Водородно-воздушные смеси

Особенности работы с водородом. Водород относится к горючим и взрывоопасным газам. Он поступает в лаборатории в баллонах, окрашенных в зеленый цвет. Баллон рекомендуется устанавливать вне здания в специальных металлических шкафах. При такой установке газ к рабочим местам подается по медным или стальным трубам. Допустимое количество водорода в лабораторных помещениях не должно превышать 5 л (при давлении 150 атм). Основная опасность, связанная с применением водорода, заключается в образовании взрывчатых водородно-воздушных смесей, пределы взры-ваемости которых по объемной доле водорода очень широки [c.79]

Водородно-воздушные смеси характеризуются широкой областью воспламенения [4—75% (об.)] и взрываемости [18,3— 74% (об.)], что повышает их пожаро- и взрывоопасность. Вто же время водород отличается высокой температурой воспламенения (590 °С) и способностью к быстрому рассеиванию в [c.181]

Самовоспламенение водородно-воздушных смесей в присутствии водяного пара происходит при температуре 540— 820°С. Условия самовоспламенения зависят от концентра-шги водяного пара, геометрии системы, а также скорости движения смеси. [c.104]

Водородно-воздушные смеси характеризуются высокой скоростью сгорания в двигателе, причем при стехиометрическом соотношении периоды индукции очень малы и сгорание протекает практически при постоянном объеме, что ведет к резкому повышению давления. Скорость нарастания давления в цилиндре водородного двигателя при работе на стехиометрических смесях примерно в 3 раза выше по сравнению с бензиновым аналогом. При обеднении смеси скорость снижается и прк а=1,9 достигает значений, соответствующих при работе на стехиометрических бензино-воздушных смесях [167]. [c.172]

Первые два варианта обеспечивают устойчивую работу двигателя только при частичной рециркуляции отработавших газов или добавке воды к топливной смеси. Частичная рециркуляция отработавших газов предотвращает проскок пламени за счет разбавления заряда инертными компонентами и смягчает сгорание при работе двигателя на богатых водородно-воздушных смесях. В то же время благодаря снижению максимальных цикловых температур выбросы КОл уменьшаются. Количество рециркулируемых газов не превышает 10—20% от поступающей в двигатель топливной смеси, однако любая степень рециркуляции ведет к дополнительному снижению наполнения цилиндра. В отличие от рециркуляции впрыск воды или бензина (обычно во впускной патрубок) не ухудшает наполнения. [c.173]

Распространение пламени по водородно-воздушной смеси может происходить, если объемная доля На в смеси больше 4 %, но меньше 75 % при объемной доле водорода бо- [c.105]

Таким образом, хотя вопрос о переходе горения водородно-воздушных смесей в детонацию в больших объемах остается открытым, при образовании таких смесей в производственных помещениях взрывные нагрузки могут быть [c.108]

Широко применяемым средством предупреждения (образования) взрывоопасной среды является аварийная вентиляция, включаемая автоматически при достижении 2 %-ной концентрации водорода с помощью стационарных газоанализаторов. Однако при крупных выбросах водорода вентиляция может оказаться неэффективной, и тогда целесообразно использовать способ флегматизации, заключающийся во введении в защищаемый объем веществ, которые делают водородно-воздушные смеси неспособными к распространению пламени. [c.113]

Пределы взрывоопасности водородно-воздушной смеси составляют от 4 до 74%. Таким образом, минимальное время т1п необходимое для образования взрывоопасной водородно-воздушной смеси для здания объемом Узд, м (при отсутствии вентиляции), будет равно, с [c.99]

О а. Диффузия опережает перенос тепла и уводит горючий газ из тех слоев, которые еще не подверглись нагреву. Такой случай возможен в бедных водородно-воздушных смесях. [c.83]

Как видно из рис. 8-7, скорость нормального распространения пламени для водородно-воздушных смесей во много раз больше, а концентрационные пределы шире, чем для смесей метана или окиси углерода с воздухом. В кислородных смесях горючих скорость распространения пламени резко возрастает. Так, например, в смеси метана с кислородом максимальная скорость распространения пламени равняется 3,25 м/с, тогда как для смеси метана с воздухом она составляет 37 см/с. [c.135]

Во-первых, в некоторых, например водородно-воздушных смесях,, у которых с составом изменяется коэффициент молекулярного переноса, максимум ламинарной скорости соответствует составу смеси с избытком горючего, имеющему повышенную температуропроводность, тогда как максимальная скорость турбулентного горения соответствует смеси с максимальной температурой. [c.145]

Рис. 2.10. Зависимость задержек воспламенения от температуры и давления в стехиометрической водородно-воздушной смеси (29,6% Нг—14,8 %0г—55,6% N2) при температуре около 1000 К.

Теплопроизводительность водородно-воздушной смеси вычисляется по формуле [c.214]

Таблица 5.10. Теплота сгорания Q водородно-воздушной смеси при 0°С [398

Таблица 6.2. Состав продуктов сгорания водородно-воздушных смесей (равновесный) при различных температурах Т

Таблица 6.3. Температура Т , масса М, истинная теплоемкость Ср и показатель адиабаты к равновесных продуктов сгорания водородно-воздушных смесей при различных начальных температурах смеси, давлениях Р и избытках окислителя а [411]

Расчетные данные о равновесном составе и некоторых термодинамических свойствах продуктов сгорания водородно-воздушных смесей при различных температурах и давлениях приведены в табл. 6.2 и 6.3, а также на рис. 6.1. [c.265]

Таблица 6.7. Верхний концентрационный предел распространения пламени в водородно-воздушных смесях с инертным газом и расчетная температура пламени [419]

Рис. 6.2. Теоретическая температура продуктов сгорания Тг водородно-воздушных смесей

Максимальная нормальная скорость распространения пламени в однородной водородно-воздушной смеси при ( = 20 °С и атмосферном давлении равна и = [c.271]

Скорость распространения пламени в водородно-воздушных смесях зависит от давления, хотя и не столь существенно, как в углеводородно-воздущных смесях (рис. 6.10). [c.273]

Данные о влиянии предварительного подогрева смеси на скорость распространения пламени представлены на рис. 6.10—6.12. Как следует из рис. 6.11, массовая скорость сгорания водородно-воздушных смесей прямо пропорциональна абсолютной температуре предварительного подогрева смеси и может быть представлена уравнением вида [c.273]

Рис. 6.16. Зависимость содержания водорода соответствующего концентрационным пределам распространения пламени в водородно-воздушных смесях

Максимальное давление при взрыве водородно-воздушной смеси наблюдается при концентрации водорода 32,3% (об.) при том избыточное (над нормальным атмосферным) давление взрыва достигает 0,739 МПа. [c.280]

Водородно-воздушные смеси в широких пределах концентраций являются взрывоопасными — это третий недостаток водорода, создающий трудности при его эксплуатации. Газовые смеси воздуха с водО родом при содержании последнего от 4 до 74 взрываются от действия незначн-тельных толчков, ударов, искры. [c.83]

Предельный диаметр каналов (щелей), через которые пламя не может распространиться, уменьшается при повышении температуры и давления, при приближении состава смеси к стехиометрическому, уменьшении отношения длины канала к его диаметру. Зависимость предельного диаметра канала (ширины щели) примерно обратно пропорциональна давлению. Гасящее расстояние для водородно-воздушной смеси стехиометрического состава при / 25°С и Р = 0,101 МПа равно 6 = 0,6 мм (электроды из нержавеющей стали, (1 = 3,18 мм, с насаженными на их концы стеклянными дисками диаметром 25,4 мм). [c.281]

Значения энергии, необходимой для воспламенения водородно-воздушной смеси при 20°С, Р 0,101 МПа, а = I и оптимальной величине разрядного промежутка, приведены ниже [c.282]

Влияние состава водородно-воздушной смеси на энергию, необходимую для ее воспламенения при = 25 °С и Р = 0,1 МПа, характеризуется следующими данными (труба диаметром 25 мм, распространение пламени вниз) [c.283]

Как отмечено выше, для инициирования горения водорода достаточна энергия, равная 0,02 МДж. Однако при определенных условиях возможно и самопроизвольное возникновение пламени в водородно-воздушных смесях. Этот процесс может быть инициирован внешним источником активных центров. Установлено существенное влияние активных центров, созданных внешним источником на период индукции при самовоспламенении водородно-кислородной смеси. Это влияние оценено путем численного моделирова- [c.95]

При подогреве смеси энергия разряда, необходимая для воспламенения, уменьшается для водородно-воздушной смеси стехиометрического состава при Р = 0,101 МПа она равна [419] [c.283]

При конструировании и производстве взрывобезопасного оборудования необходимо знать величину максимально допустимого зазора между поверхностями, который предотвращает распространение пламени или искр через этот зазор (щель). Его определяют при зажигании смеси внутри емкости, размещенной в пространстве, заполненном той же смесью. Если при этом смесь во внешнем пространстве не воспламеняется, то такой зазор считается безопасным. Для водородно-воздушной смеси стехиометрического состава при 25 °С и 0,101 МПа безопасными являются щели шириной менее 0,81 мм. [c.284]

Степень излучения пламени, фактор эмиссии пламени Нормальная скорость распространения пламени смесей водород—окислитель при 20 °Си0,101 МПа, м/с максимальная для смеси с воздухом для смеси с кислородом для водородно-воздушной смеси стехиометрического состава П-ц Концентрационные пределы распространения пламени смесей водород — окислитель (а — его избыток) при 25 °С и 0,101 МПа, % (об.) для водородно-воздушной смесн нижний Сн(ан) [c.287]

Детонационно-подобные явления, характерные для работы двигателя на водороде, изучены недостаточно. Согласно большинству данных, водород начинает детонировать при степенях сжатия е=6 в широком диапазоне а. В то же время очистка камеры сгорания (удаление нагара и выступающих кромок, шлифовка поверхности) позволяет осуществить работу на водороде при 8, близких к 10, и стехиометрических топливных смесях [168]. По данным []69], критическая степень сжатия при стехиометрическом составе водородно-воздушных смесей не превышает 4,7, что соответствует октановому числу по исследовательскому методу 46. в то время как при а=3,5 она достигает 9,4 и октановое число—114. Таким образом, при достаточном обеднении смеси возможна бездетонационная работа водородного двигателя в широком диапазоне степеней сжатия. [c.172]

Установлено также, что характер горения водорода зависит от ряда факторов, в том числе от общей и локальной концентрации водорода под оболочкой и от наличия источников его зажигания. Если водород воспламеняется до его перемешивания со средой, заполняющей объем защитной оболочки, то будет иметь место дифузионное горение если воспламенение произойдет после полного перемешивания водорода с атмосферой оболочки и его концентрация будет выше нижнего предела распространения пламени водорода (4—9 % при типичных для послеаварийного периода условий под оболочкой), то будет иметь место горение без взрыва. Так как под защитной оболочкой имеются возможные источники зажигания, то наиболее вероятно постепенное горение водорода. Однако при очень маловероятном развитии аварийной ситуации, когда водород накопится, не воспламенившись, в таких количествах, что его концентрация превысит нижний детонационный предел (18,2 % для водородно-воздушной смеси), то его горение может завершиться детонацией. При таком катастрофическом развитии аварии защитная оболочка будет последним барьером на пути выхода радиоактивных продуктов в окружающую среду. [c.100]

Результаты, полученные на паро-водородно-воздушных смесях в сажевой промышленности, были распространены на паро-метано-воз-душные смеси применительно к объектам новой энергетической техники (камерам сгорания парогазовых установк). [c.106]

Взрыв водородно-воздушной смеси может произойти такжё При демонтирований ваниы, если после перерыва в работе продувка не была произведена достаточно тщательно, Водород может быть также поглощен шламом в электролите (окклюзия) и давать взрывы при перемешивании электролита, вызванного чалением анода. [c.244]

Гейдон 11101, анализируя данные Льюиса п Эльбе по распределению температуры в пламени природного газа, обратил внимание на то, что максимум температуры в бедных смесях (и только в них) регистрируется иа расстоянии 6—10 мм от зоны свечения. По мнению Гейдона, ... этот эффект, ни разу не получивший удовлетворительного объяснения , обусловлен задержкой в рекомбинации атомарных продуктов, с выделением теплоты за зоной основной реакции. Но тот факт, что сдвиг максимальной температуры наблюдается только при избытке кислорода, получает более естественное объяснение в стадийности сгорания в пламенах бедных угле-водородно-воздушных смесей. Как было обнаружено в опытах Фридмана и Бурке 197], в зоне максимального свечения, в пламени бедной пропановоздушной смесп, освобождается около 55% теплоты сгорания, что соответствует сгоранию углерода до СО aHg - - 3,502 3 СО 4НгО, с последующим выделением теплоты сгорания СО СОа. Дальнейшее исследование показало, что в этих пламенах СО исчезает только в 15 — 20 М.М за зоной свечения (шириной около 3 мм). С точки зрения этих наблюдений сдвиг максимальной температуры в таких пламенах отражает лишь тот факт, что окисление СО —> СОа развивается только после превращения всего исходного углеводорода. Соответственно, по оценке авторов, абсолютная скорость окисления СО в пламени пропана оказывается в 5,6 раза меньше, чем в пламени СО при равных условиях. Тормозящее действие углеводорода на окисление одного из продуктов его сгорания в пламени — СО представляется тем более демонстративным, что небольшие прргмеси углеводородов облегчают воспламенение СО аналогично действию воды. Такое действие углеводорода в пламени может быть объяснено преимущественным развитием известных еще с работ Райса 1177] экзотермических радикальных реакций крекинга углеводородов [c.206]

Длительность периода индукции (/, <0,5—1 мс) для умеренно разбавленных водородно-кислородных и водородно-воздушных смесей в условиях, когда 2ка — Й/[М])/ й 0,2, более или менее удовлетворительно описывается уравнением (2.11) с имеющимися данными по константам скоростей реакций (0), (а) —(с) и (f). Многие эксперименты проведены в условиях, когда температура ниже или давление выше значений, соответствующих равенству 2ка = ДМ]. При достаточно низких давлениях (/ 0,5 атм)—это условие второго взрывного предела вплоть до температур 850 К. При воспламенении за отраженными ударными волнами оно реализуется при температурах выше 1000 К и давлениях в несколько атмосфер. На основании механизма реакции на третьем взрывном пределе равенство величин 2ка и /[М] определяет расишренный второй предел и отделяет высокотемпературную область быстрого воспламенения с довольно малым образованием радикала НОг от области, которая расширяется при более низких температурах и переходит [c.169]

Как видно из "этих данных, при замене в водородно-воздушных смесях 20% воздуха азотом (т. е. при снижении содержания кислорода всего на 4%) огнетушащая концентрация С2р4Вг2 снижается с 16 /о ДО 6%, а в случае гептановоздушных смесей огнетушащая концентрация С2Р4ВГ2 составляет менее 1% (об.) при замене азотом всего 10% воздуха. [c.96]

Жаропроизводительность водородно-воздушной смеси стех иометр ического состава / °с [c.287]

Минимальная воспламеняющая энергия емкостного разряда Qmiih при 20 °С и 0,101 МПа, мДж Критический градиент скорости для обратного проскока пламени при 25 °С и 0,101 МПа, с-1 Гасящее расстояние бмин Для водородно-воздушной смеси стехиометрического состава при 25 °С и 0,101 МПа, мм круглые отверстия щели [c.287]

К достоинствам водорода как авиационного горючего следует добавить следующие его качественные характеристики 1) жидкий водород легко испаряется и быстро распространяется по объему камеры сгорания, что способствует быстрому запуску двигателя 2) незначительная энергия и широкие пределы воспламенения водородно-воздушных смесей также способствуют быстрому запуску двигателя при различных температурах окружающей среды и на различных высотах 3) водород при сгорании дает пламя с низкой излучательной способностью и сгорает без нагарообразования, что позволяет увеличить ресурс и надежность двигателей 4) водород не содержит в своем составе коррозионно-агрессивных нримесей, например сернистых соединений, поэтому его коррозионная активность мала по сравнению с углеводородными горючими. Однако необходимо считаться с повышением хрупкости некоторых металлов в среде жидкого водорода 5) двигатели, [c.539]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология