Самовоспламенение теория

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]

Теория теплового взрыва. Подробное изложение современного состояния теории теплового взрыва дано в работе [152]. Рассмотрим простейший случай. В нагретый сосуд объемом V, температура стенок которого поддерживается постоянной и рав-иой То, помещена при давлении Р равномерно распределенная горючая смесь. Сделаем следующие допущения. Температура внутри сосуда везде одинакова и равна Т. Постоянной до момента самовоспламенения является и концентрация реагирующих веществ. [c.128]

Теория теплового самовоспламенения была разработана [c.252]

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

Тепловое самовоспламенение. Согласно этой теории, решающим условием возникновения процесса горения является превышение (или равенство) скорости выделения тепла химической реакции над скоростью отдачи тепла реагирующей системой в окружающую среду (в случае газовой горючей системы, например, к стенкам реакционного сосуда). [c.125]

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]

Предлагались другие, более строгие варианты теории теплового взрыва. Так, например, Д. А. Франк-Каменецким была решена задача теории теплового взрыва с учетом стационарного распределения температур внутри сосуда [133] О. М. Тодес учитывал изменение распределения температур внутри сосуда со временем — нестационарная задача теории теплового самовоспламенения [153]. [c.130]

В реальных условиях на процесс самовоспламенения оказывают влияние оба фактора — и тепловое, и цепочное ускорение. В этом случае самовоспламенение называют цепочно-тепловым. Считают, однако, что вклад теплового эффекта в процессе самовоспламенения является определяющим. На этом основании ограничимся рассмотрением общей модели теплового взрыва и вытекающей из нее теории. [c.128]

Обстоятельный критический анализ теории распространения турбулентных пламен был выполнен А. С. Соколиком [21]. Им, в частности, указывалось на основное противоречие ламинарной модели, согласно которой различие Ын и Ыт объяснялось высокоразвитой поверхностью горения в турбулентных пламенах. В этом случае скорость ламинарного пламени оказывается недостаточной для мгновенного охвата пламенем каждого объема смеси, образующегося при дроблении. Отмечалось, что свойственная ламинарным пламенам последовательность излучения [(СС) - ОН (СН) (С02) (Нг0) ] и интервалы между границами излучения (СИ) и (СС) в турбулентных пламенах существенно различны. Наблюдаемая в турбулентных пламенах последовательность излучения [(СНО) ->(СН) (ОН) ->(СС) ] соответствует излучению при самовоспламенении (переход спектра голубого пламени в спектр нормального горячего пламени). Этот факт рассматривается как доказательство сгорания объемов свежей смеси, забрасываемой при турбулентном горении в факел пламени, вследствие его самовоспламенения. С учетом этого А. С. Соколиком предложена модель турбулентного распространения пламени, согласно которой объемы свежей смеси, непрерывно поступающие в факел, последовательно самовоспламеняются. [c.138]

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]

Другая гипотеза была высказана М. Б. Нейманом и Б. Б. Айвазовым. Эти авторы рассматривают наличие трех температурных пределов самовоспламенения как следствие явления отрицательного температурного коэффициента скорости, приводящего к максимуму на кривой скорости. Они исходят при этом из основного ноложения теории теплового взрыва, согласно которому изрыв наступает при достижении реакцией некоторой [c.87]

Установлено, что температура, при которой возможно зажигание взрывчатых воздушных смесей, действительно значительно выше температуры самовоспламенения, что соответствует требованиям тепловой теории. Однако для некоторых горючих веществ наблюдаются аномально низкие температуры зажигания особенно низкие температуры (до 180—200 °С) зафиксированы для смесей сероуглерода и диэтилового эфира с воздухом. [c.149]

Самовоспламенение углево-дородо-воздушных смесей. Предпламенные реакции, приводящие к самовоспламенению углево-дородо-воздушных смесей, являются реакциями с вырожден-ными разветвлениями цепей, т. е. такими, в которых разветвление цепей обусловливается стабильными промежуточными продуктами-пероксидами и альдегидами. В зависимости от условий (Т, Р) механизм разветвления цепей может быть разным. Это обстоятельство служит причиной того, что экспериментально определенный характер зависимости критических параметров самовоспламенения (T a, Ркр) Для углеводородо-воздушных смесей (рис. 3.15) существенно отличается от полученного в теории теплового взрыва (см. рис. 3.14). Область самовоспламенения горючей смеси можно подразделить на три зоны — низкотемпературную, переходную и высокотемпературную. Зоны самовоспламенения различаются по характеру реакций, приводящих к разветвлению цепей (табл. 3.3). [c.131]

В предыдущем разделе рассмотрены условия горения, вызываемого самопроизвольным и самоускоряющимся превращением, т. е. самовоспламенением. Теории самовоспламенения рассматривают лишь условия возникновения очага пламени, т. е. процессы, протекающие до йомента вспышки. Очевидно, что для выявления условий, при которых горение подавляется, необходимо иметь представление об усло1Виях раапространения пламени в горючей среде. Пламя, возникающее при самовоспламенении или воздействии высокотемпературного источника (при воспламенении), передает в соседние сл( свежей горючей смеси тепло и активные частицы, распространяющие горение. Скорость распространения горения относительно свежей смеси, измеренная по нормали к поверхности горения, называется нормальной (фундаментальной) скоростью распространения пламени и обозначается Мн. Этот показатель является одной из важнейших физдко-химических характеристик горения (или горючей смеси). [c.22]

Суммируя полученный экспериментальный материал, М. Б. Нейман снова возвращается к тому факту, что кинетика холоднопламенного окисления не может быть описана уравнением вырожденного взрыва ш = Ae f . В связи с этим он ставит перед собой задачу наметить путь видоизменения и дополнения теории вырожденного взрыва с тем, чтобы она могла одинаково хорошо объяснить специфические особенности высокотемпературного и низкотемпературного окисления и самовоспламенения углеводородов [27]. [c.166]

Этими общими соображениями М. Б. Нейман объясняет верхние пределы по давлению и температуре холоднопламенной зоны. Вне этой зоны может происходить только одностадийное самовоспламенение в полном согласии с теорией вырожденного взрыва. Как мы видели, самовоспламенение может иметь место при не слишком низких давлениях и внутри холоднопламенной зоны, но тогда оно является, как пишет М. Б. Нейман, вторичным процессом и носит двухстадийный характер. [c.167]

Температура, при которой нарушается тепловое равновесие и начинается саморазогревание, называется температурой самовоспламенения. Количественные выводы теории теплового и цепного самовоспламенений имеют большое значение для расчета производств, связанных с процессами окисления и горения. [c.142]

Теория теплового взрыва и самовоспламенения была разработана в качественной форме Ваит-Гоффом в 1883 г. Математическую обработку этой теории дал И. Н. Семенов в 1928 г. [c.142]

Простейшим примером критического явления можно считать тепловое самовоспламенение. Основная идея теории теплового самовоспламенения была высказана Вант-Гоффом [1]. Согласно его идее, условие теплового самовоспламенения заключается в невозможности теплового равновесия между реагирующей системой и окружающей средой, В дальнейшем эту идею развивали Ле-Шателье [2], Семенов [3], Тодес [4], Райс с сотрудниками[51 и автор настоящей книги [6]. Семеновым и его школой [7] было открыто и исследовано явление цепного самовоспламенения, условие которого заключается в невозможности равновесия между образованием и расходованием активных продуктов автокаталитической реакции. Критическое условие самовоспламенения связывает все параметры, влияющие на скорость реакции и на отвод тепла или активных продуктов в окружающую среду. Воспламенения можно достичь изменением любого из этих параметров как физических свойств смеси — температуры, давления, состава, коэффициентов теплопроводности или диффузии,— так и размеров сосуда. Влияние температуры на скорость реакции имеет наиболее резкий экспоненциальный характер, вследствие чего температура самовоспламенения зависит от других параметров только логарифмически. Именно поэтому она и представлялась первым исследователям физической константой смеси. [c.261]

Пользуясь температурами самовоспламенения при оценке пожарной опасности веществ, нельзя забывать, что они не являются постоянными величинами для одного и того же горючего вещества. Из рассмотренной тепловой теории самовоспламенения можно видеть, что эта температура зависит от величины скорости тепловыделения и скорости теплоотвода, которые в свою очередь зависят от объема и формы горючего вещества, количества его в единице объема, давления и других факторов. [c.81]

Чем больше размеры накаленного тела, тем ниже температура самовоспламенения. Объясняется это так чем больше размеры источника воспламенения, тем больше объем слоя нагреваемой смеси, а это по тепловой теории ведет к уменьшению тепло- [c.129]

При взрывном воспламенении паров окиси этилена в закрытом сосуде большое значение имеет отношение реакционного объема к внутренней поверхности емкости. С увеличением этого отношения повышается давление взрыва. При взрыве температура возрастает от начальной температуры самовоспламенения окиси этилена (571 °С) до 1200 °С за 0,002 сек. В литературе описаны результаты исследования взрывного разложения паров окиси этилена и характера пламени, а также теория и возможный механизм происходящих процессов [c.70]

Приведенная теория теплового взрыва была разработана И. Н. Семеновым в 1928 г. Уравнения (3.49) и (3.50) — соотношения Семенова — Загулина — определяют область, в которой горючая смесь самовоспламеняется (рис. 3.14). Таким образом, теоретическое рассмотрение теплового взрыва приводит к существованию так называемых предельных или критических значений параметров Р и Г, за пределами которых не происходит самовоспламенения смеси. [c.130]

С процессом окисления также связан процесс самовоспламенения высокопагретых нефтепродуктов. Если, например, из последнего масляного куба выпустить в воздух масляный гудрон с температурой, отвечающей этому кубу при перегонке, то гудрон самовоспламенится. Самовоспламенение со взрывом может также произойти при впуске воздуха в перегонный куб, в котором находится горячее масло или горячие масляные пары. Теория воспламенения основана на том, что мрлекула кислорода присоединяется к углеводороду, причем получается соединение не окис-ного, а перекисного характера. Образовавшиеся перекиси авто-катализируют процессы окисления, благодаря чему нефтяные углеводороды достигают температуры воспламенения [ ]. [c.91]

Теория теплового самовоспламенения. Теория теплового самовоспламенения была разработана для реакций, протекающих в газовой фазе, где она хороню подтверждается количественно. Для самовоспламенения жидких компонентов, где реакция начинается в конденсированной фазе, эта теория применима лишь для качественного огшсання нроцесса. [c.230]

Выше уже отмечалось, что механизмы химических реакций при самовоспламенении смеси и нормальном распространенин пламени существенно различаются [21]. В то же время это обстоятельство не учитывается при построении теорий, описывающих процесс зажигания горючей смеси от элементарного [c.125]

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]

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]

Представления о роли холодного пламени в подготовке смеси к горячему самовоспламенению лежат в основе теории двухстадийпого воспламенения, впервые сформулированной Нойманом и получившей в дальнейшем широкое распространение (см., например, [144]). [c.227]

Теория диффузионного распространения пламени в изотермических условиях была дана Зельдовичем и Франк-Камеыецким (см. [136, 50]), которые показали, что в простейшем случае кинетика реакции отвечает автокатализу второго порядка, сопровождаемому расходованием активного вещества по первому порядку. Семеновым с сотр. 2] был проведен на ЭB VI расчет скорости и пределов распространения холодного пламени сероуглерода с использованием механизма и констант скорости, приведенных в [69]. Оказалось, что изложенные в атом обзоре представления о механизме реакции позволяют объяснить наблюдающиеся на опыте факты [полуостров распространения пламени, сдвинутый относительно полуострова самовоспламенения в область низких температур, ненулевые значения скорости на пределах, вид кривой ((, (р) и т. д.]. Значение скорости получено близким к экспериментальной величине. [c.237]

Соотношение, связываюшее минимальное давление с температурой самовоспламенения, было подтверждено многочис-лениыми экспериментами и оказалось ненным при изучении кинетики процессов горения, а также в пожарной профплак-т 1ке. Вместе с тем тепловая теория самовоспламенения не в состоянии объяснить ряда особенностей, наблюдаемых нри горении положительный или отрицательный катализ при введении в реагирующую систему малых примесей отдельных ве-и еств, пределы воспламенения в зависимости от давления и др. Эти особе1П10сти объясняет теория ценных реакций. [c.126]

Понятие о тепловом и цепном самовоспламенении впервые было установлено Н. Н. Семеновым [11]. Его тепловая теория само- оспламенения была в дальнейшем детально обоснована О. М. Тодесом и Д. А. Фраик-Каменецким и получила всеобщее призна ние. Рассмотрим ее на примере самовоспламенения смеси горючих наров или газов с воздухом. [c.74]

На основании опытов Сильвера и в соотиетствии с тепловой теорией самовоспламенения видно, что тепловые источники очень малых размеров не могут воспламенить не только твердые горючие вещества, но и газовые смеси. [c.131]

По этой теории электрическая искта нагревает объем горючего вещества, заключенный между электродами, до температуры самовоспламенения. Результаты опытов подтверждают это положение. Так, при исследовании влияния газора межцу электродами на воспламеняющую способность конденсированных искр было найдено, что с увеличением зазора уменьшается энергия, необходимая для воспламенения. Это соответствует тепловой теории, по которой с увеличением нагреваемого объема горючего вещества понижается его температура самовоспламенения и, следовательно, требуется источник воспламенения с меньшей энергией. [c.132]

Общие основы теории теплового самовоспламенения газов полностью распространяются и на случай горения твердых горючих веществ. Окисление возникает в твердой фазе, так как при начальных температурах окисления в составе газообразных продуктов разложения преобладают негорючие пары и газы углекислый газ и пары воды). Соответственно со скоростью реакции окисления происходит выделение теплоты, за счет которой твердое вещество може т самонагреваться. Однако при малой скорости окисления нагрева вещества не наблюдается, так как одновременно с выделе- [c.211]

Созданная Н. Н. Семеновым [81] теория разветвления цепных реакций показывает, что в некоторых химических системах цепи могут разветвляться или гибнуть при встрече со стенками или в объеме при тройных столкновениях. Если скорость разветвления больше скорости обрыва, то происходит быстрое нарастание числа активных центров, следствием чего является нарастание скорости реакции, что может в окислительных реакциях привести к самовоспламенению даже в изотермических условиях. Таким образом, по современным представлениям воспламенение может Еюсить или тепловой или цепной характер. По Д. А. Франк-Каменецкому [82], если на пределе воспламенения безразмерная величина [c.136]

В книге сжато и строго изложены основы теории горения и обобщены основные экспериментальные результаты, полученные при изучении процессов горения. Рассмотрены фундаментальные вопросы воспламенения (пределы воспламенения, самовоспламенение, искровое зажигание, зажигание накаленной поверхностью) и горения (пламя и его распространение, перемешанные и диффузионные пламена, скорость горения, газодинамика горючей смеси и т. д.), методы измерения скорости горения, воздействие на горение акустических полей и поля силы тяжести, горение одиночных капель и аэровзвесен. [c.4]

Задержка воспламенения зависит также от давления и обычно уменьшается по мере его роста. Разумеется, влияние давления на физическую п химическую задержки должно быть различным, однако примеров раздельного измерения этих величин по сушеству нет. Тем не менее связь между химической задержкой и давлением все же была оценена для предварительно перемешанных смесей, которые будут рассмотрены в следующем разделе. На основании теории цепных реакций, приводящих к самовоспламенению, можно предложить следующую зависимость задержки воспламенения от давления (и температуры) [6,7] [c.85]