Предельные условия горения

А. Предельные условия горения [c.179]

Если материал не детонирует в жидком кислороде, то для дальнейшей оценки опасности представляется целесообразным определять предельные условия горения, т. е. параметры кислорода и материала, определяющие границу, которая разделяет область, где материал не способен к горению, и область, где горение возможно. В первом случае будут найдены условия, при которых материал может быть приравнен к негорючим, во втором — применение материала может привести к его загоранию, и тогда необходимо оценить последствия загорания материала. Если последствия загорания недопустимы (травматизм обслуживающего персонала, взрывное разрушение оборудования), то материал не может быть использован в данной системе или конструкции. Если последствия загорания допустимы, то чувствительность материала к воспламенению сопоставляется с возможными в данных условиях источниками зажигания, т. е. оценивается вероятность загорания материала. [c.56]

Утечка жидких углеводородов при эксплуатации трубопроводов и оборудования может привести к серьезным последствиям. Особенно опасна утечка сжиженных углеводородных газов, так как при их воспламенении часто возникает фронт нестационарного быстрого горения или детонации. Условия возникновения детонации еще недостаточно изучены. До недавнего времени считали, что детонировать могут лишь быстрогорящие смеси водород— воздух, водород — кислород смеси непредельных углеводородов с воздухом и кислородом смеси предельных углеводородов с кислородом. В настоящее время считают, что детонировать могут почти все газообразные углеводороды в смеси с воздухом [45]. Для детонации (взрывов) характерны три особенности создается пик давления, примерно в 20 раз превышающий пик давления обычного взрыва при тех же начальных условиях фронт детонации распространяется со сверхзвуковыми скоростями детонация создает прямой удар разрушительной силы, а не гидростатическое давление. [c.111]

Предлагаемые для оценки опасности применения материалов в жидком кислороде четыре характеристики определяются достаточно большим числом параметров, которые в свою очередь могут зависеть от других. Например, для определения возможности детонации необходимо изучать условия возбуждения и возможность развития детонации в материалах при воздействии различных источников инициирования, оценить критические условия и последствия детонации, измерить скорости детонации и давления в детонационной волне. Для определения возможности горения необходимо изучать предельные условия горения материала, которые характеризуются предельным давлением горения, предельной концентрацией кислорода в смеси, при которой возможно горение, предельным количеством вещества, критическим размером или формой образца. [c.57]

Рис. 57. Схема установки для изучения предельных условий горения смазочных материалов в жидком кислороде

В исследовательской и производственной деятельности часто возникает необходимость сравнительной оценки пожарной опасности полимерных покрытий, а поэтому необходимы соответствующие критерии и классификационные тесты. Как уже подчеркивалось, горение полимерных композиционных материалов представляет собой сложный многостадийный процесс, закономерности протекания которого зависят не только от композиционного состава, молекулярной и надмолекулярной структур пленкообразователя, но и во многом определяется условиями возникновения и развития горения — источником зажигания, аэродинамикой потока окислителя, условиями тепло- и массообмена и т. д. Поэтому реальную оценку пожароопасности полимерных покрытий может дать только комплексное исследование, включающее определение параметров, характеризующих вероятность зажигания, предельные условия горения, скорость распространения пламени и последствия горения (дымообразование, токсичность продуктов пиролиза и горения). [c.160]

Испытания обычно сводятся к определению склонности полимерных материалов к воспламенению, предельных условий горения, а также дымообразования и токсичности продуктов пиролиза и горения. [c.160]

Тепловые потери излучением несущественны для быстрых пламен, поскольку они лишь незначительно снижают температуру горения. Однако по мере уда-е ия состава смеси от стехиометрического или увеличения содержания инертного компонента, температура горения, а с нею и нормальная скорость пламени уменьшаются до критического значения. Так, потери излучением, несущественные для быстрых пламен, становятся для медленных пламен важнейшим фактором, определяющим предельные условия стационарного горен ия в бесконечном пространстве. Они определяют значения концентрационных пределов взрываемости — наиболее [c.42]

Рис. 97. Схема вависимости предельных условий нормального горения от вида уравнения скорости горения при разных давлениях

В-третьих, в технической литературе под верхним и нижним пределами взрыва подразумевают предельные концентрации прн наличии импульса извне. Очевидно, что вне концентрационных пределов при постороннем источнике воспламенения взрыв не сможет распространяться по смеси, находящейся при заданных давлении и температуре. Когда же взрыв может произойти, то возникновение его в одной из точек не будет еще означать возможность распространения его по всему объему. Существенную роль при этом -будут играть условия распространения пламени. Взрыв при этом возникает в ограниченном пространстве, в котором находится источник, вызывающий зажигание (искра, нагретая проволочка). Следовательно, в этом ограниченном пространстве оказываются соблюденными все условия (концентрация, давление и температура), при которых возможен цепной взрыв. Но во всем остальном пространстве температура ниже, чем это необходимо для осуществления цепного взрыва, поэтому реакции не идут. Они могут начаться в результате распространения пламени от места зажигания благодаря теплопередаче от горящего слоя к граничащему с ним не горящему слою и благодаря возрастанию давления, вызванному горением. Вследствие повышения температуры и происходит самовоспламенение слоя, граничащего со слоем горящего газа. [c.217]

Предельные условия нормального горения невязких ЖВВ [c.240]

Хорошей иллюстрацией к влиянию размера сосуда являются опыты [221] по горению смеси нитроглицерина с азидом свинца в соотношении 50 50 вес. %. Как известно [38, 199], нитроглицерин в некоторой области давлений не горит, что объясняется, согласно Андрееву, интенсивной турбулизацией прогретого слоя по механизму Ландау — Левича. Азид свинца в чистом виде вообще не горит, а взрывается. Загущение нитроглицерина азидом свинца позволяет наблюдать устойчивое горение. Более того, на развитом режиме возмущенного горения эта добавка снижает скорость горения НГЦ примерно в 2 раза. Аналогичный эффект обнаружен и на смеси жидкого нитрогликоля с азидом свинца. Введение представления об эффективном диаметре жидких прослоек в смеси с твердым наполнителем позволяет объяснить эти факты зависимостью предельных условий от диаметра (толщины) прослойки жидкости. [c.280]

В случае разветвленной цепной реакции конечная стадия затухающего взрыва характеризуется совокупностью неравновесных процессов, прекращающихся при определенных давлении и температуре в тот момент, когда скорость разветвления перестает преобладать над скоростью обрыва цепей. Состав продуктов горения в этом случае определяется соответствующими предельными условиями и может отличаться от того состава, который отвечает химическому равновесию при температуре прекращения реакции. [c.552]

Это было подтверждено опытами, в которых в качестве топлив использовались чистые углеводороды, а полнота горения определялась путем газового анализа в широком диапазоне состава смеси и условий работы. Было найдено., что в предельных условиях, т. е. при низких давлениях и высоких температурах, полнота горения углеводородов различных классов не одинакова. Добавка к топливу 2% перекиси ди-трет-бутила или 1,1 мл/л тетраэтилсвинца не изменяла положения. [c.254]

В отличие от чисто тепловой схемы, здесь очевидно влияние на скорость распространения пламени изменения начальной концентрации активных центров, которое необходимо учитывать, например, в условиях горения в двигателях. Но, аналогично тепловой схеме, предельная скорость распространения пламени (при = С ) снова не. должна превышать скорости звука, поскольку и в этих условиях воспламенение распространяется вместе с малым механическим возмущением, создаваемым пламенем. [c.43]

Эксперименты по определению предельных условий детонации пленок масла в жидком кислороде при воздействии открытого пламени показали, что переход горения в детонацию возможен только при поджигании сверху. При начальном давлении 0,1 МПа детонация возникала, если толщина слоя масла индустриальное-12 была не менее 0,1 мм, а масла П-28 — не менее 0,2 мм. Если верхний конец трубы был закрыт, то детонация масла индустриальное-12 возникала при значительно меньших толщинах пленки (- 0,05 мм). [c.101]

Если целью испытания материалов является их классификация по условиям безопасного применения, то необходимо изучать параметры не в заданных конкретных условиях, а в виде набора возможных условий. Таким образом, для оценки возможности горения необходимо исследовать параметры, определяющие предельные условия распространения горения, а также зависимость этих параметров от размеров материала, его формы, ориентации и условий контакта с кислородом и другими материалами в оборудовании. [c.109]

Условия равенства между количеством тепла, выделившегося в результате реакции горения на единице поверхности в единицу времени, и интенсивностью теплоотдачи из зоны горения соответствуют предельным давлениям горения материала. [c.124]

Таким образом, величина предельного давления горения, которая разделяет область, где материал не способен к горению, и область, где горение возможно, в значительной степени зависит от условий применения материала (геометрических размеров, ориентации, наличия контактирующих теплоотводящих поверхностей, степени ограничения доступа кислорода к материалу и т. д.) и присутствия в материале негорючих веществ и ингибиторов. [c.127]

Изучение горения и детонации смазочных веществ и неметаллических материалов показало, что для каждого из них можно подобрать безопасные условия работы с жидким кислородом. Даже вещества или материалы, которые могут детонировать в жидком кислороде, можно безопасно применять при толщине меньше критической. Если материалы не детонируют в жидком кислороде, но могут гореть при низких давлениях, то, меняя условия применения (изменив толщину детали, создав контакт с металлом, ограничив доступ кислорода и т. д.), можно значительно повысить их Рпр. Предельные давления горения металлов можно повышать, увеличивая толщину деталей или экранируя поверхности, соприкасающиеся с жидким кислородом, негорючими материалами. Использование веществ и материалов при давлении ниже предельного является пожаробезопасным. [c.163]

Предположение о бесконечно большой скорости реакций, принятое в качестве одного из предельных условий в теории горения, естественно, дополняют также предельным допущением о стягивании реакционных зон в поверхность фронта пламени. Этим, по существ , определяется содержание собственно аэродинамической теории факела в дальнейшем, однако, этот термин будет применяться расширенно (т. е. с учетом конечной кинетики реакций). [c.6]

Под показателями пожарной опасности горючих газов (паров) здесь подразумеваются предельные условия возникновения горения их смесей с воздухом [161]. Определение показателей пожарной опасности горючих газов (паров) регламентируется ГОСТ 12.1.044-89 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения . К основным показателям пожароопасности горючих газов (паров) следует отнести [161] скорость распространения пламени концентрационные пределы распространения пламени (концентрационные пределы воспламенения) (КПР) температуру самовоспламенения. Также изначально предполагается, что воспламенение горючей топливно-воздушной смеси происходит от внешнего источника - искры, открытого пламени, высоконагретых поверхностей и т.д. Регламентация по источникам зажигания содержится, например, в документе [184]. [c.363]

В работе также была сделана попытка имитировать действительные условия работы прокладочных материалов помещением испытуемых образцов перед зажиганием в специальное зажимное металлическое устройство. Опыты показали, что для горения этих материалов требуется более высокое давление кислорода. Так, например, для ФПК, ФТ-4, паронита и A T предельное давление увеличилось с 0,1 до 1,9 (1 до 19) с 0,7 до 2,5 (7—25) с 0,1 до 2,6 Мн/лг (1—26) и с 0,8 до 3,5 Мн м (8—35 кГ см ). [c.73]

Эксперименты по изучению предельных условий горения пленок минеральных масел [8, 9] и замасли-вателей проводили на установке, схема которой приведена на рис. 57. [c.127]

Среди маломасштабных методов определения предельных условий горения полимерных материалов, разграничивающих область их возможного горения и область, в которой этот процесс не происходит, наибольшее распространение получил метод кислородного индекса, отличаюпдай-ся простым аппаратурным оформлением и не имеющий равных по воспроизводимости (до 1 результатов испытаний. В то же время, следует отдавать себе отчет в том, что этот метод предназначен лишь для сравнительной оценки способности полимерных материалов гореть в условиях лабораторных исследований, и на основании исследований горючести того или иного конкретного материала методом КИ еще нельзя сделать окончательного вьгоода о степени пожарной опасности этого материала. [c.163]

В гл. 1, разд. 2, было показано, что нормальная скорость пламени определяется максимальной скоростью реакции в пламени. Эта скорость соответствует зоне с температурой Ттал=Ть—в, т. е. зоне завершающей стадии реакции процесса, которая здесь всегда заключается в догорании окиси углерода. При соответствующем уменьшении концентрации горючего достигаются предельные условия протекания реакции в пламени, необходимые для того, чтобы было возможным стационарное горение. Они определяются едиными для любого исходного горючего кинетическими закономерностями окисления окиси углерода и величиной температуры горения. Когда температуры горения равны, составы таких вторичных смесей обычно не очень сильно зависят от состава исходных смесей, их различия слабо влияют на скорость догорания окиси углерода. Поэтому скорость завершающего процесса — взаимодействия СО+О2, а с нею и величина Ып в основном определяются температурой зоны реакции, которая близка к Ть- В результате температура горения оказывается практически единственным фактором, определяющим скорость пламени в смесях подкритического состава. [c.58]

Исследования предельных размеров горения проведены на различных по природе и поведению при горении полимерных волокнах образующих при горении карбони-зованный остаток (полиакрилонитрильное (ПАН), верел, канеколон, вискозное), не образующих при горении карбонизованного остатка (поливинилхлоридное, полиэфирное). Волокна имели различные значения КИ. Предельный размер горения для полимеров, образующих расплав, изменяется непропорционально показателям КИ. Показана большая чувствительность предельного размера горения, как показателя горючести, в сравнении с КИ. Следовательно, предельный размер горения является более эффективным способом определения воспламеняемости полимеров, чем широко применяемый КИ и является одной из важнейших характеристик предельных условий самопроизвольного распространения пламени. [c.95]

Предельные условия для горения вдоль поверхности контакта компонентов могут быть довольно жесткими. Так, в оболочках из плексигласа не удалось осуществить горение (при 40 атм) ни для одного из большого числа испытанных в работе [124] нитратов, хотя расчетный тепловой эффект для РЬ(Юз)а, Ba(N03),, Sr(N03)2 и особенно для LINO3 существенно выше, чем для ВаОг или КМПО4 (последние хорошо горят в оболочках из плексигласа даже при 1 ата). Возможно, это связано с тем, что при распаде нитратов выделяется не кислород, а сравнительно инертная двуокись азота. Не удалось осуществить горение в контакте с K IO4 (при /) < 60 атм) с теми горючими (полиэтилентерефталатом, галалитом, фенолформальдегидной смолой и др.), при термическом разложении которых (в присутствии кислорода) образуется большой углеродистый остаток. [c.179]

Горение чистого NH4 IO4 носит ярко выраженный предельный характер и ноятому оно очень чувствительно к изменению условий горения. При горении образцов NH4 IO4 в атмосфере сжатого азота имеется нижний и верхний предел но давлению, так что горение устойчиво лишь в интервале р С/ Ри- Величина р и Рп (а для верхнего предела — и само его существование) зависят от характера оболочки заряда, от диаметра заряда, от относительной плотности заряда, от дисперсности NH4GIO4 и т. д. [c.188]

Предельный характер горения N1140104 приводит к тому, что абсолютная величина скорости его горенпя при различных давлениях и даже самый вид кривой и (р) сильно зависят от условий проведения опытов (как в пределах одной работы, так и особенно при переходе от одной работы к другой) [c.192]

Движущиеся по поверхности капли расплава и отдельные образования, содержащие оплавленные твердые частицы, под действием сил поверхностного натяжения укрупняются, происходит явление агломерации. Движение и агломерация капель расплава приводят к возрастанию теплопотерь, к постоянному разрзплению подготовленного к горению прогретого слоя ВВ. Весьма интересен вид поверхности горения гексогена после затухания, которое происходит, когда достигаются предельные условия (при й = = кр). Прекращение горения легко может быть получено, если использовать, например, конические заряды. Оказалось, что расплав с включениями оплавленных твердых частиц собирается в одном месте, как правило, на периферии, остальная же часть поверхности лишена расплава. Не вызывает сомнений, что резкое сокращение горящей поверхности вследствие агломерации отдельных капель расплава явилось причиной прекращения горения. [c.42]

Если в данных условиях горения будет реализоваться не рассчитанное для сосуда бесконечного диаметра, то нарастание величины Ьп будет происходить медленнее, т. е. следует ожидать, что для выхода на предельную зависимость щ (п) потрёбуется достичь более высоких значений J / [c.223]

Рассмотрим вопрос о соответствии экспериментальных и расчетных критических условий нормального горения. Такое сопоставление для некоторых веществ уже проводилось в монографии Андреева [38] и было показано, что в ряде случаев наблюдается весьма удовлетворительное согласие теории и данных экспериментов. Проведем дополнительное сопоставление величин, характеризующих предельные условия нормального горения, причем для ряда невязких веществ, имеющих высокое значение критического давления (по-видимому, превышающее критические условия и по формуле Левича (93) (табл. 22)). Используем для сопоставления величину С = IjYP i значение которой, по теории Ландау, обозначим С[, а по теории Левича — С. [c.239]

Предельные условия нориального горения смесей азотной кислоты и горючих (186, 198] [c.241]

Заметим, что нарисованная картина затухания взрыва наиболее близко соответствует реакции, протекающей по механизму простых цепей. В случае разветвленной цепной реакции конечная стадия затухающего взрыва характеризуется совокупностью неравновесных процессов, пре-крашающихся при определенных давлении и температуре в тот момент, когда скорость разветвления перестает преобладать над скоростью обрыва цепей. Состав продуктов горения в этом случае определяется соответствующими предельными условиями и может отличаться от состава, отвечающего химическому равновесию при температуре прекращения реакции. [c.463]

Высказывались сомнения по поводу возможности осуществления дальнейшего сгорания топлива без зажи1 ания при уменьшенном содержании кислорода и увеличенном содержании углекислоты в газах. Возможность горения в подобном случае не является очевидной, так как имеются определенные предельные условия, в которых при данном содержании кислорода и углекислоты процесс горения не может развиваться. Так как такой случай повторного сжигания с одними и теми же газами представляет общий интерес, я кратко коснусь решения этого вопроса. В процессе горения содержание кислорода в отходящих газах с увеличением температуры уменьшается, а содержание углекислоты соответственно увеличивается. На фиг. 5 показана зависимость содержания кислорода от температуры. Если сгорание начинается при температуре окружающего воздуха, то его протекание характеризуется прямой линией, соединяющей точки 0 и Т при условии, что процесс протекает без теплообмена с окружающей средой. Сгорание в любой точке, лежащей на прямой линии Оз — Т, происходит с той же скоростью, что и в начале процесса. Если в какой-либо точке линии О2 — Т процесс сгорания прерывается и газ [c.157]

Материалы уплотнительных элементов запорных органов арматуры. Условия безопасного применения неметаллических материалов, работающих в качестве уплотнительных элементов запорных органов арматуры, определяли по результатам измерений предельных давлений горения материалов, предельных параметров прогарания материала в условиях контакта с теплоотводящими металлическими поверхностями и энергий зажигания. [c.180]

Предел по минимальному количеству топлива, поступаюп1его в пламя, способному снабдить последнее достаточным количеством горючего. Сюда относятся пределы по размерам образцов. Здесь можно исследовать самые разнообразные ситуации влияние подложек с высокой (теплопроводящие) и низкой (теплоизолирующие) теплопроводностью, горение в зазоре между полимером и массивной стенкой, горение многослойных ( сэндвичевых ) систем, горение на цилиндрических подложках (нити, проволоки). Поэтому полезно ввести понятие предельного размера горения - наименьшего характерного размера образца, ниже которого самостоятельное горение в данных условиях невозможно. Теория предельных размеров будет детально проанализирована в разделе 1.2.2. [c.14]

Экспериментальные работы по влиянию размеров полимерных материалов на предельные характеристики горения показали, что в определенных условиях уменьшение толщины образца приводит к срыву устойчивого пламени. Таким образом, подтверждается существование выведенного теоретически первого предела по Рыбанину [49]. Введено понятие предельного (наименьшего характерного) размера образца при котором самопроизвольное горение в принятых условиях испытания невозможно. Несмотря на сильную зависимость такого предельного параметра от внешних условий и типа горения, он служит ваншой характеристикой пределов горения, и его предложено использовать как критерий горючести [55]. В этой работе рассмотрены следующие три типа горения. [c.32]

Таким образом, предельные кинетические явления становятся определяющим фактором в осуществлении в реальных условиях многофронтовой физико-химической модели детонационного горения — явления, достоверность и универсальность которого сейчас уже не вызывает никаких сомнений. Интересно отметить, что и в условиях воспламенения за фронтом детонационных волн определенную роль может играть также изменение условий в газе перед включением процесса. Было замечено, что, как [c.306]

Здесь Н — эффективная теплота пспарения, включающая теплоту испарения топлива плюс тепло, необходимое для нагрева единицы массы испаряющегося горючего. Решение представлено в таком виде, при котором наблюдаются предельные переходы как к чистому испарению а = О, (уравнение (12) сводится к уравнению (10) прп условии Р1Д = Х,/ср1), так и к горению, когда Хщ = 0. Последнее предположенне верно, когда фронт пламени узкий л все горючее в нем превращается. В более простых моделях, удобных для анализа [23, 36], предполагается, что Н = Ь. При исследовании диффузионного горения многокомпонентной капли [38] используются в основном те же подходы, что и для однокомпонентной, несмотря на некоторое различие в методах анализа. [c.72]

В последние годы для моделирования процесса регенерации на уровне зерна активно разрабатывается диффузионная модель [150, 151, 153]. Уравнения материального баланса данной модели учитывают свободную диффузию кислорода в порах зерна одновременно протекают химические реакции, в которых кислород расходуется. Из физических соображений диффузионная модель представляется более строгой в сравнении с моделью послойного горения. Для диффузии кислорода нет никаких преград в виде некоторым образом локализованной узкой реакционной зоны. Поэтому нет необходимости привлекать дополнительные предположения для вывода уравнения движения зоны рюакции. Несмотря иа более простую постановку задачи, диффузионная модель включает в себя модель послойного горения как предельный случай. Действительно, всегда можно выбрать такие условия, что выжиг кокса будет проходить практически послойно. Именно это и было показано в работе [153]. [c.71]