Детонация ускорение

Явление детонации объясняется ускорением завершения сгорания в результате многостадийного самовоспламенения части [c.151]

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]

Согласно перекисной теории детонации повышение температуры и давления в цилиндрах двигателя должно способствовать ускорению образования перекисных соединений и быстрейшему достижению критических концентраций, приводящих к детонации. Увеличение продолжительности пребывания последних порций топлива в камере сгорания также должно вести к образованию критических концентраций перекисных соединений и возникновению детонации, [c.70]

Применение на двигателях бензина с октановым числом, меньшим требуемого, недопустимо, так как это приводит к возникновению детонации в цилиндрах, которая может вызвать перегрев двигателя, привести его к ускоренному износу и повышению расхода бензина, а также и к серьезным нарушениям в работе двигателя и даже отказам из-за прогара прокладки головки блока цилиндров, детонационного разрушения днищ поршней и т.д. [c.8]

Предохранительные клапаны. При аварии иногда в печи скапливается взрывоопасная смесь паров топлива и воздуха, которая при соприкосновении с перегретым материалом в самой печи или каким-нибудь внешним источником пламени может взорваться. При таком взрыве в закрытом пространстве температура дымовых газов достигает 2000° С, а давление И ama. При особом случае взрыва — детонации, когда в результате сжатия еще не сгоревшей смеси взрывной волной может произойти ускорение распространения пламени, давление может достичь 20 ama, причем скорость распространения пламени достигает 2000—3000 м/сек. Детонация возможна только при определенной конденсации паров топлива в воздухе, и границы этой концентрации значительно уже, чем границы концентрации при взрыве. [c.43]

Возможность ускорения горения в трубах и возникновения детонации делает газопроводы и длинные аппараты с неровной, шероховатой внутренней поверхностью очень опасными объектами, если в них могут образоваться взрывчатые газовые системы. Эта опасность особенно возрастает в случае, когда такая труба — потенциальный очаг детонации — соединена с большой емкостью, заключающей тот же взрывчатый газ. [c.38]

В технике горение обычно происходит в газовом потоке и необходимо различать ламинарное и турбулентное горение. Турбулентность ускоряет все процессы горения за счет раздробления фронта пламени и увеличения его поверхности при крупномасштабной турбулентности или ускорения процессов переноса во фронте пламени при мелкомасштабной. В соответствующей гидродинамической обстановке ускорение пламени может привести к усилению турбулентности, а усиление турбулентности ускоряет горение. Такой механизм обратной связи, впервые отмеченный Щел-киным [101, приводит к сжатию и разогреву исходной смеси и в конечном счете к переходу горения в детонацию. [c.265]

Для горения взрывчатых веществ большое значение имеет проникновение газовых струй в конденсированную фазу, приводящее к интенсификации процессов переноса и ускорению горения [25]. Переход горения в детонацию связан именно с этими процессами, аналогично возникновению детонации в газах по Щелкину. При горении твердых взрывчатых веществ возможен своеобразный механизм увеличения поверхности горения за счет большой площади неровностей и пор. Скорость горения на шероховатой и пористой поверхности всегда больше, чем на гладкой. Этот вопрос разобран качественно Беляевым [25] и количественно Марголиным [47], который указал на роль колебаний давления, облегчающих проникновение горячих газов в поры твердого тела, и рассчитал оптимальную частоту этих колебаний. [c.273]

На основе опытов [6] установлено, что переход горения в детонацию происходит вследствие сильного торможения газа стенками трубы, по которой он передвигался к фронту пламени. По мере ускорения пламени расчет амплитуды ударной волны и температура сжатия газа достигает температуры воспламенения смеси, при которой горение перерастает в хлопок или взрыв. [c.48]

Гидродинамической теорией детонации предполагается следующий механизм образования мощной ударной волны при распространении пламени в трубах. Горение газа сопровождается расширением продуктов сгорания, которые воздействуют на фронт пламени, ускоряя его распростра нение. При каждом небольшом ускорении движения пламени от его фронта отходит слабая волна сжатия. При этом каждая последующая волна Сжатия движется со скоростью, превышающей скорость предыдущей, вследствие нагрева среды предыдущей волной, и поэтому она догоняет предыдущую волну. В результате на каком-то расстоянии от точки зажигания волны сливаются в одну мощную ударную волну, вызывающую детонацию смеси. Расстояние Ь от места воспламенения смеси в трубе до места возникновения детонации может служить мерой оценки склонности к детонации различных газовых смесей. В табл. 20 и 21 приведены данные изменения Ь в зависимости от химического состава смеси, начального давления и температуры смеси. [c.119]

При последующем увеличении подачи кислорода вся структура становится нестабильной, и в конечном итоге горение с ускорением (иногда переходя в детонацию) распространяется вниз, по направлению к огнепреградителю, расположенному у входа в реактор. [c.563]

Рассмотрим, к примеру, задачу определения минимального диаметра облака, способного к детонации ((4ин)- Опыты по дефлаграции больших облаков горючего газа показывают, что 4 > 50 м. Для оценки по радиационному механизму нужно знать, какая излучательная способность необходима для воспламенения элементарных объемов смеси перед пламенем за определенные интервалы времени. Кроме того, потребуются данные по задержкам воспламенения, прежде чем можно будет вычислить диаметр начального пламени. Дополнительная экспериментальная информация или предположения о распределении источников воспламенения будут необходимы, чтобы оценить характерный масштаб расстояния, связанного с ускорением возникающего пламени. В настоящее время указанная информация носит в основном умозрительный характер. [c.319]

Рис. 4.38. Значения эффективного ускорения пламени, вычисленные по временам индукции и длинам участка перехода горения в детонацию в условиях замкнутого объема

Применяя кристаллы размером порядка 100 мк, Томпкинс и Янг [591 исследовали период ускорения между 195 и 229°. Выше 229° разложение быстро переходило в детонацию однако при температуре ниже 228° период ускорения можно было наблюдать и описать параболическим уравнением. Найденная энергия активации равна 33 ккал-моль . Квадратичное уравнение применимо до значений а.= 0,3. Однако при а меньше 0,02 наблюдались заметные отклонения, которые удалось снизить, вводя поправочный член, ао = 0,01. Перерыв в опыте не влиял на дальнейший ход разложения, но он показал, что термическая задержка, возникаю- [c.219]

Качество моторных топлив определяется их способностью к детонации, которая характеризуется преждевременной вспышкой в цилиндрах двигателя, приводит к понижению его мощности и ускорению износа. [c.44]

Значительное повышение давления и температуры в конце сжатия вызывает преждевременные вспышки и детонацию топлива в двигателе. Детонация в двигателе приводит к неполному сгоранию топлива, перегреву деталей, снижению мощности, ускоренному износу и быстрому выходу из строя двигателя. Для обеспечения нормального, бездетонационного сгорания ири повышении степени сжатия необходимо увеличивать октановое число бензина. [c.52]

Наблюдения и прямая регистрация процесса на ударных трубах показали, что в области низких температур меняются не только значения но и гидродинамический характер протекания реакции — быстро развивающийся резкий взрыв, возникающий в некоторой совокупности очагов — центров взрыва, заменяется мягким режимом воспламенения, сопровождающимся образованием, областей, ограниченных фронто.м пламени. Переход в детонацию в режиме мягкого взрыва возможен лишь при дополнительном сжатии и нагреве газа в процессе развития пламени и его ускорения, тогда как в высокотемпературной области Е детонационный режим мо5кет развиться да- [c.304]

В работе [Wieкета, 1984] сделано следующее заключение "Необходимым условием инициирования детонации при взрыве является наличие домов, сооружений, стен и т. д. Другими словами, наличие препятствий формирует необходимые услов ия для ускорения пламени". [c.286]

Необходимо выяснить, может ли произойти детонация в промышленных условиях, если процесс будет инициироваться источником энергии низкого уровня, каковым является открытое пламя, зажигалка или электроискровой разряд 200 - 400 В. Согласно общей точке зрения, в таких условиях детонация наименее вероятна. Сошлемся на работу [Р1кааг,1984] "Анализ случаев аварий показал, что имевшиеся разрушения не соответствуют разруихениям, вызванным детонацией. Кроме того, согласно теориям развития процесса быстрых превращений облака, связывающим изменение давления со скоростью пламени,. ..давление порядка 0,03 МПа является достаточным, чтобы соответствовать разрушениям, наблюдавшимся в реальных случаях аварий, и может возникать при скорости пламени порядка 150 - 200 м/с. Итак, круг научных интересов постепенно переместился с вопросов, связанных с последствиями детонации, на исследование причин ускорения пламени и оценку длительности ударной волны..." [c.293]

Единственным слабым пунктом теории перекисей является то обстоятельство, что ненасыщенные углеводороды обладают значительно меньшей склонностью к детонации, чем парафины однако они имеют ярко выраженную склонность образовывать перекиси. Это видимое противоречие приходится объяснять тем, что степень детонации может обусловливаться не столько количеством, сколько характером перекисерг, а также дополнять теорию перекисей —теорией свободного водорода, выдвинутой Льюисом. Последний считает первичным процессом окисления парафинов дегидрогенизацию их, в результате чего образуются ненасыщенные углеводороды и водород. Последний и является основной причиной возникновения детонации в двигателе. Можно думать, что получающийся в результате дегидрогенизации водород находится в атомарном состоянии, т. е. что процесс распада парафиновых углеводородов сопровождается химической активацией молекул водорода. Как известно, атомарный водород может мгновенно соединяться с кислородом, причем это соединение связано с выделением огромного количества энергии. Таким образом, получающееся соедпнение можно рассматривать как активный центр, который может активировать молекулы горюч й смеси и тем самым сильно способствовать ускорению химической реакцпи. Подтверждением теории свободного водорода (как дополнительного фактора-детонации) и является хорошо известная большая склонность к детонации нормальных углеводородов парафинового ряда по сравнению с нормальными углеводородами олефинового ряда. Можно также полагать, что в случае непосредственно окнсляел1ых ненредельных углеводородов первично получающиеся нестойкие перекиси успевают превратиться в стойкие перекиси, тогда как в случае нос родстве и но окисляемых предельных углеводородов этот процесс завершиться не успевает. Это том более важно, что именно нестойкие формы перекисей глав- [c.356]

По. ГОСТ 10373—82 предусмотрен также метод ускоренных дорожных детонационных испытаний бензинов. По этому методу определяют угол опережения зажигания, обеспечивающий наименьший расход топлива при движении автомобиля с постоянными скоростями 30 и 70 или 40 и 80 км/ч с использо ванием высокооктанового бензина, обеспечивающего бездетонационную работу двигателя при всех установках опережения зажигания. Затем на смесях эталонных топлив с различными октановыми числами определяют углы опережения зажигания, вызывающие начало детонации, легкую детонацию, сильную и очень сильную детонацию при разгоне автомобиля от минимально устойчивой скорости на высшей передаче при быстром нажатии педали газа до упора. По результатам испытаний определяют детонационную характеристику автомобиля (рис. 13.5). Определяют угол опережения зажигания при разгоне на испытуемом бензине с легкой детонацией и по детонационной характеристике автомобиля находят значение дорожного октанового числа /ДОЧ/ испытуемого бензина. По детонационной характеристике автомобиля и углу опережения зажигания, обеспечивающему наименьший расход топлива, можно также определить требуемое ДОЧ бензина для данного автомобиля. [c.389]

Усовершенствованные экспериментальные методы позволили подробно исследовать переход горения в детонацию Установлено, что этот процесс включает ускорение волны горения, вызванное расширением горячих газов за волной, образование волн Маха перед пламенем, слияние волн Маха с последующим образованием ударных волн, развитие турбулентности впереди волны горения и внутри нее, обусловленное увеличением скоростей потока, и сложное взаимодействие многочисленных волн в образовавшемся турбулентном потоке, приводящее в конце концов к возникновению детонации Чепмена — Жуге. [c.222]

Л. Н. Пятницкий. О механизме ускорения пламени при переходе нор-лмльного горения в детонацию.— Докл. АН СССР, 1962, 144, № 6. [c.125]

При турбулентном течении горючей смеси пульсации потока интенсифицируют тепло- и массоперенос в пламени, искривляют и дробят его пов-сть, расширяют зону р-ции, что приводит к резкому ускорению Г. Скорость распространения турбулентного пламени может превосходить и в десятки и сотни раз. В сильно шероховатых трубах тур-булизация потока и ускорение пламени могут даже привести к переходу Г. в детонацию. [c.597]

На основе существуюш,их представлений переход горения твердых ВВ в детонацию можно представить обш,ей упрош енной схемой (рис. 44), которая включает следующие стадии I — устойчивое послойное горение II — конвективное горение III — низкоскоростной (800—3500 м1сек) режим взрывчатого превращения IV стационарная, нормальная детонация. Каждая из стадий различается механизмом передачи тепла и возбуждения реакции. Основной формой передачи тепла при послойном горении является молекулярная теплопроводность, при конвективном горений — вынужденная конвекция. Низкоскоростной режим возбуждается волнами сжатия, детонация — ударной волной. В общем случае развитие процесса является ускоренным. Конечным результатом ускоренного развития является формирование ударной волны, которая инициирует детонацию ВВ, если ее амплитуда превышает критическое значение, и система является детонационноспособной (диаметр заряда превышает критический диаметр детонации). Существование и пространственная протяженность отдельных стадий зависят от структуры заряда, физико-химических (индивидуальных) свойств ВВ, условий проведения опыта. Так, например, конвективное горение может непосредственно переходить в детонацию, минуя стадию III. Развитие процесса может заканчиваться установлением низкоскоростного режима с постоянной скоростью, и возникновение детонации отсутствует. [c.110]

Максимальное значение скорости перед возникновением детонации равно 2000—2300 м1сек и близко (несколько меньше) к скорости звука в ВВ. Видно также, что скорость режима возрастает по длине, особенно в начальной стадии. Вместе с тем сами авторы дают иное толкование полученным результатам о характере изменения скорости режима по длине заряда. Так, в работе [13] отмечается, что наблюдаемое ускорение недостаточно выявлено, чтобы дать доказательство постепенного перехода в нормальную стационарную детонацию , а Прайс, Венер [125], ссылаясь на ту же работу, пишут, что Гипсон и Мачек демонстрировали суш ест-вование низкоскоростного, но распространяюш,егося с постоянной-скоростью режима в опытах по переходу горения дины в детонацию . [c.168]

Механизм перехода горения жидких смесей во взрыв и детонацию, по Гольбиндеру, включает образование газо-паро-капельной взвеси (двухфазная смесь). В согласии с Андреевым [38], этот слой может быть стабильным при толщине меньше некоторой критической. Резкое ускорение газообразования наступает при превышении критической толщины слоем двухфазной взвеси, находящейся в газовой фазе над поверхностью горения. Ускорение может быть следствием вспышки или детонации, или какого-то промежуточного режима взрывоподобпого сгорания взвеси. Существование верхнего предела детонации смесей по давлению в этом рассмотрении трактуется как следствие уменьшения толщины слоя двухфазной взвеси с р6стом,давления растет диспергирование капель в газовую фазу, но и сокращается полное время их сгорания, что ограничивает максимальную достижимую толщину слоя взвеси. Этот вопрос обсуждается в монографии [38], где имеются ссылки па ряд работ. [c.250]

Как отмечалось, последний эффект вызван более быстрым распространением по сечению трубы волны разрежения. Таким образом, в отношении пределов детонации проявляются два противоположных действия начального подогрева — непосредственное, обязанное повышению температуры в ударной волне с данным повышением давления и облегчаюш ее воспламенение, и косвенное, связанное с ускорением распространения волп разрежения и торможением реакции в детонационной волне. Судя по приведенным данным, в условиях узкой трубы до 150° преобладает косвенное, а при более высоких температурах — прямое действие предварительного подогрева. И только в трубах шире предельного диаметра, определяемого по условию (22.5), косвенное действие подогрева исчезает, и повышение начальной температуры должно приводить к неизменному расширению-пределов детонации . [c.338]

Схемы Беккера [46], Иоста [92, стр. 206], Льюиса и Эльбе [107, стр. 624] представляют различные варианты трактовки спиновой детонации, как периодического замедления и ускорения пламени и ударной волны, которое в схемах Беккера и Иоста обусловлено относительным их удалением и сближением в пространстве, в схеме Льюиса ж Эльбе — уменьшением и увеличением поверхности пламени и объемной скорости горепия, вследствие периодического изменения наклона фронта пламени. Но в основе всех этих схем лежит неприменимая к стационарной детонации гипотеза о разделении в пространстве ударной волны и пламени. Отметим, что привлекаемые в качестве экспериментального обоснования этой гипотезы — шлирен-фотография Бона самовоспламенения перед фронтом ударной волны, или же опыты Льюиса и Эльбе (упоминавшиеся на стр. 347) — относятся не к стационарному режиму спиновой детонации, а либо к ее возникновению, либо к нестационарному режиму горения. [c.352]

Для дальнейшего рассмотрения влияния других физико-химических факторов на предетонационное расстояние существенно учитывать, что оно состоит из двух частей, имеющих различную природу. Образование плоской волны сжатия, с которого начинается собствзнно предетонационное ускорение пламени, так же как и вибрации пламеп, становится возможным только после перекрытия фронтом пламени сечения трубы, как на рис. 275, В, представляющем схему известной фотографии Эллиса (см., например, [107] фпг. 151). На временной развертке пламени этому соответствует перегиб, фиксирующий начало собственно предетонационного нериода (см. рпс. 258). Расстояние от искры до места возникновения детонации состоит, таким образом, из двух частей 8г> = 8[> 8о-Как очевидно,представляет наименьшее возможное расстояние от искры до возникновения детонации оно может быть, в частнос т), сокращено расположением нескольких искровых электродов по сечению трубы — прием, используемый для ускорения установления детонационной волны. [c.369]

Необходимые для возникновения ударной волны химическое ускорение голубого и горячего пламен и достаточно высокая интенсивность холодного пламени в условиях дизельного воспламенения получаются главным образом при удлинении периода ипдукции холодного пламени. Это приводит к возрастанию количества испарившегося топлива, увеличению зоны обогаы1епной смеси, снижению средней температуры в ней и, наконец, к приближению холоднопламенного процесса к ВМТ. Удлинение и возникновение ударной волны может дать и снижение ЦЧ, т. е. повышение антидетонационной стойкости топлив (в противоположность детонации в двигателе искрового зажигания), а также, по приведенным выше причинам, снижение температуры сжатия и наличие избыточного топлива в зоне воспламенения, чем объясняется соответствующий эффект М-системы. [c.420]

Давление в трубопроводах и каналах может превышать давление в сосудах, полученное в лабораторных условиях, при наличии перепада скоростей в турбулентном потоке, значительного ускорения сгорания массы пыли и последующей детонации газодис- [c.109]

При детонации в замкнутом объеме существует минимальная длина трубопровода (обьпшо называемая длиной преддетонационного участка), которая необходима для ускорения пламени до такого уровня, чтобы перед пламенем смог сформироваться ударный скачок и затем произошел переход в детонацшо. Существует очевидная возможность повысить взрывобезоиасность химических предприятий, обеспечив вьшолнение условия — длина трубопроводов не должна превышать длину преддетонационного участка. В то же время имеющиеся данные свидетельствуют о том, что возникновение детонации возможно в любой смеси, лежащей между концентрационными пределами детонации, и что невозможно полностью исключить все источники инициирования или обеспечить, чтобы все трубопроводы имели длину, заметно меньшую длины преддетонационного участка. [c.310]

Детонационные волны в замкнутых объемах не только более подробно изучены по сравнению с детонационными волнами в неограниченных объемах, но и представляют такой тип процесса, который наиболее часто и легко реализуется на практике. Это обусловлено действием стенок, которое приводит к двум до некоторой степени противоположным эффектам. Первый связан со способностью стенок генерировать турбулентность в потоке перед пламенем, что ускоряет переход горения в детонацию. Пламя, распространяющееся по детонационноспособной смеси, заполняющей трубопровод, легко ускоряется, достигая скорости звука, после чего в смеси перед пламенем образуется ударная волна. Начальная скорость пламени является функцией произведения скорости ламинарного горения 5 и (типичное значение которой составляет порядка 1 м/с) на степень расширения , равную отношению плотности реагентов к плотности продуктов (как правило, выполняется соотношение 5 < е < 12). Ускорение пламени, начинающееся с этих умеренных скоростей, обусловлено взаимным действием турбулентности, генерируемой самим пламенем в продуктах горения, и турбулентности, создаваемой в движущемся потоке нереагирующей смеси. В результате происходят увеличение площади поверхности пламени за счет искривления его фронта и переход к турбулентному горению, скорость которого по величине приблизительно на порядок превьппает скорость ламинарного горения. Совместное действие заказанных факторов приводит к формированию перед пламенем ударного скачка, который образуется на расстоянии около 50-60 диаметров [c.312]

Углеводороды состава Сд—Св (изопентаны, изогексаны, изогеп-таны и изооктаны) — важная составная часть бензинов (моторных топлив) — топлива для карбюраторных двигателей. Качество моторных топлив определяется их способностью к детонации, которая характеризуется преждевременной вспышкой в цилиндрах двигателя, что приводит к понижению его мощности и ускорению износа. Наименьшей способностью к детонации обладают углеводороды изостррения, и в частности изооктан. Его антидетонационная устойчивость принята за 100, а нормального гептана — за 0. Поэтому качество моторного топлива оценивается величиной октанового числа. В таблице 4 показана связь между строением некоторых предельных углеводородов и значением их октанового числа. [c.42]

Вторая из упомянутых выше статей [43] демонстрирует результаты испытаний в рабочих условиях, которые показывают, что в шести автомобилях из восьми происходил резкий треск при работе на стандартном юпливе и в то же время это явление отсутствовало при работе на топливе, содержанием трикрезилфосфат в количестве 0,2 от теоретического. Кроме того, в то время как в 35% отдельных ускорений нри работе на стандартном топливе имел место резкий треск , последний отсутствовал при работе на топливе, содержаш ем присадки. Эти авторы пришли к заключению, что присадки фосфорного типа имеют тенденцию ослаблять преждевременное воспламенение. Однако Тонгберг с соавторами [43] сообщали о неблагоприятном влиянии использования фосфорных присадок в виде коммерческих фосфорных соединений на октановую характеристику топлива, определяющую его устойчивость по отношению к обычной детонации по данным Гибсона и Хессельберга [16] увеличение требуемого октанового числа под действием фосфорных присадок может изменяться от О до октановой единицы, однако они отметили, что это увеличение должно уравновешиваться уменьшением преждевременного воспламенения. [c.290]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология