Теория возникновения детонации

Все внешние признаки и проявления детонации хорошо известны, однако, причины возникновения и механизм этого явления до сего времени выяснены не полностью. Существует несколько теорий, объясняющих сущность детонационного сгорания, но наиболее общепризнанной из них в настоящее время является так называемая перекисная теория. [c.65]

Согласно перекисной теории детонации повышение температуры и давления в цилиндрах двигателя должно способствовать ускорению образования перекисных соединений и быстрейшему достижению критических концентраций, приводящих к детонации. Увеличение продолжительности пребывания последних порций топлива в камере сгорания также должно вести к образованию критических концентраций перекисных соединений и возникновению детонации, [c.70]

Гидродинамической теорией детонации предполагается следующий механизм образования мощной ударной волны при распространении пламени в трубах. Горение газа сопровождается расширением продуктов сгорания, которые воздействуют на фронт пламени, ускоряя его распростра нение. При каждом небольшом ускорении движения пламени от его фронта отходит слабая волна сжатия. При этом каждая последующая волна Сжатия движется со скоростью, превышающей скорость предыдущей, вследствие нагрева среды предыдущей волной, и поэтому она догоняет предыдущую волну. В результате на каком-то расстоянии от точки зажигания волны сливаются в одну мощную ударную волну, вызывающую детонацию смеси. Расстояние Ь от места воспламенения смеси в трубе до места возникновения детонации может служить мерой оценки склонности к детонации различных газовых смесей. В табл. 20 и 21 приведены данные изменения Ь в зависимости от химического состава смеси, начального давления и температуры смеси. [c.119]

На опыте переход от взрыва к детонации обычно наблюдают, фотографируя на движущуюся пленку или пользуясь другими способами записи во времени. Детонация в твердых взрывчатых веществах распространяется обычно гораздо быстрее взрыва. При переходе взрыва в детонацию наклон световой траектории на пленке заметно изменяется. Теория возникновения детонации при взрыве еще недостаточно разработана. В частности, в одной из моделей, предложенных для таких твердых взрывчатых веществ, как азид свинца [36а, 366], которая может быть с соответствующим изменением применима и к описанию возникновения детонации в газообразных системах [40], проводится аналогия между образованием фронта детонации из маленьких центров интенсивной химической реакции и возникновением фронта световой волны из небольших волн Гюйгенса. [c.386]

ЛИЛИ детально проследить за всем процессом возникновения детонации в двигателях. Детонация — очень сложное явление, развивающееся, согласно предложенной А. С. Соколиком теории, в нескольких последовательных стадиях. Возникновение детонации в двигателе обязано двухстах дийному самовоспламенению, развивающемуся в сгорающих в последнюю очередь частях заряда. Наши опыты указывают на то, что на возникновение детонационной волны существенно влияет отражение возникающих в результате такого самовоспламенения ударных волн от стенок камеры сгорания. Детонационная волна в двигателях может принимать весьма своеобразные формы. Наряду с детонационными волнами, распространяющимися по несгоревшей смеси со скоростью около 2000 м/сек, при более слабой детонации возникают ударные волны со средними скоростями лишь около 1200—1500 м/сек. [c.213]

Теория возникновения детонации [c.72]

Теория возникновения детонации. ........ [c.564]

Теория возникновения детонации объясняет причины различного распространения пламени в коротких и длинных трубах, при зажигании газовой смеси у закрытого или открытого конца трубы, а также при зажигании газовой смеси в центре сфериче- [c.104]

Согласно теории окисления через перекиси скорость химических реакций процесса горения углеводородных смесей обусловливается интенсивностью возникновения активных перекисей, с одной стороны, и быстротой их исчезновения—с другой. В период индукции в горючем происходит первичное накопление перекисей. Увеличение количества молекул перекиси сопровождается повышением числа экзотермических реакций окисления, что вызывает возрастание температуры и, следовательно, большую интенсивность возникновения новых молекул перекиси. При достаточной концентрации активных перекисей скорость реакции окисления настолько возрастает, что появляется пламя. Между моментом достижения достаточной для воспламенения концентрации перекисей и самим воспламенением протекает некоторый интервал времени, в результате чего горючая смесь в момент появления пламени оказывается пересыщенной перекисями, почему реакция принимает чрезвычайно бурный характер, т. е. возникает детонация. Очевидно, что то горючее будет наиболее склонно к детонации, у которого возрастание скорости образования перекисей прл повышении температуры будет происходить наиболее интенсивно, так как в этом случае будет увели-чиваться возможность пересыщения смеси перекисями в момент воспламенения. Влияние перекисей на возникновение детонации в двигателе было показано Каллендаром экспериментально. Он испытывал влияние на работу двигателя добавляемых к топливу стойких (перекись бензоила) и нестойких (перекись ацетила, перекись метилэтилкетона и др.) перекисей и отметил различие в их влиянии. [c.354]

Перекиси относят к разряду весьма нестойких соединений, которые при высоких термобарических условиях могут самопроизвольно разлагаться и стать причиной возникновения детонации. Теоретическим обоснованием гипотезы Баха по радикально-цепной теории Семенова являлся следующий механизм окисления углеводородов [c.57]

Явление детонации в двигателе объяснялось различными исследователями по-разному. Большое распространение получила теория, связывающая возникновение детонации с образованием промежуточных продуктов окисления — органических перекисей. Эта теория основана на перекисной теории академика А. И. Баха [2], созданной в 1897 г. [c.17]

Более углубленное представление о механизме антидетонационного действия ТЭС, основанное на теории многостадийного развития детонации, дано в работах А. С. Соколика [165, 180]. Он подчеркнул важную роль свободных радикалов, образующихся при распаде металлоорганического антидетонатора, и установил принципиальное различие в действии ТЭС на задержку появления первичного холодного пламени и на задержку в развитии вторичных холоднопламенных процессов, ведущих к горячему взрыву. Экспериментально было показано, что введение ТЭС в топливо-воздушную смесь резко ослабляет интенсивность первичного холодного пламени (что фиксируется по свечению и приросту давления), замедляет появление вторичного пламени и, наконец, затрудняет возникновение горячего взрыва, делая его возможным лишь при более высоких давлениях. [c.171]

ДЕТОНАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ МОТОРНОГО ТОПЛИВА (антидетонационные свойства топлив) — моторная характеристика топлива, определяющая условия сгорания его в двигателе без детонации. Детонационным сгоранием в двигателе называют такое сгорание, нри к-ром скорость распространения пламени равна 1 500 — 2 500 м/сек, т. е. приблизительно в 100 раз выше нормальной. Детонационное сгорание моторного топлива зависит как от химич. состава топлива, так и от степени сжатия и конструкции мотора. Среди ряда теорий, объясняющих причины возникновения детонации, наиболее признанной считается те- [c.536]

Основные положения перекисной теории детонации позволяют объяснить влияние различных факторов на возникновение детонационного сгорания в двигателе и помогают наметить пути борьбы с этим явлением. [c.70]

Более полную и ясную картину возникновения детонации в двигателе, увязывающую физико-химические процессы окисления с кинетическим условием детонационного взрыва, дает теория, разработанная А. С. Соколиком. Обобщив данные, полученные им с сотрудниками и другими советскими исследователями [42—47, (>5 в результате П1)именения более совершенных методов исследования процессов сгорания, и основываясь на перекисной теории детонации, Соколик дает следующую картину возникновения детонации в двигателе со всеми сопутствующими ей явлениями. [c.73]

Единственным слабым пунктом теории перекисей является то обстоятельство, что ненасыщенные углеводороды обладают значительно меньшей склонностью к детонации, чем парафины однако они имеют ярко выраженную склонность образовывать перекиси. Это видимое противоречие приходится объяснять тем, что степень детонации может обусловливаться не столько количеством, сколько характером перекисей, а также дополнять теорию перекисей —теорией свободного водорода, выдвинутой Льюисом. Последний считает первичным процессом окисления парафинов дегидрогенизацию их, в результате чего образуются ненасьпценные углеводороды и водород. Последний и является основной причиной возникновения детонации в двигателе. Можно думать, что получающийся в результате дегидрогенизации водород находится в атомарном состоянии, т. е. что процесс распада парафиновых углеводородов сопровождается химической активацией молекул водорода. Как известно, атомарный водород может мгновенно соединяться с кислородом, причем это соединение связано с выделением огромного количества энергии. Таким образом, получающееся соединение можно рассматривать как активный центр, который может активировать молекулы горючей смеси и тем самым сильно способствовать ускорению химической реакции. Подтверждением теории свободного водорода (как дополнительного фактора детонации) и является хорошо известная ббльшая склонность к детонации нормальных углеводородов парафинового ряда по сравнению с нормальными углеводородами олефинового ряда. Можно также полагать, что в случае непосредственно окисляемых непредельных углеводородов первично получающиеся нестойкие перекиси успевают превратиться в стойкие перекиси, тогда как в случае посредственно окисляемых предельных углеводородов этот Процесс завершиться не успевает. Это тем более важно, что именно нестойкие формы перекисей глав- [c.356]

Для понимания процессов, происходящих в начальный период инициирования волн горения и детонации разработана теория устойчивости процессов возникновения и распространения физико-химических волн в аэрированных, в том числе содержащих высокоэнергетические материалы средах. С помощью разработанных компьютерных программ осуществлено моделирование волн тепловой и гидродинамической природы и проведено исследование влияния их параметров на инициирование и устойчивость распространения волновых процессов в экзотермических системах. Подробно рассмотрено инициирование химической реакции с помощью мощного потока лазерного излучения. Изучено влияние характеристик ЭМ и условий воздействия внешнего теплового импульса на возможность воспламенения, охвата горением значительного объема взрывоопасного вещества и развития процесса до взрыва. Осуществлено моделирование процесса воспламенения и горения ЭМ под действием потока теплового излучения, генерируемого с помощью современных лазерных установок. Рассмотрены аномалии воспламенения и гашения горящего ЭМ при действии импульса лазерного излучения. Разработан механизм воспламенения и горения ЭМ, содержащих высокополимерные энергоемкие компоненты. Ис- [c.84]

Самое малое количество локализованной энергии, необходимое для возникновения микроцепей, предопределяется тем, что энергия, передаваемая молекуле реагирующего вещества молекулой продукта разложения, должна превышать энергию активации молекулы. Предложены различные теории, объясняющие действие антидетонаторов в процессе детонации. Каждая теория представляет особую точку зрения на значение ингибитора и его влияние на детонацию. Одна из них заключается в образовании ингибирующих оболочек [208] газа вокруг металла, в присутствии которого происходит горение взрывчатых топливных смесей при этом металл изолируется от взрывчатой смеси. [c.349]

Я. Б. Зельдовичем [9] разработана теория возникновения детонации. Рассмотрим распространение пламени в длинной трубке постоянного сечения при воспламенении у закрытого конца. В результате горения газовой смеси и зависящего от него расширения газа возникает движение взрывчатой смеси перед фронтом пламепи (рис. 46). [c.103]

Совсем иное положение создалось, когда вопросы механизма медленного окисления углеводородов подверглись рассмотрению применительно к нредпл змеиному изменению топлива в двигателе и возникновению в пем детонации. Как мы видели, одной из руководящих идей химической теории детонации явилось утверждение о связи этого явления с низкотемпературным предпламенным и. игенением топлива и о невозможности возникновения детонации, если нредиламенное изменение и последующее воспламенение топлива происходят по верхнетемпературному механизму. Столь отличный результат — возникновение или отсутствие детонации — понятно, мог явиться следствием только резкого отличия в химизме реакций, составляющих в обоих случаях содержание предпламенного изменения топлива и определяющих механизм его воснламенения. Вот почему в работах, в которых была сформулирована химическая теория детонации в двигателе, мы находим настойчивое подчеркивание коренного различия в химизме нижне- и верхнетемнературного окисления. [c.183]

Первые теории детонации исходили из известного экспериментального факта, что добавка перекиси уменьшает величину степени сжатия, при которой возникают стуки , и связывали возникновение детонации с взрывным разложением перекисей, образующихся при окислении топлива в камере сгорания двигателя. Позже, с развитием теории цепных реакций и исследований окисления и воспламенения углеводородо-воздушных смесей, перекисная теория детонации получила свое дальнейшее развитие. Работами А. С. Соколика, М. Б. Неймана и других исследователей было показано,, что возникновение детонации в двигателе с искровым зажиганием связано с мно-гостадийностью воспламенения углеводородо-воздушных смесей [26-28]. [c.121]

Существуют различные теории и гипотезы, пытающиеся дать г.апболее полное и обоснованное объяснение сущности этого явления. Наиболее распространенной является пероксид ная т е о р и я возникновения детонации, которая в основном бази-])уется на экспериментально установленных фактах. [c.96]

Каллендер в 1927 г. экспериментально установил, что перекиси влияют на возникновение детонации, и применил перекисную теорию для объяснения возникновения детонации. Каллендер и другие исследователи полагали, что при наличии условий, благоприятствующих образованию перекисей,— повышении давления и температуры рабочей смеси, в цилиндре двигателя происходит накопление перекисей в смеси, сжатой и нагретой перед воспламенением, и в носгоревшей части заряда во время самого процесса распространения пламени. В результате горючая смесь оказывается пересыщенной перекисями — веществами нестойкими, обладающими высокой реакционной способностью. В условиях работы [c.17]

Для объяснения причин возникновения детонации имеются раз.иичные теории [35]. [c.73]

Таким образом, сущность теории Соколика, базирующейся на образовании перекисей, сводится к тому, что для возникновения детонации необходим двустадийный характер воспламенения с ограниченной продолжительностью холоднонламенной стадии и возможно коротким периодом задержки горючего взрыва, а также наличие температурной и кинетической неоднородности заряда, т. е. возникновение детонации обусловливается изменением реакционно-кинетических свойств смеси. [c.74]

В полном соответствии с теорие А. С. Соколика, наши опыты подтвер ждают, что возникновение детонации в двигателе есть результат развивающегося в последней части заряда двухстадихтного процесса самовоспламенения. Первая стадия этого самовоспламенения представляет предпламенный процесс, видимо типа холоднопламенного, развивающийся с большой скоростью при тех высоких температурах и давлениях, которые достигаются в последних частях несгоревшей смеси в результате ее сжатия поршнем и фронтом предшествующего детонации нормального сгорания. [c.222]

Рассмотрим теорию о возникновении детонации, разработанную Я. Б. Зельдовичем [Л. 2-5]. Предположим, что распространение пламени происходит в длинной трубе постоянного сечения при воспламенении у закрытого конца. В результате горения газовой смеси, сопровождающегося резким увеличением объема газа, возникает движение смеси перед фронтом пламени (рис. 2-14). [c.82]

Рассмотрим теорию о возникновении детонации, разработанную Зельдовичем [13]. Предположим, что распространение пламени [c.32]

Теория, наиболее полно и удовлетворительно объясняющая возникновение детонационного сгорания в двигателе и возможные способы ее устранения или ослабления, разработана на основе теории перекисного окисления акад. А. Н. Баха. Для объяснения возникновения детонационного сгорания в двигателе предложено несколько теорий. Одной из теорий, наиболее полно объясняющих возникновение детонации, является теория органических перекисей. Согласно этой теории причиной возникнове- [c.102]

Из изоалканов гидроперекиси образуются с несколько большей скоростью, чем из н-алканов (т.к. связь Стрет Н менее прочна, чем связь Свт-Н), а прочности связей КО-ОН одинаковы для КфС1 и Квт). Следовательно, согласно перекисной теории н-алканы должны быть более устойчивы к возникновению детонации, фактически наблюдается прямо противоположная картина. [c.27]

Я.К.Трошин и др. Исследование механизма возникновения детонации школой академика H.H.Семенова п ювело к развитию теории цепного и теплового самовоспламенения. [c.7]

Для объяснения причин возникновения детонации создано много теорий 134]. Не останавливаясь на изложении их сущности, отметим лишь, что в настоящее время общепризнанной и наиболее полно объясняющей все явления, сопрово5кдающие детонацию, является теорыд 0])гаш1аеш11Х п [c.68]

Существенные детали процесса возникновения быстрых нламен и ударной волны в условиях двигателя удалось раскрыть Воинову, благодаря чрезвычайно высокой разрешающей способности метода многоще-левой развертки [3]. Рассмотрим два примера, относящиеся к умеренной (рис. 302) и сильной (рис. 303) детонации, в которых повышение интенсивности детонации вызвано только за счет повышения начального давления смеси — с 1,5 до 2,5 атм. Начальный очаг видимого свечения регистрируется при более высоком давлении значительно раньше (за 4° до ВМТ вместо 3,5° после ВМТ), что, исходя из общей теории многостадийного процесса, следует приписать повышению интенсивности холодного пламени соответственно возрастает и объем заряда, охваченного многостадийным самовоспламенением. [c.402]

Значительные усилия исследователей были направлены на установление химической природы тех продуктов предпламенных реакций, которые образуются в цилиндре двигателя при стуке и которым можно было бы приписать роль активного агента, ответственного за возникновение стука. Именно по этой пинии направлены общеизвестная иероксидная теория детонации [13, 14] и более поздние исследования [15, 16]. На основании этих работ можно, повидимому, принять, что перед возникновением стука в двигателе действительно наблюдается образование заметных количеств перекисей и более значительных количеств альдегидов. Во всяком случае несомненно, что введение в цилиндр двигателя вместе с топливом или с воздухом ничтожных количеств органических перекисей сильно облегчает возникновение стука. Однако даже при большей определенности этих результатов, т. е. при более достоверных сведениях о химической природе веществ, образугощихся в двигателе перед возникновением стука, это еще не давало бы решения основной проблемы теории стука. [c.192]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология