Самовоспламенение цепное

Дальнейший шаг в развитии представлений о механизме распространения пламени был сделан с появлением диффузионных теорий. В основе этих теорий лежит предположение, что скорость распространения пламени является функцией скорости диффузии активных центров из зоны горения в свежую смесь. При этом считают, что по аналогии с самовоспламенением горение является цепным процессом, скорость которого должна существенно зависеть от концентрации активных центров. В диффузионных теориях, как и в тепловых, считается, что на скорость распространения пламени определяющее влияние оказывают физические свойства смеси. Роль химических факторов в этих теориях учитывается лишь введением члена с аррениусовской зависимостью скорости горения от температуры пламени. [c.120]

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]

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]

На основании теории цепных реакций связь периода задержки самовоспламенения в кинетической области (когда Тх>Тф) с температурой и давлением описывается уравнением [c.139]

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]

САМОВОСПЛАМЕНЕНИЕ Цепной взрыв [c.450]

Сложный химический процесс взаимодействия водорода с кислородом, представляемый брутто-уравнением (4.1), имеет ряд специфических особенностей. Его максимальный механизм относительно малоразмерен, а компоненты немногочисленны и имеют достаточно простое строение, что позволяет провести несложные оценки значений всех коэффициентов скорости элементарных стадий. Основные особенности процесса в той или иной мере присущи другим аналогичным процессам, и трудно назвать какую-либо особенность горения газов вообще, не присущую этому процессу в частности. В этом смысле универсальность процесса окисления водорода просто поразительна. Например, в зависимости от начальной температуры и стехиометрии ведущий механизм процесса может быть цепно-тепловым, цепным разветвленным, цепным неразветвленным и даже неценным (тепловым) в зависимости от начального давления процесс может иметь либо гомогенный, либо гомогенно-гетерогенный характер в зависимости от начальных температур и давления процесс может демонстрировать один, два, три и даже четыре предела самовоспламенения ( четвертый предел носит вы-роноденный характер) и т. д. [c.247]

Цепное самовоспламенение. Цепная реакция протекает различно, в зависимости от того, сколько вторичных активных центров образуется на каждый израсходованный активный центр — один или больше одного. В первом случае общее число активных центров остается неизменным и реакция протекает с постоянной (для данных температуры и концентрации) скоростью, т. е. стационарно. Во втором случае число активных центров непрерывно возрастает, цепь-разветвляется и реакция самоускоряется. [c.151]

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

Разветвленные цепи. Цепное самовоспламенение 381 [c.381]

Цепные реакции. Специфическая особенность протекания химической реакции при самовоспламенении заключается в ее автоускорении, связанном с накоплением в системе тепла, выделяющегося при реакции горючей среды. Существует и другая возможность автоускорения процесса, в принципе осуществимого и при изотермическом режиме. Она связана с развитием цепной реакции. [c.23]

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]

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]

В поршневых двигателях сгорание топливо-воздушной смеси происходит при сравнительно высоких давлениях. В этих ус-лов 1ях наблюдается двухстадийное самовоспламенение топлив с предварительным образованием голубого пламени. Исследования интенсивности излучения холодных пламен и их индукционного периода позволили установить корреляцию между этими параметрам и антидетонационными свойствами топлива. Существование данной связи дает основания рассматривать холодное пламя в качестве активной стадии, ускоряющей появление горячего пламени. Однако механизм ускоряющего действия холодного пламени должен отличаться от механизма цепного окисления смесей. [c.133]

Поскольку наиболее медленной стадией самовоспламенения является стадия цепного разветвления, любое воздействие, ускоряющее или тормозящее эту стадию, отражается на процессе самовоспламенения в целом. Этим объясняется существенная зависимость параметров, характеризующих процесс самовоспламенения — тг, Гв и концентрационных пределов само- [c.133]

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

Азатян В. В. О критических условиях цепного самовоспламенения при наличии отрицательного взаимодействия цепей.— ФГВ, 1975, т. И, № 2, с. 256-259. [c.373]

Воспламенение прн адиабатическом сжатии отличается от самовоспламенения в нагретом сосуде тем, что стенки сосуда, оставаясь холодными, не принимают участия в инициировании активных центров цепной реакции и не влияют на минимальную температуру воспламенения. Поэтому температура адиабатического воспламенения выше температуры самовоспламенения в нагретом сосуде. [c.127]

В работах [28, 29] был подробно исследован механизм газофазного фторирования дифторметана (табл. 5.3). Было показано, что реакция является цепным разветвленным процессом. В реакции наблюдались задержки самовоспламенения различной продолжительности. Была предложена схема фторирования дифторметана и показано, что продолжительность задержек воспламенения определяется ингибирующим дейст- [c.154]

Самовоспламенение реальных горючих смесей, как правило, имеет комбинированную цепочно-тепловую природу. Большинство газовых химических реакций протекает по цепному механизму. В конечном счете эти реакции экзотермические и приводят к разогреву смеси. В то [c.26]

Давления, при которых происходит резкое увеличение скорости цепных реакций, называются верхним и нижним пределами самовоспламенения или взрываемости. Ввиду того что при малых давлениях решающее значение имеют обрывы на стенках, нижний предел воспламенения (Р, ) заметно зависит от материала и размеров реакционного сосуда, но мало меняется с температурой. Можно считать, что при прочих равных условиях скорость цепной реакции пропорциональна квадрату диаметра сосуда. Верхний предел воспламенения (Рг) мало зависит от формы сосуда, но сильно зависит от температуры и наличия примесей. [c.308]

При рассмотрении закономерностей воспламенения мы можем определенных обстоятельствах не касаться особенностей цепного механизма реакции, констатируя лишь тот несомненный факт, что реакция в горючей среде приводит к разогреву и самоускорению. Самовоспламенение в общих чертах рассматривается здесь как тепловое. Цепной механизм взаимодействия сказывается лишь на существовании некоторых особенностей. [c.27]

Часто пользуются также термином пределы воспламенения . Такая терминология представляется неудобной, поскольку воспламенением обычно именуют самоускоряющуюся реакцию в нагретом сосуде (тепловое или цепное самовоспламенение). Однако в принципе допустимо и такое наименование, если из этого не делать неверных выводов о механизме явления. [c.39]

Представление о холодном пламени, как о заторможенном цепном взрыве, не развившемся до конца вследствие перехода смеси в зону отрицательного температурного коэффициента, открывает возможность качественного истолкования существа низкотемпературного двухстадийного самовоспламенения. [c.358]

Сравнение влияния изменения диаметра сосуда и примеси инертного газа на второй предел по давлению привел Ванпе и Фалли к выводу о близкой в этом случае природе воспламенения водородо- и метапо-кисло-родных смесей. Эти авторы отвергают поэтому предположение о том, что явление трех пределов самовоспламенения углеводородов по давлению вызывается взрывом СО. Взамен этого они считают, что это явление вызвано цепным воспламенением водорода, протекающим как разветвленная ценная реакция по механизму [c.89]

В большинстве случаев распространение пламени является тепловым процессом — горящий слой передает тепло близлежащим холодным слоям и нагревает их до температуры воспламенения. В смесях С5а с воздухом воспламенение оказывается возможным при столь низких содержаниях СЗа (0,03%), что даже полное сгорание смеси в адиабатических условиях (при полном отсутствии теплоотвода) не может существенно повысить температуру смеси. Таким образом, тепловое распространение пламени в таких смесях невозможно. Между тем опыт показывает, что если поместить смесь С5а с воздухом, находящуюся вне области цепного самовоспламенения, в длинную трубку и нагреть один конец трубки до температуры цепного воспламенения, то по трубке распространяется пламя. Область значений р и Г, при которых пламя может распространяться в смесях С5з — воздух (область распростра- [c.332]

Влияние на скорость цепных реакций в газах внешних физических условий (Г р) весьма велико. Для реакций горения смесей газов или паров наиболее важной характеристикой является температура самовоспламенения. При низких температурах вероятность зарождения активных частиц настолько мала, что цепная реакция самопроизвольно развиваться не " [c.127]

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]

Цепное самовоспламенение. Неограниченное само-ускорение при протекании разветвленной цепной реакции до полного израсходования реагирующих компонентов также воспринимается как самовоспламенение. Внешне реакция может идти так же, как и при тепловом самовоспламенении. Различие состоит в том, что три тепловом механизме в реагирующей системе накапливается тепло, при цепном механизме — актив1ные центры. Оба фактора ведут к автоускорению реакции. Цепное воспламенение может в принципе происходить при постоянной температуре, без заметного разогрева смеси. [c.26]

Открытие нижнего предела самовоспламенения смеси фосфора с кислородом [Харитон, Вальта, Семенов (1926)] послужило толчком к изучению разветвленных цепных реакций. Указанные авторы обнаружили, что идущее весьма интенсивно горение паров фосфора в кислороде полностью прекращается при понижении парциального давления кислорода ниже некоторого предельного значения, равного 0,05 мм рт. ст. (нижнее критическое давление самовоспламенения). Достаточно было ничтожного повышения давления (на 0,01 мм рт. ст.), чтобы снова произошла вспышка. При давлении на 0,01 мм рт. ст. ниже критического смесь могла существовать сколь угодно долго. Подробное исследование этого явления показало, что критическое парциальное давление кислорода зависит от давления паров фосфора, от диаметра сосуда и от присутствия инертного газа. Было показано, что разбавление реакционной смеси инертным газом снижает критическое давление. [c.213]

Наличие пределов самовоспламенения и взрываемости было объяснено после разработки теории разветвленных цепных реакций. Подробно этот вопрос рассмотрен ниже, а качественно наблюдаемое явление можно объяснить следующим образом. При низких давлениях, меньших нижнего критического данления, среднее число актов обрыва цепей превышает число актов разветвления цепей, и горение становится невозможным. [c.213]

Сопремемпая теория цепных реакций позволяет получить уравнения таких цепных процессов, для которых изменениями концентраций исходных продуктов можио пренебречь. Эти уравнения характеризуют условия начала реакции. Именно на начальных стадиях реакции проявляются рассмотренные выше явления пределов самовоспламенения. В общем случае, учитывая роль выгорания или расходования в результате реакции исходных продуктов, можно получить систему нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, решить которые довольно сложно, поэтому такие общие решения рассматривать не будем. Если же одна реакция протекает медленно, а другие — быстро, то система заменяется одним уравнением, которое легко решается. [c.221]

То, что обрыв цепей происходит преимущественно на стенках сосуда, доказывается в работе влиянием диаметра реакционного сосуда на критическое давление самовоспла- менения. Результаты соответствующих опытов приведены в табл. 31. Из данных таблицы следует, что в обеих исследованных зонах на границе области воспламенения pd = = onst, где d — диаметр сосуда, а п = 0,46. Такое соотношение было теоретически выведено Н.Н. Семеновым [21] для всех цепных процессов, в которых обрыв цепей происходит главным образом на степке. Для предела самовоспламенения в нижнетем-нературпой зоне, мало зависящего от давления, авторы показали, что он сдвигается с 270 до 285° при уменьшении диаметра сосуда с 4,8 до 2,5 см. [c.154]

Исходя из этого теоретического вывода, Н. Н. Семенов и В. Г. Воронков включили в свою схему цепного горения сероуглерода положительное взаимодействие ценей (квадратичный автокатализ). В атом случае образующиеся при цепном воспламенении активные центры диффундируют в соседний еще не сгоревший и холодный слой газа, где происходит их взаимодействие, сопровождаемое разветвлением. В результате образуется повышенная концентрация активных центров, которая может вызвать воспламенение при температурах более низких, чем минимальная температура ценного самовоспламенения. Это и приводит к диффузионному распространению нламени в изотермических условиях по холодной среде. [c.191]

Точка зрения автора на природу и сущность холоднопламенпого процесса, сводящаяся к тому, что холодное пламя является цепным самовоспламенением, затормаживающимся благодаря переводу смеси в результате ее саморазогрева в область отрицательного температурпохо коэффициента скорости и потому в известных условиях не переходящим в горячее воспламенение, изложена ниже (см. стр. 356). [c.254]

С точки зрения кинетического механизма окисление высших парафиновых углеводородов представляет собой цепную реакцию. При этом для нее можно наметить в области медленного окпсления три зоны а) нижне-температурную (включающую и холоднопламенпую), в которой окисление обладает положительным температурным коэффициентом скорости и является вырожденно-разветвленной реакцией с высшим альдегидом п качестве вещества, обусловливающего разветвление, б) зону средних температур, неносредственно примыкающую к верхнетемпературной границе холоднопламенной зоны, в которой температурный коэффициент приобретает отрицательные значения, а вся реакция теряет с ростом температуры разветвленный характер в результате потери высшим альдегидом способности вызывать разветвление и в) зону высоких температур, примыкающую к границе верхнетемпературного самовоспламенения, в которой реакция снова приобретает как положительный температурный коэффициент скорости, так и вырождеино-разветвленный характер во- [c.326]