Взрыв цепной

Следует различать взрывы цепного характера, обусловленные бесконечным увеличением числа активных центров, и тепловые взрывы. Тепловые взрывы происходят вследствие того, что при экзотермических реакциях не успевает отводиться тепло. С повышением температуры ускоряется протекание реакции. В результате происходит неограниченное возрастание скорости реакции. Изображенная на рис. XVn.l кривая схематически показывает предельные условия, при которых происходят взрывы. [c.352]

Если скорость разветвления цепей значительно превышает скорость их обрыва, то цепная реакция может проходить со взрывом. Цепной взрыв следует отличать от термического взрыва, связанного с экзотермическим характером реакции. Когда скорость возникновения теплоты в системе, в которой проходит химическая реакция (не только цепная), значительно выше скорости отвода теплоты, температура начинает быстро возрастать. Это обусловливает стремительный рост скорости реакций, приводящий к взрыву. [c.232]

Во-вторых, необходимо отличать пределы взрыва, наблюдаемые как концентрационные пределы, имеющие цепную природу, только что рассмотренные нами, В этом случае отмечаются два предела самовоспламенения [c.216]

Хотя для описания кинетики цепных разветвленных взрывных реакций есть различные механизмы, совершенно отличные от чисто тепловых взрывов, формально зависимости пределов воспламенения от температуры совпадают. Механизм распространения разветвленного взрыва в виде медленной волны горения должен быть связан скорее о диффузией радикалов, ведущих цепь, а не с диффузией тепла. Зельдович [54] показал, что в первом приближении можно считать, что градиенты концентрации и температуры пропорциональны друг другу. В этих условиях формальные уравнения для распространения волны будут одинаковы для обоих механизмов взрыва и совершенно независимо от цепного механизма градиенты концентрации и температур в пламени будут пропорциональны друг другу во всех точках. С физической точки зрения это вполне вероятный результат, потому что наиболее резкие перепады температур должны проявляться там, где скорость реакции наибольшая, что в свою очередь вызывает образование максимальных концентраций продуктов. [c.399]

Нернст объяснил причины такого влияния света. При облучении смеси светом (даже кратковременном) молекула хлора расщепляется на два одиночных атома. Атом хлора (который намного активнее, чем в составе молекулы) отрывает атом водорода от молекулы водорода и образует молекулу хлорида водорода. Оставшийся атом водорода отрывает атом хлора от молекулы хлора оставшийся атом хлора отрывает- атом водорода от молекулы водорода и т. д. Таким образом, даже незначительное облучение вызывает фотохимическую цепную реакцию, которая протекает со скоростью взрыва и завершается образованием большого количества молекул хлорида водорода. [c.118]

Различают цепной и тепловой взрывы. Цепной взрыв, или воспламенение, наблюдается при протекании цепных реакций с разветвленными цепями. Эти реакции характеризуются верхним и нижним пределами воспламенения, которые зависят от температуры. Так, например, для водородно-кислородных смесей при 25° С и общем давлении 760 мм рт. ст. нижний предел воспламенения составляет 5,7 об. % кислорода, верхний предел — 95 об./6 кислорода. Существуют аналогичные пределы для хлоро-водородных и других горючих смесей. [c.358]

Глубину окисления изопропилбензола выдерживают в пределах 20—30%, так как в противном случае гидроперекись становится термически неустойчивой. Увеличение температуры в колоннах окисления сверх допустимой ведет к распаду гидроперекиси изопропилбензола со взрывом, так как начинается цепная реакция. На случай завышения температуры в колоннах окисления предусматривают блокировки, при срабатывании которых клапан на линии подачи технологического воздуха закрывается и перекрывается блокирующий клапан на линии подачи пара на первую секцию колонны окисления. [c.87]

Взрыв цепного характера следует отличать от теплового взрыва. Последний происходит потому, что при экзотермической реакции гепло не успевает отводиться из зоны реакции, вследствие чего неограниченно возрастает скорость реакции вплоть до взрыва. [c.119]

В-третьих, в технической литературе под верхним и нижним пределами взрыва подразумевают предельные концентрации прн наличии импульса извне. Очевидно, что вне концентрационных пределов при постороннем источнике воспламенения взрыв не сможет распространяться по смеси, находящейся при заданных давлении и температуре. Когда же взрыв может произойти, то возникновение его в одной из точек не будет еще означать возможность распространения его по всему объему. Существенную роль при этом -будут играть условия распространения пламени. Взрыв при этом возникает в ограниченном пространстве, в котором находится источник, вызывающий зажигание (искра, нагретая проволочка). Следовательно, в этом ограниченном пространстве оказываются соблюденными все условия (концентрация, давление и температура), при которых возможен цепной взрыв. Но во всем остальном пространстве температура ниже, чем это необходимо для осуществления цепного взрыва, поэтому реакции не идут. Они могут начаться в результате распространения пламени от места зажигания благодаря теплопередаче от горящего слоя к граничащему с ним не горящему слою и благодаря возрастанию давления, вызванному горением. Вследствие повышения температуры и происходит самовоспламенение слоя, граничащего со слоем горящего газа. [c.217]

Одни перекисные соединения вспыхивают с сильным звуковым эффектом и пламенем, а другие разлагаются без пламени. При подогреве распад перекисных соединений происходит по связи О—О на радикалы по цепному механизму. В то же время под воздействием тепла реакции распада температура повышается, реакция ускоряется н переходит во взрыв, если скорость выделения тепла реакции превышает скорость теплоотвода в окружающую среду энергия активации термического распада органических перекисей по связи О—О ниже энергин активации распада обычных взрывчатых веществ и находится в пределах 80— 160 кДж/моль (20—40 ккал/моль). Это обусловливает более низкую температуру их самовоспламенения. [c.135]

К 1945 г. были изготовлены устройства, в которых при подрыве небольшого заряда взрывчатого вещества, происходило сближение двух порций урана. Суммарная масса этих двух порций урана превышала критическую. Благодаря воздействию космических лучей в атмосфере всегда имеются случайные нейтроны, так что в критической массе урана сразу же начиналась цепная ядерная реакция, которая сопровождалась взрывом неведомой до тех пор силы. [c.178]

Необходимые для протекания этих реакций температура ( 10 К) н нейтроны создаются взрывом атомного запала — цепной реакцией расщепления ядер или Количество энергии, высвобождающееся при взрыве мощной термоядерной (водородной) бомбы, превышает недельную выработку электроэнергии во всем мире и сравнимо с энергией землетрясений и ураганов. [c.662]

Этот механизм теплового взрыва принципиально отличен от цепного самовоспламенения, обусловленного разветвлением цепей. [c.372]

Влияние инициаторов. Имеется большая группа химических реакций —окисление молекулярным кислородом, хлорирование и бромирование органических соединений, реакции полимеризации и др., которые начинаются при наличии инициаторов реакции и протекают по цепному радикальному механизму. Такие реакции называют цепными реакциями. Инициатором реакции обычно являются радикальные частицы. В качестве примера может быть приведена реакция взаимодействия газообразного хлора с водородом. В темноте эта реакция идет с малыми скоростями. При освещении или введении инициатора, например паров натрия, реакция идет со взрывом. Некоторые перекисные и азосоединения легко распадаются на радикалы и инициируют реакции полимеризации. [c.530]

Если рассмотреть с этой точки зрения цепную реакцию Н2 -1- I2 [см. уравнение (XIV.4.1)], то можно заметить, что это типичная цепь с двумя центрами, которая не может изменять общую концентрацию активных центров. Поэтому взрывы, если они происходят в таких системах, должны иметь тепловой характер. [c.382]

Выше 400° скорость образования воды становится большой (выше 100 мм рт. ст. общего давления), и при температурах от 400 до 600° реакция характеризуется цепным самовоспламенением и областью теплового взрыва. Рис. XIV.4, взятый из работы Льюиса и Эльбе, иллюстрирует такое поведение смеси (2Н2 О2) в сосуде из стекла пирекс диаметром 7,4 см, покрытом КС1 (объем 220 см ). [c.390]

При обсуждении разветвленной цепной реакции и теплового взрыва были установлены критические условия взрыва в определенном объеме. Как только достигаются критические условия, скорость реакции возрастает. Интересно обсудить вопрос, что произойдет, если в системе достаточно большого объема [c.397]

Эта реакция в отсутствие интенсивного отвода тепла приводит к быстрому росту температуры, что в свою очередь приводит к разложению этилена. Скорость разложения этилена возрастает с повышением температуры и увеличением разветвленности цепных реакций пиролиза. Все это приводит к тому, что температура в зоне реакции возрастает до 800—1000°С. При такой темнературе прочностные свойства металла резко ухудшаются, что приводит к разрыву трубопроводов нлн аппаратов, взрыву и пожару. [c.81]

Окисление горючей смеси является цепным процессом. Условием самоускорения цепного процесса может служить также превышение скорости разветвления цепей над скоростью их обрыва. Самовоспламенение смеси, протекающее по такому механизму, называется цепным взрывом. [c.128]

Хлор реагирует с водородом бурно, со взрывом, но для начала реакции необходимо освещение, что связано с ее цепным механизмом (см. разд. 5.5). Взаимодействие водорода с Вгг и Ь, по-видимому, также включает цепные процессы. Реакция с бромом протекает медленно, а с иодом идет лишь при нагревании. и не Доходит до конца — в системе устанавливается равновесие. Этой закономерности соответствует и изменение AG/ в ряду НС1 — НВг — HI эта величина равна соответственно —95, —51 и 2 кДж/моль. [c.475]

Аналогичные соотношения получены и в случае цепного взрыва. [c.130]

Цепной процесс вне пределов концентраций, температур и давлений, необходимых для самовоспламенения и взрыва, вообще говоря, возможен, но он будет затухающим. [c.217]

По цепному механизму протекают такие важные химические реакции как горение, взрывы, процессы окисления углеводоро. ов (получение спиртов, альдегидов, кетонов, органических кислот) и реакции полимеризации. Поэтому теория цепных реакции служит научной основой ряда важных отраслей техники и химической технологии. [c.183]

К цепным процессам относятся н ядер ные цепные ре-а к ц и и, протекающие, например, в атомных реакторах или при взрыве атомной бомбы. Здесь роль активной частицы играет нейтрон. проникновение которого в ядро атома может приводить к его распаду, сопровождающемуся выделением большей энергии и [c.183]

Так, в цепных реакциях положительные катализаторы могут облегчать возникновение цепей (вспомним действие паров металлического натрия на смесь хлора с водородом). Отрицательные же катализаторы в цепных реакциях могут действовать путем обрыва цепей. Так действуют продукты разложения тетраэтилсвинца или карбонила железа, которые прибавляют к моторным бензинам для уменьшения возможности преждевременных взрывов в цилиндрах мотора. [c.492]

Стронций-90 - радиоактивный продукт цепной реакции. В случае его попадания в пищу из почв, расположенных рядом с местами проведения наземных ядерных испытаний, он может нанести организму огромный вред. Он особенно опасен, так как ведет себя в химическом отношении подобно кальцию (эти два элемента находятся в одной группе периодической системы), и, вместо того чтобы выводиться из организма, он накапливается в костях. Учитывая эту и другие опасности радиоактивных осадков, в 1963 году США, СССР и некоторые другае страны заключили соглашение, которое положило конец большинству наземных испытаний ядерного оружия. Однако стронций-90 продолжает выделяться в окружающую среду из радиоактивных остатков от предыдущих ядерных взрывов. [c.330]

Воспламенение углеводородо-воздушных смесей в связи со сложным цепным механизмом развития предпламенных процессов может быть одно- или многостадийным, в зависимости от температуры и давления среды и строения углеводородов, составляющих смесь. При некоторых условиях обычному воспламенению (горячему взрыву) смеси может предшествовать появление так называемого холодного пламени — особой промежуточной стадии окислительного процесса, сопровождающейся относительно небольшим повышением температуры (около 100° С) и слабым сине-фиолетовым свечением, различимым визуально лишь в темноте. Считают, что причиной свечения является хемилюминесценция, вызываемая возбужденными молекулами формальдегида. Холоднопламенный саморазогрев горючей смеси ясно обнаруживается при исследо ваниях в бомбе — в виде характерного скачка на индикаторной диаграмме [18]. [c.55]

По особенностям стадии развития цепи цепные реакции делятся на две группы неразветвленные цепные реакции, когда в процессе развития цепи число свободных валентностей в звене цепи остается постоянным, и разветвленные цепные реакции, когда развитие цепи идет с увеличением свободных валентностей в звене цепи. В качестве примера неразветвленной цепной реакции рассмотрим реакцию взаимодействия водорода с хлором. В темноте водород и хлор практически не взаимодействуют. Но при освещении системы солнечным светом реакция протекает со взрывом. Зарождение цепи происходит при поглощении молекулой С кванта энергии h [c.605]

В ядерном реакторе реакция проводится достаточно быстро, чтобы образовывалось много полезного тепла, но не настолько быстро, чтобы она перешла в разветвленный цепной процесс взрыва. Контроль за работой такого реактора осуществляется при помощи кадмиевых стержней, погружаемых в ядерный реактор для поглощения нейтронов. При достаточно большом погружении кадмиевых стержней в реактор они поглощают столько нейтронов, что деление осуществляется на очень низком уровне. При уменьшении глубины погружения стержней они поглощают меньше нейтронов и деление происходит с большей скоростью. [c.426]

Основы теории цепных реакций. Горение и взрыв. [c.171]

В гл. XIV автор рассматривает большое количество вопросов, связанных с цепным воспламенением и тепловым взрывом, распространением пламени и детонацией. Изложение этих сложных вопросов ни по форме, ни по содержанию не может полностью удовлетворить читателя. К счастью, советский читатель имеет возможность изучить теоретические вопросы горения и взрывов по известным трудам Н. Н. Семенова, В. Н. Кондратьева, Я. Б. Зельдовича и других. [c.6]

В таких системах можно индуцировать взрывы, используя добавки, которые часто называют сенсибилизаторами. Так, Ашмор [15] показал, что добавление N0 (0,5 мм рт. ст.) к эквимолярной смеси Н2 4- I2 (50 мм рт. ст.) понижает критическую температуру взрыва с 400 до 270°. Однако в этом случае взрыв также является теиловым взрывом, и было показано, что понижение температуры взрыва вызвано увеличением концентрации атомов С1, а не изменением цепного механизма. Это увеличение концентрации атомов С1 было вызвано заменой медленной начальной реакции с высокой энергией активации М + I2 2С1 + М ( > 57 ккал) на реакцию N0 -f I2 NO I + С1, характеризующуюся намного более низкой энергией активации Е 22 ккал). [c.382]

Первой монографией, которая обобщила ранние работы, была работа Хиншельвуда и Вильямсона Реакция между водородом и кислородом [23]. Семенов в монографии Химическая кинетика и цепные реакции (1934 г.) значительно расширил этот облор. Эльбе и Льюис [24] детально обсудили кинетические закономерности и в своей работе по взрывам [17] сделали обзор исследований, выполненных примерно до 1950 г. [c.390]

Пе вес вторичные нейтроны участвуют в развитии этого цепного прон,есса некоторые из них успевают вылететь за пределы куска у )ана, не успев столкнуться с ядром способного к делению изотопа. Поэтому в небольшом куске урана начавшаяся ценная реак[/,ня может оборваться для ее непрерьпиюго прод,олжеиия масса куска ураиа долж на быть достаточно велика, не меньше так называемо к р и т и ч е с кой масс ы. При делении ураиа ценной нроцесс может приобрести характер взрыва именно это и происходит при взрыве атомной бомбы. Для получения же управляемой реакции деления необходимо регулировать ск0 )0сть процесса, меняя число нейтронов, способных продолжать реак - ,ию. Это достигается введением в реакционный объем стержней, содержащих элементы, ядра которых интенсивно поглощают нейтроны (к по-доб 11.1м элементам принадлежит, например, кадмий). [c.113]

При 0пределеп1пэ1х концентрациях переносчиков цепи скорость реакции соответствует скорости взрыва. Эта критическая концентрация переносчиков цепи не достигается, если мочевины в смеси мало. Цепное течение реакции сопровождается быстрым расходованием реагентов, обрывом цепей и падением скорости процесса до нуля. [c.393]

Если селективность по целевому продукту снижается с повышением температуры, то производительность реактора проходит через максимум по мере уменьшения отношения поверхности теплоотвода к объему реактора. Еслп этого нет, то с уменьшением указанного отношения производительность реактора будет монотонно возрастать и оптимум будет лежать на границе технологического ограничения по температуре. Во всех случаях оптимизация должна проводиться при ограпиченип Т Г р. Значение выбирается или из условий устойчивости системы (границы цепного или теплового взрыва) или из соображений о начале заметного протекания реакций, пе описываемых исходной кинетической моделью. [c.104]

Увеличиваясь по закону гп—ехр (ф ), скорость разветвленно-цепной реакции по истсчевии некоторого промежутка времени может стать настолько большой, что реакция приобретает характер взрыва. Это, одпако, будет иметь место лишь в том случае, если величина ф в выражении (38.4) будет [c.211]

Как впервые показал Семенов (см. [118]), самоускоряющаяся реакция, приводящая к взрыву при низких р ъ Т, может развиваться при постоянной температуре. В этих случаях говорят о цепном воспламенении, или цепном (изотермическом) взрыве. Так как, однако, в подавляющем боль-лаинстве случаев воспламенение наступает при давлениях в десятки и сотни тор и при высоких температурах, то вследствие большой скорости реакции скорость отвода теила может оказаться недостаточной, в результате чего температура, а следовательно и скорость реакции, будет прогрессивно увеличиваться, и реакция закончится взрывом. Взрыв в таких случаях называется теплопым. [c.227]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология