Тепловая теория пламени и температура воспламенения

Теория теплового взрыва, предложенная Семеновым [1] и являющаяся основой для всех дальнейших работ в этой области, построена в допущении, что температура может быть принята одинаковой во всех точках взрывного сосуда. Это представление о гомогенном воспламенении не согласуется с экспериментальными фактами хорошо известно, что воспламенение всегда начинается в точке, а затем пламя распространяется по сосуду. Как правильно заметил в свое время Тодес [2], представление о равенстве температуры в предвзрывной период во все точках сосуда правильно только при такой интенсивности конвекции, при которой весь градиент температуры приходится на стенки сосуда. Но при этом предел теплового воспламенения должен существенным образом зависеть от толщины и материала стенки, что удается наблюдать только для жидких взрывчатых веществ при сильном искусственном перемешивании (см. главу VI). [c.320]

Основные выводы теории теплового взрыва получены для идеализированных условий, в предположении, что во всем объеме реагирующего газа под действием свободной конвекции устанавливается одинаковая температура и, соответственно, одинаковая скорость реакции, так что весь температурный перепад сосредоточен на стенке сосуда [14, стр. 870]. Но в то же время в теории принимается независимость коэффициента теплоотдачи от давления, т. е. предполагается теплопередача кондуктивного типа, в противоречии с исходным предположением. Принятие однородного поля температур, помимо отмеченного, оказывается в противоречии и с опытными данными, из которых, как отмечает Франк-Каменецкий, хорошо известно, что воспламенение всегда начинается в точке, а затем пламя распространяется по сосуду [17, стр. 235]. ]Между тем при полностью выровненной по всему объему газа температуре должно было бы произойти одновременное воспламенение. Таким образом, в газе, заключенном в нагретый сосуд, при отсутствии тепловыделения от реакции, всегда устанавливается некоторое стационарное распределение температуры с максимумом в центре сферы, по оси цилиндра, в средней плоскости плоскопараллельного сосуда и с постепенным ее снижением к стенкам. Это стационарное распределение температуры может быть нарушено только прогрессирующим тепловыделением от реакции. Стационарная теория и дает метод вычисления, для определенных условий теплопередачи, температуры, нри которой нарушается стационарное распределение температуры в газе. [c.14]

В первом опыте построения теории распространения иламени без применения температуры воспламенения, в работе Льюиса и Эльбе (1147], см. также (37, стр. 214]), пламя рассматривалось как непрерывное ускорение реакции. Тепловой поток из зопы реакции в свежий газ осуществляется как теплопроводностью, так и диффузионным перемешиванием свежего газа с продуктами сгорания. При этом в качестве рабочей гипотезы было принято, что ...сумма термической и химической энергии на единицу массы остается постоянной в любом элементарном слое между свежим и сгоревшим газом (там же). Применительно к выбранному конкретному примеру, нладшни распада озона, предполагалось учесть и роль диффузии активных цептров — атомов О. Одна) о это не было реализо- [c.178]

В итоге следует признать, что использование понятия температуры воспламенения само по себе еще не делает порочным построенную на этой основе теорию распространения пламени. Этот вывод является для нас тем более существенным, что иногда высказываются надежды на радикальное усовершенствование чисто тепловой теории распространения пламени в результате рассмотрения процесса распространения пламени без применения температуры воспламенения, на основе непрерывного развития реакции. При этом ширина зоны реакции 8рили время реакции тр отсчитываются от температуры, при которой констатируется развитие заметной скорости реакции и которая, но существу, совпадает с понятием температуры воспламенения. Но и здесь в современном, наиболее строгом варианте тепловой теории распространения пламени Зельдовича [2] передача тепла от зоны горения в свежий газ рассматривается в результате одновре-м е н н о г о действия теплопроводности и диффузионного перемешивания продуктов сгорания со свежим газом. Задача решается для частного случая, когда коэффициенты диффузии и теплопроводности можно принять равными друг другу. Воспроизводится неизменным то представление, что реакция в свежем газе вызывается только в результате нагрева газа, и что само пламя является только источником тепла. Именно в этом основной недостаток чисто тепловых теорий распространения пламени, источник их несоответствия важнейшим проявлениям реального процесса горения. [c.40]

Элементарная теория фронта пламени. Рассмотрим плоское стационарное пламя, в которое втекает поток горючей газовзвеси со скоростью 7о (скорость пламени). Для качественного анализа зависимости скорости пламени от параметров исходной смеси можно воспользоваться простейшей схемой Малляра и Ле-Ша-телье (см. Р. УШ1атз, 1964 Я. Б. Зельдович и др., 1980). При определяющей роли молекулярной теплопроводности поток тепла из зоны горения приближенно равен %1 Та — Ть)/Ах, где Таш Тъ — температуры горения (за фронтом пламени) и воспламенения смеси, Ах — толщина зоны горения. При отсутствии тепловых потерь весь этот тепловой поток идет на разогрев втекающей в пламя горючей смеси (рюс, + ргоСг) о (Гб — Г ). Таким образом, для скорости фронта плалюни получим [c.415]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология