Механизм и кинетика газовых реакций горения

Излагаемый здесь раздел кинетики посвящен изучению элементарных химических реакций между атомами, свободными радикалами и молекулами при медленном или быстром горении газовых смесей. В нем делается попытка предсказать скорость протекания суммарной реакции, а также условия воспламенения горючих газов по известным скоростям и относительной роли элементарных реакций при различных внещних условиях. Недостатки современных методов испытания и оценки топлив, особенно предназначенных для двигателей, объясняются именно недостаточностью наших знании в этой области. Всякое усовершенствование методов испыта ний топлив на основе более полных представлений о кинетическом механизме предпламенного окисления и горения должно оказать очень существенную помощь технологам-топливникам. [c.114]

Результаты исследования кинетики и механизма гомогенных газовых реакций—горения окиси углерода, горения водорода и реакции конверсии окиси углерода. [c.228]

Так, основу для развития теории гомогенного катализа заложили блестящие работы по кинетике и механизму гомогенных реакций в растворах и жидкой фазе Н. А. Меншуткина и Н. А. Шилова. Общеизвестна выдающаяся роль советских ученых в создании современной теории гомогенных газовых и цепных реакций. Особенно велика в этом роль и заслуги одного из создателей теории цепных реакций — H.H. Семенова и его большой научной школы, к которой принадлежат В. Н. Кондратьев, Ю. Б. Харитон, Я. Б. Зельдович, В. В. Воеводский, Н. М. Эмануэль, А. А. Ковальский и многие другие ученые. В процессах горения и во многих цепных каталитических реакциях большую роль играют перекисные соединения и радикалы. Одним из авторов перекисной теории окисления (теория Баха—-Энглера) являлся А. Н. Бах. [c.8]

МЕХАНИЗМ И КИНЕТИКА ГАЗОВЫХ РЕАКЦИЙ ГОРЕНИЯ [c.105]

Семенов Н, Н,, Цепные реакции, Госхимтехиздат, 1934, Семе нов Н, Н,, О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности, Изд, АН СССР, 1958 сб. Механизм окисления и горения водо рода , Изд, АН СССР, 1949 К о н д р а т ь е в В,Н,, Кинетика газовых химических реакций, Изд, АН СССР, 1958. [c.296]

Необходимость рассмотрения химических реакций, протекающих с конечными скоростями, отличает теорию горения от других разделов газовой динамики. Поэтому понятия химической кинетики составляют неотъемлемую часть книги. Сначала в 2 излагаются феноменологические законы для скоростей химических реакций, затем в 3 рассматриваются различные механизмы химических реакций и, наконец, обсуждаются теоретические формулы для скоростей реакций в случае гомогенных (в 4) и гетерогенных (в 5 ) процессов. В монографиях перечисляются стандартные руководства по этому вопросу. В работе [ ] можно найти современное изложение проблемы ). [c.477]

Большинство полимеров и полимерных материалов являются более или менее легко сгорающими продуктами и при температурах вьпие 300 °С устойчиво горят на воздухе. Несмотря на сходство горения газовых смесей и полимеров, дин последних характерна и своя специфика. Она проявляется в основном в двух аспектах. Во-первых, топливом здесь являются продукты термической и термоокислительной деструкции полимера, происходящей при воздействии на него высокотемпературных тепловых потоков. От состава и количества продуктов пиролиза, предшествующего воспламенению и горению всех полимеров, во многом зависят характеристики и закономерности самого горения. Однако кинетика и механизм деструкции многих природных и синтетических полимеров даже при отноштельно невысоких температурах и скоростях термического воздействия изучены недостаточно [1, с. 12]. Во-вторых, горение большинства полимеров лимитируется процессами массо- и теплопередачи и определяется условиями диффузии горючих продуктов разложения и кислорода воздуха и их смешения. Поэтому горение большинства полимерных материалов является диффузионным, а пламена относят к диффузионным пламенам в отличие от газовых, которые образуются в процессе горения, лимитируемом скоростями химических реакций топлива и окислителя и, таким образом, протекающем в кинетическим режиме. Газовые пламена часто называют предварительно перемешанными. [c.7]

Гомогенная и гетерогенная стадии химических реакций. Для выяснения механизма химической реакции и природы входящих в него отдельных элементарных процессов весьма существенное значение имеет вопрос о том, протекает ли данная реакция целиком в гомогенной (газовой) фазе и какое влияние на течение реакции оказывают гетерогенные факторы. В случае газовых реакций таким фактором чаще всего является стенка реакционного сосуда. На значение стенок реакционного сосуда (в частности, относительной величины их поверхности и их материала) для кинетики химических газовых реакций первый обратил внимание Вант-Гофф [37] (1884), хотя отдельные наблюдения действия стенок на химическую реакцию отмечались и раньше. Изучая реакцию полимеризации хщановой кислоты НСМО в стеклянных сосудах с поверхностью различной величины, Вант-Гофф нашел, что скорость реакции в сосуде с большей поверхностью заметно больше скорости реакции в сосуде с меньшей поверхностью. Он, далее, установил, что предварительное покрытие стенок реакционного сосуда циамелидом — продуктом полимеризации цианово1г кислоты — приводит к увеличению скорости реакции более чем в три раза. Сильное влияние природы стенок на скорость реакции было замечено Вант-Гоффом также в случае окисления гремучей смеси 2Н2-Ь02 (прн 440° С). В последующие годы влияние величины поверхности и природы (материала и характера обработки) стенок на скорость химической реакции было установлено для многих реакций, протекающих в газовой фазе. Оказалось, что в одних случаях стенка тормозит реакцию, в других — ее ускоряет. Известны также случаи двоякого действия стенки, когда стенка благоприятствует реакции и действует тормозящим образом в той же реакции. В качестве одного из примеров здесь можно привести действие стенки в реакции горения водорода. Вводя в зону горения тонкие стерженьки из различных материалов, А. Б. Налбандян и С. М. Шубина [2041 обнаружили при этом резкое замедление реакции. С другой стороны, Алиа и Габер [315] показали, что воспламенение водорода в месте скрещения горячих струй водорода и кислорода (нагретых до 7 < 540° С) при давлении в несколько десятков миллиметров ртутного столба происходит лишь при внесении в газ тонкого кварцевого стерженька Таким образом, нужно заключить, что твердая иоверхиость способствует возникновению реакции горения водорода и тормозит уже идущую реакцию. Укажем, что согласно [c.50]

В многочисленных исследованиях было изучено влияние различных факторов на нормальную скорость горения газовых смесей. Все эти исследования приводят к заключению, что основным фактором, определяющим скорость распространения пламени в газовых смесях, является химическая реакция горения, служащая тем источником тепловой и химической энергии, который поддерживает горение и обеспечивает распространение пламени. Впервые мысль об основной роли химической реакции, ее кинетики в механизме распространения пламени была высказана Пей-мгном и Уилером [1015] (1929), которые на этой основе дали качественное истолкование установленной на опыте зависимости скорости пламени от состава горючих смесей. Влияние состава газа на скорость пламени, по мнению этих авторов, сводится к изменению скорости реакции горения и к изменению температуры пламени, обусловленным изменением концентраций реагир тощих веществ. Так, например, представленной на рис. 191 зависимости скорости пламени в кислородно-азотных смесях метана от их состава, из которой следует резкое уменьшение скорости пламени при добавлении метана или кислорода сверх стехиометрии (отвечающей составу СН4 -Ь 20г) или при добавлении азота, Пейман и Уилер дают следующее объяснение. По их мнению, влияние избыточной концентрации реагирующих веществ, как и влияние азота, прежде всего сводится к уменьшению скорости реакции из-за понижения температуры пламени, особенно сильного при добавлении метана ввиду его большой теплоемкости (по сравнению с теплоемкостью О2 и Nг). Заметно менее сильное влияние кислорода по сравнению с азотом, имеющим практически ту же теплоемкость, что и кислород, объясняется тем, что одновременно с понижением температуры и связанным с этим уменьшением скорости реакции избыточная концентрация кислорода, являющегося участником реакции, вызывает и обратный эффект, т. е. относительное увеличение скорости реакции. [c.587]

Как видно из сказанного, во всех случаях расчетная схема газового факела включает в себя представления о едином механизме струйного турбу лентного переноса п те нлн пные упрощенные представления о кинетике реакций горения на фронте. Как первые, так и вторые могут уточняться и конкретпзпроваться по мере развития теории вопроса и накопления опытных данных. Однако уже сейчас общая теоретическая п расчетная схемы представляются в какой-то мере замкнутыми. [c.9]

В многочисленных исследованиях было изучено влияние различных факторов на нормальную скорость горения газовых смесей. Все эти исследования приводят к заключению, что основным фактором, определяющим скорость распространения пламени в газовых смесях, является химическая реакция, служащая тем источником тепловой и химической энергии, который поддерживает горение и обеспечивает распространение пламени. Впервые мысль об основной роли химической реакции, ее кинетики в механизме распространения пламени была высказана Нейманом и Уилером [1342] (1929 г.), которые на этой основе дали качествен-Т1ое истолкование установленной на опыте зависимости скорости пламени от состава горючих смесей. Так, Например, приведенной на рис. 143 зависимости скорости пламени в кислородно-азотных смесях метана от их состава, из которой следует резкое уменьшение скорости пламени при добавлении метана или кислорода сверх стехиометрии (отвечающей составу СН4-Ь 20а) или при добавлении азота, Пейман и Уилер дают следующее объяснение. По их мнению, влияние избыточной концентрации реагирующих веществ, как и влияние азота, прежде всего сводится к уменьшению скорости реакции из-за понижения температуры пламени, особенно сильного при добавлении метана ввиду его большой теплоемкости (по сравнению с теплоемкостью О2 и N3). Заметно менее сильное- [c.488]

Широкую известность приобрело открытие А. Ф. Беляева, разъяснившее механизм горения взрывчатых веществ и показавшее, что оно происходит в газовой фазе после их испарения [408]. Обширные исследования многочисленных ван ных характеристик взрыва (теплота взрыва, передача детонации, ширина зоны реакции в детонационной волне и кинетика реакции в ней) осуществили П. Ф. Похил, [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология