна быть достаточной для охлаждения продуктов распада [5.11]. [c.239]

Аналогичные наблюдения были получены и при изучении низкотемпературного воспламенения смеси пропана с воздухом [93] —именно, резкое сокращение задержки, также с видимым исчезновением холоднопламенной стадии при давлении около 10 атм (рис. 56). Отмечая, что переход от двустадийного к одностадийному воспламенению сопровождается специфическим металлическим стуком, автор заключает ... теперь стало ясным, что в условиях двигателя внутреннего сгорания процессы медленного окисления должны приводить к одностадийному воспламенению без отдельного холоднонла-менного процесса . На основании тех же опытов Таупенд писал По мере повышения давления в низкотемператур-яой зоне значительно дальше пределов самовоспламенения двустадийный характер проявляется все меньше, пока при некотором критическом давлении не переходит в одностадийный взрыв большой силы. Этот тип самовоспламенения близко воспроизводит явление стука в двигателе внутреннего сгорания с исключительно точным соответствием между давлением, необходимым для самовоспламенения при низкой температуре, и критической степенью сжатия, при которой возникает стук [130, [c.91]

За рубежом соотношение "количество - расстояние" обычно определяют, считая его для пролива большого объема водорода. На самом же деле примеры таких аварий хранилища, когда быстро выливается все содержимое резервуара, неизвестны. Для возникновения такой аварии требовался бы целый комплекс условий накопление в жидком водороде большого объема твердого кислорода, наличие соответствующей энергии воспламенения, необходимая температура в критическом месте и воздействие такой силы, которая оказалась бы достаточной для серьезного разрушения сосуда. Потеря же вакуума в кольцевом пространстве емкости не может вызвать разрушения, так как предохранительные устройства сбросят избыток испаряющегося газа. В отдельных случаях важным являются расстояния между резервуарами или цистернами с жидким водородом и другими объектами склада, определяемые "внешней опасностью". В понятие "внешней опасности" входит воздействие ударной волны, вызванной взрывом, а также осколков от разрыва резервуара. Указанные факторы особенно важны при размещении хранилищ вблизи испытательных стендов для ракет и управляемых снарядов [4]. -, Б таблице приведена зависимость "количество - расстояние" для хранилищ жидкого водорода, которая отражает практику строительства заводов по производству жидкого водорода фирмы Эйр Продактс, а также строительства в США старто- Л ого испытательного комплекса в штате Миссисипи [4]. [c.222]

Если и в этом случае элемент объема остается вблизи температуры воспламенения, то его температура продолжает подниматься по экспоненциальному закону вплоть до взрыва. Температура смежных элементарных объемов будет повышаться вследствие теплопроводности, а так как на границе этих объемов температура уже достигла точкп воспламененпя, произойдет взрыв. Как только любой элементарный объем достигает критического предела воспламенения в открытой системе, образуется волна давления, которая распространяется в системе со скоростью звука. За этой волной следует более медленно распространяющаяся тепловая волна (скорость ее движения определяется скоростью выделения тепла в реакции и теплопроводностью системы). Движущей силой для таких волн является тепло, выделяющееся в реакции диффузия препятствует распространению волны. [c.398]

Теплоотвод и критические условия воспламенения. Самовоспламенение горючей среды возможно только при определенных условиях. Процесс тепловыделения при реакции сопровождается теплоотводом от саморазогре-вающейся реагирующей среды в окружающее пространство. В случае предварительного нагревания реактора до определенной минимальной температуры самовоспламенения Гг, тепловыделение при реакции становится больше теплоотвода. Газ разогревается, и реакция ускоряется. В результате разница между скоростями тепловыделения и теплоотвода прогрессивно увеличивается, и происходит тепловой взрыв, практически с таким же разогревом, как и при адиабатической реакции, т. е. без тепловых потерь. Если температура, хотя бы немного меньше температуры самовоспламенения, тепловыделение и теплоотвод уравниваются уже при незначительном разогреве, и устанавливается режим медленной реакции с практически постоянной скоростью. [c.27]

Описанное возникновение критических условий в ходе выроя денно-разветвленной реакции окисления углеводородов дает возможность рассматривать холодное пламя, как результат цепного воспламенения. При этом все своеобразие холодного пламени получает естественное объяснение в факте затормаживания цепного воспламенения еще до достигкения срыва теплового равновеспя. В условиях реакции окпсления углеводородов это происходит в том случае, если тепло, выделившееся в ходе цепного взрыва, нагреет систему до температур, отвечающих области отрицательного температурного коэффициента. Прп переходе системы в эту область скорость реакции резко падает, система подвергнется охлаждению и вернется в нсходное состояние, т. е. в холоднопламенную область. [c.357]

Если известны кинетические характеристики (энергия активации, скорость предвзрывной реакции), термохимические данные (теплота реакции), физические характеристики смеси (теплопроводность), то для сосуда данной формы и размера становится принципиально возможным вычисление предельной температуры воспламенения для данного давления (которым определяется в уравнении (1.24) величина предэкспоненциальиого множителя /с). Приведенные в [17] расчеты для ряда реакций дали удовлетворительное совпадение с опытными значениями температуры воспламенения. В качестве примеров использования стационарной теории теплового взрыва укажем па расчет критических условий воспламенения газов от искры Постом (см. 15 стр. 219), а также на расчет критических условий воспламенения и предвзрывного разогрева Ванне (см. 2). [c.15]

Были исследованы закономерности самовоспламенения ди-лцетилена при его распаде методами нацуска и быстрого нагревания в специальной установке (Мошкович, Розловский и Стрижевский [51, 405]). В результате найдено, что в диапазоне давлений 20—800 мм рт. ст. критическая температура самовоспламенения при распаде диацетилена Изменяется от 1000 до 470° К (для сосуда диаметром 30 мм). Температура воспламенения диацетилена при атмосферном давлении ниже, чем у ацетилена, на 350— 400° С при этом материал реактора практически не влияет на процесс самовоспламенения диацетилена, что говорит в пользу теплового механизма взрыва и гомогенного характера реакции. Определена также скорость пламени распада диацетилена и кри- [c.63]