Детонация теория

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]

В книге подробно излагаются методы расчета скорости распространения ламинарного пламени, современное состояние теории турбулентного горения, теория газовой детонации, теория горения отдельных частиц и потока распыленного топлива, теория воспламенения, теория горения твердого ракетного топлива, горение в пограничном слое и другие вопросы. [c.13]

Подробно рассматриваются такие вопросы, как химический состав нефтей и нефтяных фракций очистка нефтяных фракций физическими и химическими методами теория термо-ката-литических процессов нефтепереработки (крекинг, пиролиз, риформинг, гидрирование, алкилирование) теоретические аспекты применения и эксплуатационных свойств нефтепродуктов. При этом большое внимание уделяется термодинамическим и кинетическим закономерностям, механизма реакций, теории катализа, теории сорбционных процессов и процессов экстракции, явлениям детонации, стабильности нефтепродуктов. [c.4]

Теория, объясняющая детонацию самовоспламенением, утверждает, что явление объясняется химическими реакциями в несгоревшей части сырья, находящейся перед фронтом пламени если удается обеспечить малую скорость реакций или их должное течение, если, нормально продвигаясь, пламя уничтожит сырье до того, как предпламенные реакции окисления выйдут из-под контроля, то детонацию можно предотвратить [177, 178]. Впрочем, некоторые научные исследования указывают, что такой [c.411]

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]

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]

Первоначально в теориях стационарного распространения пламени детонационная волна рассматривалась в виде плоской волны. Фотографические исследования показали, что зона горения в детонационной волне не является плоской. В силу различных возмущений она теряет устойчивость и изгибается, появляются изломы. Соответственно нарушается устойчивость фронта ударной волны. Взаимодействие возмущений, возникающих в детонационной волне, приводит к неравномерному распределению температуры, образованию очагов очень высокой температуры, появлению пульсаций (пульсирующая детонация). [c.142]

Последующее развитие теории детонации было направлено на описание явления с учетом различных проявлений возмущений, возникающих во фронте детонационной волны. Теоретически рассматривались также некоторые свойства детонационной волны, в частности концентрационные пределы ее распространения. На основании анализа взаимосвязи между детонацией и обусловливающей ее химической реакцией горения Я. В. Зельдович пришел к выводу, что в детонационной волне вследствие большой скорости ее распространения изменение состояния газа происходит на длине свободного пробега молекулы (величина порядка см). В этих условиях теплопроводность и диффузия активных центров не могут принимать участия в механизме распространения детонационной волны. Способность смеси к распространению детонации определяется скоростью химических реакций, обусловливающих ее самовоспламенение во фронте детонационной волны. [c.142]

Согласно наиболее широко распространенной теории детонации образующийся фронт пламени сжимает почти адиабатически несгоревшее сырье, вследствие этого температура и плотность сырья повышаются кроме того, несгоревшие газы получают некоторое количество тепла за счет радиационного излучения пламени. Когда температуры и давление становятся больше критических значений, автокаталитические процессы, которые происходят в несгоревшем сырье позади фронта пламени, ускоряются во много раз, что и приводит к самовоспламенению, которое предшествует нормальному окончанию горения. Такое самовоспламенение сопровождается внезапным повышением давления вследствие образования ударных волн скорость последних гораздо выше скорости распространения нормального пламени их частота равна частоте звука, который мы обычно воспринимаем как детонацию [87]. [c.405]

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]

Вполне возможно, что путаница и противоречия, встречающиеся в теориях детонации, происходят потому,что предполагают, будто все углеводороды окисляются, сгорают и взрываются по единому механизму это не совсем правильно. Углеводороды, из которых состоит бензин, имеют самую различную структуру, и их окисление происходит по различным путям. Существование по крайней мере двух типов реакций, вызывающих детонацию, было установлено рядом исследователей [81, 94, 106, 181]. [c.412]

В соответствии с перекисной теорией детонации по цепному механизму, действие ТЭС представляется следующим образом [c.139]

На некоторых режимах работы двигателя при использовании бензина, качество которого не полностью отвечает требованиям двигателя, может возникнуть так называемое детонационное сгорание рабочей смеси. Для объяснения механизма детонации в двигателях предложено несколько теорий, но наиболее признанной из них является пероксидная теория с цепным механизмом. В основе теории лежат труды выдающихся русских ученых А. Н. Баха и Н. Н. Семенова. [c.9]

Дальнейшее развитие теории стационарной детонационной волны было получено в работах Зельдовича, Деринга и Неймана, использовавших для определения условий, обеспечивающих стационарное распространение волны, представление о конечной длительности реакции в детонационной волне [157]. При этом должно вьшолняться следующее условие поджигающая газ ударная волна должна распространяться по газу со скоростью, равной скорости детонации. [c.141]

Это, в частности, следует из совпадения вычисленных на основании классической теории и измеренных значений скорости детонации в смесях На— Оа— 2 (см. [66, табл. 61]). [c.242]

Близкое согласие вычисленных и измеренных скоростей детонации можно рассматривать как доказательство правильности основной предпосылки гидродинамической теории детонации, согласно которой скорость химической реакции достаточно велика, чтобы обеспечить установление термодинамического равновесия во фронте детонационной полны. Отметим, что в случав богатых смесей, для которых расхождение между вычисленными и измеренными скоростями больше всего отличаются от среднего, Иост [55] в качестве одной нз вероятных причин расхождения указывает недостаточно большую скорость химической реакции, вследствие чего реакция в детона- [c.242]

Неудивительно поэтому, что создано большое количество теорий, пытающихся объяснить процесс детонации с различных точек зрения. Остановимся здесь лишь на важнейшей из них, а именно на теории органических перекисей. [c.354]

Эта теория представляет собой одно логическое целое с представлениями о механизме окисления органических соединении через образование промежуточных продуктов в виде иерекисей. Детонация здесь рассматривается как результат достаточной концентрации активных перекисей в несгоревшей части смеси, получающейся в результате предварительного окисления молекул горючего. Указанная теория была выдвинута в 1927 г. [37]. [c.354]

Уже первые расчеты скорости детонации, выполненные по классической теории, показали хорошую сходимость вычисленных и экспериментально определенных значений ив. Этот результат свидетельствует о справедливости представлений опри- [c.141]

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ГОРЕНИЯ, ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ДЕТОНАЦИИ ГАЗОВ [c.5]

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]

Уже первыми исследователями детонационная волна рассматривалась как ударная, в которой развивается достаточно высокая температура, приводяшая к самовоспламенению прилегающих слоев смеси (волна ударного сжатия и сгорания). На основе этих представлений были разработаны основы теории детонации, получившей название гидродинамической теории [21, 144]. [c.140]

Само по себе самовоспламенение, как было показано, происходит в две стадии [111, ИЗ] первая характеризуется выделением света малой интенсивности и умеренным повышением давления вторая — светом большой интенсивности, резким повышением давления и ионизацией газов. Согласно этой теории, сопротивляемость топлива детонации изменяется прямо пропорционально давлению сжатия, которое требуется для того, чтобы вызвать первую стадию, и обратно пропорционально количеству тепла, выделяемому в этой стадии. Добавление перекиси снижает давление и температуру, требуемые для инициирования реакции. Взрыв во всех случаях происходит при второй фазе самовосила-менения. [c.410]

Несколько иная теория детонации предложена Кингом (King [183]) предполагается, что детонационное горение происходит в отсутствие пламени на поверхности маленьких частичек углерода, полученных пиролизом углеводородов топлива или смазочного масла, или в результате внезапного охлаждения пламени богатых смесей. Было показано, что введение в газообразное моторное топливо графитовой пыли вызывает детонацию. Некоторые доказательства в пользу этой версии былн получены наблюдениями Миллера [184], который показал с помощью высокоскоростной фотографии пламени в двигателях, что при начале детонации [c.412]

Понимание механизма детонации не будет полным без знания того, как антидетонаторы, и особенно ТЭС, оказывают свое действие. До настоящего времени, несмотря на большой объем исследований, не существует удовлетворительной теории. Установлено, что тетраэтилсвинец способствует окислению в жидкой фазе и препятствует окислению топлив в паровой фазе [152]. Тетраэтилсвинец и тетратолилсвинец способствуют окислению смазочных масел при 170° С и атмосферном давлении. Существуют довольно убедительные подтверждения того положения, что в двигателях антидетонаторы выполняют ингибирующую функцию, т. е. повышают температуру спонтанного воспламенения и снижают скорость окисления [185]. [c.413]

Пути построения более совершенной теории детонации в настоящее время только еще намечаются [539]. Однако во многих случаях классическая детонационная волна Чепмена—Жуге оказывается в достаточной мере адекватной наблюдаемым фактам, что имеет место при оперировании средними величинами (благодаря чему остается правильной теория скорости детонации и ряд других положений классической теории) [c.242]

Теория детонации. Заметим, что как и при большинстве новых открытий, эмпиричешве методы опередили теорию, так и в данном случае, если мы и знаем об усяешнооти применения. антидетонаторов, то причины стучания, природа физических явлений и эффект антидетона ции разра(ютаны нами еще недостаточно полно. [c.506]

Современные научные основы охраны труда в нашей стране сложились в основном после Октябрьской социалистической революции, но отдельные вопросы техники безопасности, промсанитарии и противопожарной обороны реидались отечественными ученьями еще раньше. Великий русский ученый М. В. Ломоносов впервые разработал и предложил способы проветривания шахт, основанные на использовании физических свойств воздуха. Им же был разработан и предложен громоотвод, принцип действия которого не отличается от современного молниеотвода. В начале XIX века М. В. Сеченов положил начало развитию физиологии труда. В период первой мировой войны академик И. Д. Зелинский создал фильтрующий противогаз для защиты от отравляющих газов. Большой вклад в научную разработку вопросов охраны труда внесли советские ученые И. Н. Семенов, Я. Б. Зельдович, разработавшие общую теорию горения, взрыва и детонации, профессор Г. В. Хлопни, определивший теоретические основы предупреждения профзаболеваний и отравлений, и многие другие отсчсствсиные ученгзЮ. [c.14]

В основе теории детонации, развитой Чепменом, Михельсопом и Жуге (см. [48]), лежит гидродинамическая теория ударных волн в химически инертном газе, ранее разработанная Риманом (1860 г.), Ренкипом (1870 г.). [c.241]

Изложенная классическая теория детонации была создана Зельдовичем 144, 45, 47] в 1940 г. (см. также работы [36, 255, 432]) на основе одномерной модели устойчивой детонационной волны. Позднейшие исследования показали (литературу см. в обзоре Стрелова [539]), что действительная газокинетическая и химико-кинетическая картина детонационной волны гораздо сложнее той идеализированной картины плоской ударной волны и плоского фронта химической реакции, которая слодует из классической теории и которая к тому же оказывается неустойчивой, что приводит к изломам и искривлениям волнового фронта и связанным с этим нарушениям идеальной картины детонационных волн. [c.242]

Необходимо выяснить, может ли произойти детонация в промышленных условиях, если процесс будет инициироваться источником энергии низкого уровня, каковым является открытое пламя, зажигалка или электроискровой разряд 200 - 400 В. Согласно общей точке зрения, в таких условиях детонация наименее вероятна. Сошлемся на работу [Р1кааг,1984] "Анализ случаев аварий показал, что имевшиеся разрушения не соответствуют разруихениям, вызванным детонацией. Кроме того, согласно теориям развития процесса быстрых превращений облака, связывающим изменение давления со скоростью пламени,. ..давление порядка 0,03 МПа является достаточным, чтобы соответствовать разрушениям, наблюдавшимся в реальных случаях аварий, и может возникать при скорости пламени порядка 150 - 200 м/с. Итак, круг научных интересов постепенно переместился с вопросов, связанных с последствиями детонации, на исследование причин ускорения пламени и оценку длительности ударной волны..." [c.293]

Теория перекисей дает наиболее полную и экспериментально обоснованную картину нротекапия детонации и механизма де11ствия антидетонаторов. Поэтому в настоящее время она признается даже противниками первичного окисления через перекисп. [c.356]

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 перекисерг, а также дополнять теорию перекисей —теорией свободного водорода, выдвинутой Льюисом. Последний считает первичным процессом окисления парафинов дегидрогенизацию их, в результате чего образуются ненасыщенные 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 соедпнение можно рассматривать как активный центр, который может активировать молекулы горюч й смеси и тем самым сильно способствовать ускорению химической реакцпи. Подтверждением теории свободного водорода (как дополнительного фактора-детонации) и является хорошо известная большая склонность к детонации нормальных углеводородов парафинового ряда по сравнению с нормальными углеводородами олефинового ряда. Можно также полагать, что в случае непосредственно окнсляел1ых ненредельных углеводородов первично получающиеся нестойкие перекиси успевают превратиться в стойкие перекиси, тогда как в случае нос родстве и но окисляемых предельных углеводородов этот процесс завершиться не успевает. Это том более важно, что именно нестойкие формы перекисей глав- [c.356]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология