Цепочечно-тепловой взрыв

Распространение холодного пламени по рабочей смеси, в отличие от нормальных горячих пламен, осуществляется исключительно диффузией в свежую смесь активных частиц, радикалов, образующихся при распаде перекисей. Результатом холоднопламенной стадии является замена исходного, относительно инертного углеводорода химически активной смесью органических перекисей, альдегидов и свободных радикалов. Эта активная смесь подвергается дальнейшему окислению и после некоторого периода индукции происходит новый взрывной распад перекисных соединений, аналогичный прежнему, но с вовлечением большей массы исходной смеси и с участием большего количества перекисных соединений. При этом возникает особый тип пламени, промежуточный между холодным и горячим, названный А. С. Соколиком [27] вторичным холодным пламенем . Реакция идет в нем так же, как в холодном пламени, не до конечных продуктов СО2 и НаО, а до СО, но степень разогрева в этом пламени уже велика и соответствует выделению примерно половины полной энергии сгорания, поэтому вторичное холодное пламя распространяется с большей скоростью не только за счет диффузии активных центров, но и за счет теплопередачи. После прохождения вторичного холодного пламени остается нагретая до высокой температуры смесь СО и неиспользованного кислорода. При достаточно высокой концентрации активных центров происходит цепочечно-тепловой взрыв этой смеси, рождающий настоящее горячее пламя, т. е. происходит самовоспламенение [27]. [c.67]

Здесь ошибочно противопоставлены, как альтернативные, цепной и тепловой характеры взрывных реакций, в действительности составляющих последовательные стадии непрерывного ускорения реакции в цепочечно-тепловом взрыве. [c.39]

Существенную часть дальнейшего процесса (вообще наименее изученного) составляет, повидимому, дальнейшее окисление основной массы непрореагировавшего углеводорода, индуцированное продуктами холодного пламени. Важную роль среди последних играют радикалы, образовавшиеся при распаде перекисей, и ацеталь-дегид, окисление которого также приводит к образованию перекисей и перекисных радикалов типа СНзСО(ОО)—. Есть основание полагать, что вторая стадия также завершается по истечении некоторого периода индукции Т2 взрывным распадом перекисей, аналогичным прежнему, но с тем различием, которое налагает на процесс вовлечение в окисление большей массы исходного горючего и значительно ббльшая максимальная концентрация накопленных перекисных продуктов. Возникающий при этом особый тип пламени — промежуточный между холодным и горячим пламенем. Реакция идет в нем, так же как в холодном пламени, не до конечных продуктов СОд и П2О, а до СО, на что указывает меньшее, против теоретического, повышение давления и температуры, а также значительно большее против теоретического увеличение числа молекул при сгорании. Но степень разогрева в этом пламени уже велика и соответствует выделению приблизительно половины полной энергии сгорания. Это, как мы его условно назовем, вторичное холодное пламя распространяется за счет частично передачи тепла, частично диффузии активных центров со скоростью, значительно превышающей скорость первичного холодного пламени , и оставляет за собой нагретую до высокой температуры смесь СО, неиспользованного кислорода и активных центров. При достаточно высокой концентрации последних происходит цепочечно-тепловой взрыв этой смеси, рождающий настоящее горячее пламя. [c.196]

Эта особенность высокотемпературного воспламенения не укладывается в рамки общего условия цепочечно-теплового взрыва (2.25), согласно которому зависимость периода индукции от температуры определяется температурной зависимостью эффективного коэффициента разветвления. Остается предположить, что в цепной стадии высокотемпературного воспламенения вероятность разветвления и эффективная длина цени становятся настолько малыми, что скорость брутто-реакции лимитируется скоростью зарождения активных центров, реакции, протекающей, по-видимому, через разрыв связи в молекуле горючего. Однако в настоящее время отсутствуют экспериментальные данные об укорочении цепей при высокотемпературном окислении углеводородов и возможных причинах увеличения вероятности обрыва цепей в этих условиях. [c.72]

Судя ио приведенным данным, средняя длина цепи при распаде перекиси значительно больше, чем при цепном распаде (крекинге) углеводородов. Это может служить дополнительным указанием на то, что взрывной распад перекисей развивается, в основном, по цепному механизму, т. е. с преобладанием экзотермических реакций типа (4 п 4 ), по сравнению с эидоторлшческой реакцией (3). С этой точки зрении, противоречивые результаты опытов Неймана и английских авторов находят простое объяснение в том, что цепной распад перекисей в определенных условиях (пониженного теплоотвода) может приобретать характер теплового взрыва, представляя, таким образом, в общем случае явление цепочечно-теплового взрыва. Однако тепловой взрыв, в котором выделе пие тепла связано с образованием конечных продуктов распада, сам по себе не может создать необходимую для распространения холодного пламени локальную концентрацию активных центров и играет поэтому подчиненную роль в явлении холодного пламени. [c.39]

В заключение в качестве иаглядного примера цепочечно-теплового взрыва приведем воспламенегше формальдегида, исследованное Ванпо [41]. Он изучал постепенный переход от медленной самоускоряющейся реакпии к самовоспламенению в смесях формальдегида с О2 и различными инертными газами в цилиндрическом кварцевом сосуде радиусом г = 2,2сж. Приведенные на рис. 9 образцы регистраций показывают начальный нагрев газа выше температуры стенок пирометра , вызванный сжатием при впуске, последующее охлаждение почти до полного выравнивания температуры газа и стенки сосуда, и, наконец, непрерывное повышение температуры вплоть до взрыва. Таким образом, нредвзрывной прогрессирующий саморазогрев газа возникает только спустя значительное время (в данном случае до1 сек) носле установления стационарной температуры в газе. Это указывает на автокаталитический характер развития в основной стадии предвзрывного процесса, идущего не только без выделения, но, возможно, даже с поглощением тепла (например, при накоплении перекисных соединений). [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология