Тепловое воспламенение

С е м е н о в Н. H., Развитие теории цепных реакций и теплового воспламенения, Изд. Знание , 1969. [c.60]

Условия теплового воспламенения, как они были первоначально сформулированы, не учитывают того, что за период индукции, т. е за время, предшествующее воспламенению, происходит некоторое выгорание исходного горючего и связанное с этим изменение температуры газа. Это требует введения определенных поправок, на что впервые обратил внимание Тодес [132, 133, 557]. [c.227]

Некоторые горючие вещества при нагревании загораются при весьма низких температурах. Так, смеси сероуглерода п диэтилового эфира с воздухом воспламеняются при температурах 180—200 °С. Это связано с особенностями цепного механизма реакции и возникновением холодного пламени. При длительном контакте нагретого тела с горючей смесью в ней возникает медленная химическая реакция. При этом образуются и накапливаются сравнительно долгоживущие активные промежуточные продукты, происходит близкое к изотермическому (т. е. без изменения температуры) самоускорение реакции. В достаточно благоприятных условиях цепное самоускорение реакции может стать настолько значительным, что она перестает быть изотермической, и происходит тепловое воспламенение. [c.203]

Непосредственно после химического взаимодействия продукты реакции несут на себе большой запас энергии, полученный за счет теплоты экзотермического превращения и первоначально затраченной энергии активации. Эта энергия в одних случаях может рассеиваться в окружающем пространстве при соударениях молекул или в результате излучения и расходуется на разогрев реагирующей среды. Такой случай и был рассмотрен при описании теплового воспламенения. [c.24]

Тепловое воспламенение возникает при экзотермической реакции и нарушении теплового равновесия, когда выделение тепла при химической реакции становится больше теплоотдачи. При медленном протекании реакции окисления теплота успевает отводиться в окружающее пространство и температура в зоне реакции окисления лишь немного выше температуры окружающей среды. [c.359]

При недостаточно хорошем теплоотводе экзотермическая реакция может сопровождаться значительным разогревом. В результате роста температуры скорость реакции будет увеличиваться и в конечном итоге может достигнуть очень высоких значений, отвечающих взрывному режиму — происходит тепловое воспламенение или тепловой взрыв реакционной смеси. [c.390]

Следовательно, ф (То) есть возрастающая функция Тд, вплоть до значений То = 2ЕЩ, т. е. до очень высоких температур (уж е при =10 ккал То = 2500°К, а, как правило, в реакциях, с которыми приходится иметь дело при исследовании теплового воспламенения, > 10 ккал). Таким образом, начиная с некоторой температуры Т , определяемой условием [c.401]

Если известен кинетический закон, которому следует реакция, приводящая к тепловому воспламенению, то это соотношение позволяет найти Е по зависимости температуры воспламенения от состава смеси. [c.402]

Если реакция, приводящая к тепловому воспламенению, является автокаталитической, то величина Юд может резко нарастать в начальной фазе реакции. Если достигнет значений, удовлетворяющих условию (XI.9), то произойдет тепловой взрыв. Однако необходимые значения могут достигаться спустя значительное время после начала процесса, т. е. после значительного периода индукции. В начальной фазе автокаталитической реакции при малой затравке [Bip, согласно (VII.30), прирост концентрации продукта. v может быть приближенно равен [c.405]

Особенности теплового воспламенения будут подробно рассмотрены в следующем параграфе. Вблизи третьего предела может проявляться и цепной механизм воспламенения хотя бы в качестве инициатора теплового взрыва. Активный центр Н уже не может играть роли — он гибнет по реакции 9. Однако получающийся при этом радикал ОдНа тоже может выступать как активный центр и давать конечный продукт — водяной пар — по реакции НО2 + + На — НаОа -(- Н —> НаО + ОН. Протекание этой реакции может привести к первичному нарастанию температуры смеси, что вызывает потом тепловое воспламенение смеси. [c.108]

Для решения задачи о тепловом воспламенении при наличии теплоотвода необходимо рассмотреть систему уравнений теплопроводности и диффузии с учетом выделения тепла и расхода вещества в результате химического реагирования. Граничные условия должны выражать отвод тепла к стенкам и учитывать непроницаемость стенок для реагирующих веществ. В простейшем случае одномерной задачи для сосу- [c.114]

H.H. Семеновым как условие касания кривых тепловыделения и теплоотвода. В точке касания должно осуществляться равенство теп-лот и 2 и равенство их производных по температуре, т. е. условие теплового воспламенения имеет вид [c.117]

Таким образом, условие теплового воспламенения можно приближенно записать в виде [c.386]

Если реакция, приводящая к тепловому воспламенению, является автокаталитической, то величина может резко нарастать в начальной фазе реакции. Если г<о достигнет значений, удовлетворяющих условию (IX.23), то произойдет тепловой взрыв. Однако необходимые значения Vo могут достигаться спустя значительное время после начала процесса, т. е. после значительного периода индукции. В начальной фазе ав- [c.390]

Величина I есть время, в течение которого достигается скорость, обеспечивающая тепловое воспламенение, т. е. период индукции теплового воспламенения. Пренебрегая зависимостью от температуры последнего слагаемого, это соотношение можно записать в виде [c.391]

В случае теплового воспламенения ускорение реакции обусловлено разогревом смеси вследствие прогрессирующего выделения теплоты. Необходимое условие теплового воспламенения — экзотер-мичность процесса и сильная зависимость скорости реакции от температуры, т. е. достаточно высокая энергия активации. Встре- [c.262]

Н. Н, Семенов разработал теорию теплового воспламенения, развитую позднее Франк-Каменецким. [c.344]

Формула (1Х.34), полученная И. Н. Семеновым, связывает минимальное давление теплового воспламенения с температурой стенки сосуда. Измерив хотя бы две пары значений ро и Го, можно определить энергию активации взрывной реакции. [c.261]

Цепное воспламенение не следует смешивать с тепловым воспламенением. Последнее возникает в сильно экзотермической реакции в результате прогрессирующего разогрева реакционной смеси при недостаточно интенсивном теплоотводе (подробнее см. 2 гл. IX). Цепное воспламенение (взрывное протекание процесса) является общим свойством всех цепных разветвленных реакций. [c.382]

При недостаточно хорошем теплоотводе экзотермическая реакция может сопровождаться значительным разогревом. Учет этого разогрева и его влияния на скорость и направление химического процесса имеет важное значение для расчета промышленных реакторов. В результате роста температуры скорость реакции будет увеличиваться и в конечном итоге может достигнуть очень высоких значений, соответствующих взрывному режиму, — происходит тепловое воспламенение, или тепловой взрыв реакционной смеси. Этот вопрос рассматривается в 2 настоящей главы. [c.441]

Т/(И стремится к нулю, то Т стремится к постоянному значению, т. е. устанавливается стационарный тепловой режим. Если же с1Т/(И не обращается в нуль, то температура, а следовательно, и скорость реакции будут прогрессивно нарастать и произойдет тепловое воспламенение смеси. Теория теплового воспламенения развита Н. Н. Семеновым. [c.450]

Следовательно, р (Т ) возрастает вплоть до значений 7 > = = Е/ 2Я). Это очень высокие значения, так как уже при Е = 40 кДж/моль Е/ 2Н) 2400 К, а, как правило, в реакциях, с которыми приходится иметь дело при исследовании теплового воспламенения, энергия активации не ниже этого значения. [c.450]

Кроме теплового воспламенения газовых смесей возможно также самоускорение реакции горения, свя занное с развитием цепной реакции. Процесс самовоспламенения реальных горючих смесей имеет цепной характер. Самовоспламенение горючей смеси может произойти только в случае превышения некоторой определенной температуры, называемой температурой самовоспламенения. В отличие от таких характеристик, как нор.мальная скорость и концентрационные пределы, температура самовоспламенения не является физикохимической константой горючей газовой смеси и зависит от габаритов сосуда или аппарата, в котором находится смесь, и от ряда других факторов. [c.22]

В некоторых случаях устойчивость стационарных состояний можно определить по диаграммам отвода и подвода тепла. Пользуясь подобными диаграммами, Н. Н. Семенов в свое время сформулировал условия теплового воспламенения и заложил тем самым основы теории теплового взрыва ]Чного лет спустя ван Хирден применил тот же подход для анализа устойчивости режимов автотермических реакторов. [c.66]

Не останавливаясь на конкретных реакциях, здесь мы коснемся только одного из получивших в последнее время распространение методов, при котором иск.пючается время из кинетических уравнений и находятся стабильные решения задачи на основе разработанной Ляпуновым теории устойчивости. В простейшем случае двух переменных х ш у (например, двух активных центров или одного активного центра и температуры) из кинетических уравнений dx/dt = Ф,с х, у) и dy/dt = Фу (х, у) (х и у — концентрации или концентрация и температура) получим уравнение dxfdy = / х, у), которое может быть отображено на плоскости (фазовая плоскость или диаграмма) и проанализировано (по Ляпунову) с целью нахождения особых точек, определяющих условия стаби.тгьности системы (см. [136], глава X). Таким путем могут быть получены пределы воспламенения, в частности пределы, обусловленные одновременным действием цепного и теплового факторов (объединенная теория цепного и теплового воспламенения), режим химических колебаний и др. [c.219]

Поскольку в начальный момент времени Т = Тд, скорость реакции вначале возрастает. Если при возрастании температуры dTldt стремится к нулю, то Т стремится к постоянному значению, т. е. устанавливается стационарный тепловой режим. Если же dT dt не обращается в нуль, то температура, а следовательно, и скорость реакции будет прогрессивно нарастать и произойдет тепловое воспламенение смеси. Теория теплового воспламенения развита Н. Н. Семеновым. [c.400]

Величина I есть время, втечение г<оторого достигается скорость, обеспечивающая тепловое воспламенение, т. е. период индукции [c.406]

Тепловое воспламенение возможно, однако, и в системах, которые реагируют по цепному механизму. Так только тепловой взрыв может произойти в реакциях с неразветвленн1.ши цепями, например при реакции водорода с хлором или бромом. Как было указано выше (см. стр. 55), тепловой взрыв возможен и в цепных разветвленных реакциях на третьем пределе (например, окисление водорода). [c.60]

Цепное воспламенение не с/едует смешивать с тепловым воспламенением. Последнее возникает в сильно экзотермической реакции в результате прогрессирующего разогрева реакционной смеси при не- [c.320]

На положение границы области теплового воспламенения основное влияние оказывают гидродинамические свойства аппаратов и теплопроводность реагирующей массы. Угроза теплового воспламенения (взрыва) постоянно имеется в несовершенных аппаратах, в которых возможны застои реагирующей массы. Опасность теплового воспламенения может возникнуть и в совершенных аппаратах в случае гфекращения перемешивания или другого нарушения режима процесса. Особого внимания в этом отношении требуют процессы, протекающие в системах с низкой теплопроводностью в газах высокого давления, в вязких растворах, в эмульсиях с преимущественным содержанием органического вещества, в органических суспензиях и других подобных средах. [c.186]

Воспламенение — переход от нормального к взрывному превращению, происходит при критических условиях. Реакцию взрывного превращения можно охарактеризовать как реакцию, протекающую очень быстро при достижении системой критических условий. Воспламенение может иметь цепную или тепловую природу. При цепном воспламенении самоускорение обусловлено прогрессирующим накоплением активных промежуточных частиц (атомов и радикалов), ведущих цепную реакцию. В случае теплового воспламенения ускорение реакции обусловлено разогревом смеси вследствие прогрессирующего выде.че-ния теплоты. Необходимое условие теплового воспламенения — экзо-термичность процесса и сильная зависимость скорости реакции от температуры, т. е. достаточно высокая энергия активации. Встречаются цепно-тепловые режимы воспламенения, когда играют роль оба фактора — и рост концентрации радикалов, и тепловыделение. [c.305]

Т > обращается в нуль, то в системе устанавливается стационарный тепловой режим. Если же при Т = Г величина (1/кТ ((1Т/с11) > О, т. е. (1Т/(И растет при повышени Т, то температура реакционной смеси, а следовательно, и скорость реакции будут прогрессивно нарастать и произойдет тепловое воспламенение. [c.450]