Внутреннее диффузионное горение

Внутреннее диффузионное горение [c.77]

Первый перелом, наблюдаемый при 500 °С, соответствует области внутреннего диффузионного горения. До 500° С процесс горения углерода протекал во всем объеме углеродного тела, т. е. находился во внутренней кинетической области , а затем начинает тормозиться внутренней диффузией и переходит с дальнейшим повышением температуры во внешнюю кинетическую область, где процесс локализуется на внешней поверхности куска. [c.161]

Внутреннее диффузионное горение происходит в порах углеродистого тела, когда внешняя поверхность этого тела подвергается химическому реагированию с окислителем, поступающим к ней по законам естественной или вынужденной диффузии. [c.185]

Внутреннее диффузионное горение происходит в порах углеродистого тела, когда внешняя поверхность этого тела подвергается химическому реагированию с окислителем, поступающим к ней по законам естественной или вынужденной диффузии. Эффузионное и фильтрационное горение возникает в объеме угольных тел при продувании их окислителем. [c.222]

На основании представлений диффузионного-окислительного горения для определения скорости испарения капли при образовании фронта разложения вокруг нее для внутренней диффузионной области можно получить уравнение сохранения массы и энергии в виде [c.73]

Внутренняя диффузионная область. Общая скорость процесса регенерации определяется диффузией кислорода через поры к зоне горения кокса. Концентрация кислорода у наружной поверхности гранул близка к концентрации его в объеме между гранулами, а концентрация в зоне горения у контурной поверхности снижается до нуля. Поэтому в пределах каждой гранулы коксовых отложений процесс протекает послойно сначала выгорает кокс, расположенный близко к внешней поверхности гранулы катализатора, а затем процесс горения перемещается в середину гранулы. [c.66]

Аналогичные закономерности наблюдаются и для порошковых катализаторов как аморфных, так и цеолитсодержащих. По данным [129], при постоянном удельном расходе воздуха повышение температуры ускоряет выжиг кокса только в начальный период. С углублением процесса регенерации эта зависимость ослабевает и при окислении глубинного кокса скорость реакции с увеличением температуры почти не изменяется. Исследуя влияние концентрации кислорода в регенерирующем газе, авторы [129] установили, что при постоянной температуре (580°С) регенерация аморфного и цеолитсодержащего катализатора в начальный период протекает в кинетической области и скорость процесса возрастает с ростом Со (зависимость I, рис. 4.46). При дальнейшей регенерации влияние изменения концентрации кислорода на скорость горения уменьшается (зависимость II, рис. 4.46), так как процесс частично переходит во внутридиффузионную область. Дальнейшее окисление остаточного кокса полностью протекает во внутренней диффузионной области (зависимость III, рис. 4.46) и скорость регенерации не зависит от концентрации кислорода. [c.152]

Прн сжигании газа с помощью горелок внешнего смесеобразования к влиянию перечисленных выше основных параметров добавляется еще влияние целого ряда явлений, присущих диффузионному горению подсос к устью горелок горячих продуктов горения термическое разложение углеводородов в зоне недостатка воздуха сложные температурные условия в процессе диффузионного горения потеря динамического напора потоками воздуха и газа при их выходе в топочную камеру аэродинамика самой топочной камеры, которая является одним из самых важных и недостаточно изученных факторов в этом виде горения н др. Еслн процесс смешения в горелках внутреннего смесеобразования в какой-то степени поддается аэродинамическим расчетам, основанным на изучении поведения отдельной струи, то методика расчета горелок с внешним смесеобразованием, учитывающая всю сложность явлений при диффузионном горении, до настоящего времени не разработана. [c.56]

На протяжении ряда лет некоторые авторы, анализируя работу горелок с внешним смесеобразованием, относили плохие результаты их работы за счет использования самого принципа диффузионного горения, полагая, что применение горелок с внешним смесеобразованием неизбежно связано с большими потерями тепла от химической неполноты горения. Однако исследования, проведенные с применением современных точных методов анализа продуктов горения, показали, что при правильной организации топочного процесса потери тепла вследствие химической неполноты горения, могут быть сведены практически к нулю при малых избытках воздуха в случае использования горелок как с внутренним, так и с внешним смесеобразованием. [c.57]

Сравнение этого значения энергии активации с имеющимися данными [Л. 5], полученными при исследовании горения крупных сферических частиц антрацита i E = = 33 500 ккал моль), приводит к мысли, что при воспламенении процесс реагирования должен протекать во внутренне-диффузионной области. Как показал Я. Б. Зельдович [Л. 6], для этой области скорость взаимодействия углерода с кислородом зависит от температуры и концентрации кислорода следующим образом [c.258]

Если предположить, что при воспламенении процесс протекает во внутренне-диффузионной области, то значения энергий активаций, полученные при исследовании критических условий воспламенения ( =17 500) и горения крупных частиц антрацита ( = 33 500), практически совпадают. Истинный порядок реакции Л) в этом случае получается равным нулю. [c.259]

При протекании процесса горения во внутренней диффузионной области концентрация газообразного реагента (кислорода при горении углерода, горючей смеси при горен ии на катализаторе) на внешней поверхности твердого вещества примерно равна концентрации в окружающем объеме (в потоке), причем на внутренних поверхностях она постепенно сходит на-нет. Глубина проникновения процесса внутрь пористой массы будет определяться скоростью диффузии через поры или, вернее, отношением скоростей внутренней диффузии и химической реакции на поверхности пор. Суммарная реагирующая поверхность в этом случае становится переменной величиной. Так как учет этой поверхности оказывается весьма трудно осуществимым, то обычно принимают протекание процесса за чисто поверхностное, приписывая суммарный получаемый эффект воздействию чисто кинетических факторов. При такой трактовке процесса применение закона Аррениуса должно привести к кажущимся значениям энергии активации. [c.77]

Внутренняя диффузионная область. Скорость суммарного процесса определяется диффузией кислорода через поры к зоне горения углеродистых отложений. [c.171]

Так же, как и горение неперемешанных газов, горение однородной смеси широко используется в целом ряде технических устройств (двигатели внутреннего сгорания, форсажные камеры газотурбинных двигателей и т.д.). В отличие от диффузионного, горение однородной смеси изучено гораздо хуже, так как скорость химических реакций существенно влияет на характеристики процесса. Указанное обстоятельство приводит к возникновению целого ряда нетривиальных эффектов, значение которых стало понятным лишь в последнее время. Цель данной главы состоит в том, чтобы выявить эти эффекты путем анализа экспериментальных данных и получить критериальное описание процесса. [c.215]

Противоположностью гетерогенным процессам является чисто гомогенное горение предварительно перемешанных газов. Классические примеры гомогенного горения дают процессы, где окислителем служит кислород горение смеси водорода с кислородом (гремучая смесь), смесей окиси углерода и углеводородов с кислородом. Эти смеси имеют широчайшие технические применения сжигание генераторного, водяного и природного газов, а также горение бензино-воздушной смеси в карбюраторном двигателе внутреннего сгорания. Однако в техническом горении далеко не всегда выполняется условие полного предварительного перемешивания, так что здесь возможны все переходы между гомогенным и диффузионным горением. [c.265]

При пористой массе углерода (кокс всех натуральных топлив) процесс горения возможен пе только на поверхности, но и во всем объеме углеродного тела. Внутреннее объемное горение так же, как и внешнее поверхностное. может протекать б кинетической и диффузионной областях. [c.160]

Во внещнем конусе пламени (зона вторичного горения) происходит дополнительное сгорание молекул СО и Нг, образовавшихся во внутреннем конусе. Кислород для окисления этих молекул диффундирует из окружающей атмосферы, и таким образом, во внешнем конусе происходит диффузионное горение. Уравнение происходящей при этом реакции для кислородноацетиленового пламени, рассмотренного выше, можно написать так [c.19]

Окисление кокса представляет собой гетерогенную химическую реакцию, в которой участвуют газообразный кислород, твердый углерод и обедненные водородом высокомолекулярные углеводороды, расположенные на поверхности внутренних пор и на внешней поверхности частиц катализатора. Скорость реакции окисления кокса зависит от условий регенерации температуры, удельного расхода воздуха, количества отложенного кокса, концентрации кислорода в газовом потоке, скорости его подвода к зоне горения, отвода продуктов сгорания в реакционный объем, поровой структуры катализатора, содержания металлов на поверхности катализатора и др. В зависимости от условий окисление кокса может протекать в следующих трех основных областях в кинетической области, во внутренней диффузионной области, во внешней диффузионной области. [c.39]

При устойчивом диффузионном горении кислород из воздуха проникает в зону горения в результате молекулярной диффузии. При кинетическом горении кислород и горючее вещество поступают в зону горения предварительно смешанными. При проникновении кислорода в зону горения вследствие диффузии образующееся пламя называется диффузионным. Оно состоит из трех зон. Б первой (внутренней) зоне находятся горючие пары или газы из-за недостаточной концентрации кислорода в этой зоне горение не происходит. Во второй (центральной) зоне пары или газы сгорают частично, а в третьей (внешней) зоне происходит полное сгорание горючей смеси. В последней зоне наблюдается наиболее высокая температура пламени, достигающая у ацетилена 2100 °С, сероуглерода 2200 °С, бензина 1400 °С. [c.235]

Пламя предварительно смешанной горючей смеси. Пламя над горелкой Бунзена является типичным примером горения предварительно смешанной горючей смеси [66]. В производстве сажи приходится сталкиваться с разными сочетаниями диффузионного горения и горения предварительно смешанных горючих смесей [67]. Если общее число атомов кислорода в пламени превышает общее число атомов горючего компонента, в равновесных условиях весь углерод должен находиться в виде СО и СО , а твердый углерод должен отсутствовать. Однако свечение углерода наблюдается даже при достаточно большом избытке кислорода в пламени [68]. Так, при горении ненасыщенных углеводородов, таких, как этилен и бензол, образование сажи начинается в нижней части внутреннего конуса пламени при этом образуется светящаяся оболочка, имеющая четко очерченную наружную границу. Высота оболочки может достигать нескольких миллиметров. Если такое пламя заключить в сосуд, то светящаяся оболочка станет значительно толще, распространится довольно далеко в пламя и затем постепенно исчезнет. Это объясняется тем, что при горении некоторых видов углеводородов реакции пиролиза с образованием сажи идут значительно быстрее реакций окисления молекулярным кислородом. [c.64]

Практически диссоциацию продуктов сгорания необходимо учитывать только при температурах выше 1700 °С. При диффузионном горении веществ (см. 6) в условиях пожара действительные температуры горения не достигают таких значений, поэтому для оценки условий пожара используют только калориметрическую температуру горения и температуру пожара. Различают температуру внутреннего и наружного пожара. [c.24]

Таким образом, образование сажи в диффузионном пламени, являющееся одной из наиболее характерных его особенностей, объясняется теми химическими реакциями, которые отличают реальное диффузионное горение от его идеализированной физической модели. Однако лежащее в основе физической модели представление о фронте горения в основном правильное. Фронт горения, хотя и не представляет собой поверхности в чисто геометрическом смысле, а имеет известную толщину, но действительно является непроницаемым для кислорода и горючего. Рассмотренные выше процессы протекают во внутренних частях пламени на некотором расстоянии от фронта горения, и кислород, не проникающий сквозь фронт горения, не принимает в них участия. В связи с этим химический механизм образования сажи при диффузионном горении должен быть таким же, как и при термическом разложении. Отличие этих процессов состоит лишь в том, что углеводород разбавлен азотом и продуктами горения, диффундирующими из фронта горения. [c.21]

Скорость выгорания кокса с поверхности катализаторов при прочих равных условиях зависит от особенностей отложения кокса в стадии крекинга и внутренней поровой структуры частнц. Поэтому регенерационную характеристику катализаторов оценивают в одинаковых условиях закоксовывания и при двух режимах горения кокса—диффузионном и кинетическом. Полученные результаты выражают в виде зависимости приведенной интенсивности горения кокса (в граммах за 1 ч из 1 тг катализатора) от температуры регенерации или других факторов, определяющих скорость горения. [c.169]

Модели диффузионного испарения, горения и термического разложения капель. Задача о диффузионном испарении капель, рассмотренная впервые Максвеллом, сегодня привлекает внимание исследователей. Все работы, касающиеся этого вопроса, можно разделить а) по методам исследования — аналитическим и численным б) но вкладу внутреннего и внешнего сопротивления процессам тепло- и массопереноса в) на стационарные и нестационарные задачи г) ио отношению к внешней среде д) ио влиянию различных сил (электрические, звуковые поля) на скорость испарения. [c.71]

При горении смеси горючих газов (паров) с воздухом, подаваемых с определенной скоростью к зоне горения (горелке), образуется стационарное пламя, имеющее форму конуса. Во внутренней части конуса смесь подогревается в основном до температуры воспламенения во внешней части конуса происходит горение, характер которого зависит от состава смеси. В отличие от диффузионного пламени в этом случае возможно горение и во внутренней части конуса. Если в смеси недостаточно кислорода, то во внешней части конуса продукты, образующиеся при неполном горении во внутренней части конуса, сгорают полностью. [c.182]

Во внутреннем объеме (в зоне паров и газов) диффузионного пламени горение не происходит. Отсутствие горения в этой зоне пламени можно продемонстрировать на следующих опытах. [c.254]

Однако в отличие от свободных струй в горящем факеле производные температуры и концентрации терпят на фронте пламени разрыв, так как в соответствии с аэродинамической теорией факела концентрации газа и окислителя на фронте равны нулю, а кроме того, фронт представляет собой поверхность сосредоточенного тепловыделения. Поэтому температуры и концентрации следует рассчитывать раздельно для внутренней (горючее -f продукты горения) и внешней (окислитель + продукты горения) областей. Полученные решения должны стыковаться на фронте пламени, координаты которого определяются из условия, что диффузионные потоки реагентов, направленные по нормали к фронту, находятся в стехиометрическом соотношении [6]. [c.53]

Внутреннее диффузионное горение. Характер протекания гетерогенного процесса горения (горение газовой смеси на катализаторе, горение углерода) в сильной степени зависит от состояния поверхности. При гладкой, газо-1 епроницаемой поверхности процесс будет [c.76]

При порошкообразном или пористом катализаторе, а также при пористой массе горящего углерода процесс может утратить чисто павер хностный характер и распространиться на весь объем этой масты или на часть его. Это до лжно иметь место при нивких темпепатурных режимах в тех случая , когда скорость ди ффу-3(ИИ газообразного реагента (кислорода) во внутренние поры твердого вещества окажется больше скорости химической реакции. Такая реакция, идущая в объеме твердого пористого вещества, может также протекать. в кинетической или диф фузионной областях. Придерживаясь той же классификации, предложенной Вулисом [Л. 11], удобно называть эти области горения внутренней кинетической или внутренней диффузионной областями. [c.77]

Связь указаннь1Х выше проблем с задачами, рассмотренными в предыдущих главах, просматривается вполне отчетливо. В самом деле, скорость окисления азота чрезвычайно сильно зависит от температуры. Поэтому при нахождении средней скорости реакции необходимо знать распределение вероятностей температуры. Аналогичная проблема возникает и при оценке излучения факела. Наконец, при исследовании влияния турбулентности на отклонения от термодинамического равновесия необходимо в первую очередь знать локальную структуру турбулентности, так как при диффузионном горении толщина зоны химических реакций очень мала, и поэтому внутренняя структура этих зон в основном зависит от характеристик наиболее мелкомасштабных вихрей. [c.170]

С дальиейлним повышением температуры скорость химической реакции возрастает настолько, что становится несоизмеримой со скоростью внутренней диффузии, и внутреннее объемное горение практически прекращается. Прн этом внешняя диффузия кислорода к иоверхностн углерод-Н0] 0 тела мон ет значительно превышать скорость поверхностной химической реакции. Процесс горения перейдет во внешнюю кинетическую область. Прн очень высоких температурах скорость химической реакции становится настолько большой, что процесс в целом начинает опреде- тяться скоростью внешней диффузии, т. с. переходит ио внешнюю диффузионную область. [c.160]

Поскольку было установлено, что горение Угля" при температурах выше 400° протекает во внутренней диффузионной области, то для обработки опытных, полученных в реакторе со взвешенным слоем, использовалось т инетическое уравнение, анало-чиное по форме уравнению для кинетической области с(с [c.121]

Коэффициент избытка воздуха, отнесенный к газо-воздушной смеси предварительного (внутреннего) смешения, характеризует собою взаимопереход от кинетического к диффузионному горению [c.120]

От диффузионного пламени отличается пламя, образующееся при горении заранее перемешанного горючего газа с воздухом (кинетическое горение). Это пламя при воспламенении какой-Jщбo части объема горючей смеси представляет собой светящуюся зону, в которой соприкасаются друг с другом свежая смесь и продукты горения зона горения всегда движется в сторону свежен горючей смеси, а фронт пламени имеет большей частью сферическую форму. При сгорании смесн горючих газов или паров с воздухом, подаваемых с определенной скоростью к юне горения, образуется стационарное пламя, имеющее форму хонуса. Во внутренней части конуса смесь подогревается до тем-лературы воспламенения. В остальной части конуса происходит орение, характер которого зависит от состава смеси. Если в смеси недостаточно кислорода, то во внешней части конуса про- [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология