Воспламенение критическое условие

Графически соотношение между dQ dx и dq dx при разных давлениях показано на рис. 3.13. Из этих соотношений можно определить критические условия теплового взрыва. Если при постоянном значении То изменять начальное давление реагирующего газа, то изменение dQ/dx и dq dx происходит так, как показано на рис. 3.13, а. При изменении dQ dx по кривой 1 скорость тепловыделения будет возрастать до достижения температуры Г/. Выше этой температуры скорость теплоотдачи превышает скорость тепловыделения и рост температуры смеси прекратится. Если dQ/dx изменяется по кривой 3, то количество выделившегося тепла будет превышать количество тепла, отведенного стенками. Смесь будет непрерывно разогреваться и, в свою очередь, повышать скорость реакции. В результате произойдет самовоспламенение смеси. При изменении dQ dx по кривой 2 температура будет возрастать до Гь В точке касания кривой dQ dx и прямой dq dx наблюдается равенство скоростей тепловыделения и теплоотвода. Система находится в неустойчивом равновесии. Незначительное повышение температуры в точке Ту приведет к самопроизвольному воспламенению смеси. Температура Ти таким образом, является температурой самовоспламенения смеси. [c.129]

При сравнительно высоких температурах Гг, при повышенной интенсивности тепловыделения в слое наступает прогрессирующий рост температуры, т. е. воспламенение. Критические условия воспламенения можно определить из равенства тепловыделения и теплоотвода [c.166]

Критическое условие воспламенения [c.264]

Механизм воспламенения горючей смеси электрической искрой (дугой) довольно сложен. С одной стороны, повышается температура смеси, с другой — интенсивное местное возбуждение молекул горючего вещества (газа) и их ионизация. Это в сильной степени ускоряет протекание химических процессов и изменяет критические условия зажигания смесей. [c.199]

Для экзотермических реакций существует еще одно критическое условие — тепловой предел воспламенения взрываемости), расположенный в области более высоких Р i). Его наличие объясняется тем, что скорость реакции увеличивается с повышением температуры экспоненциально (см. разд. П1.5), а скорость теплоотвода лишь пропорциональна разности температур. Кроме того, повышение Pj (С ) затрудняет теплоотвод от системы. Следовательно, при соответствующем значении Р (с ) выше Р, (с,) скорость отвода теплоты из зоны реакции окажется меньше скорости ее [c.185]

В результате исследований пожароопасных свойств различных рецептур полимерных покрытий полов были сформулированы основные технические требования, предъявляемые к полимерным покрытиям полов АЭС. Они охватывают комплекс пожароопасных свойств полимерных покрытий характеризующих склонность материала к горению и распространению пламени по поверхности (группа горючести и индекс распространения пламени), дымообразующую способность (коэффициент дымообразования), токсичность продуктов сгорания (показатель токсичности и критические условия горения материала — температуры воспламенения и самовоспламенения). В качестве одного из критериев, характеризующих критические условия горения материала, предложено ввести значения кислородного индекса, который для трудносгораемых покрытий должен быть не менее 40. Нормируемые величины показателей пожарной опасности устанавливаются из такого расчета, чтобы материал был трудносгораемым, медленно распространяющим пламя с умеренными дымообразованием и токсичностью продуктов горения. [c.154]

Скорость обычных реакций плавно изменяется с изменением условий (температуры, концентрации, давления, размеров сосуда и т. д.). Реакция взрывного превращения протекает чрезвычайно быстро. Одна и та же реакция в зависимости от условий может протекать медленно или со взрывом. 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. [c.262]

Предел теплового взрыва (критическое условие), измеренный экспериментально, позволяет определить Е, д, А А — предэкспонента) и порядок реакции п (для газов). Уравнение предела воспламенения р для газов [c.308]

Третья частица М принимает на себя избыток энергии, радикал Н02 малоактивен. При низких давлениях (нижний предел воспламенения) превалирует обрыв цепей на стенке, поэтому е > Коб [О2] X [М]. При высоких (верхний предел воспламенения), напротив, обрыв цепей идет преимущественно в объеме, поэтому Кс < Коб [О2] X [М]. В соответствии с этим критическое условие ф = О для одной и той же температуры реализуется при двух разных давлениях стехиометрической смеси. [c.779]

Если предположить, что при воспламенении процесс протекает во внутренне-диффузионной области, то значения энергий активаций, полученные при исследовании критических условий воспламенения ( =17 500) и горения крупных частиц антрацита ( = 33 500), практически совпадают. Истинный порядок реакции Л) в этом случае получается равным нулю. [c.259]

Используя критическое условие воспламенения капли топлива в факеле как равенство времени горения капли и периода индукции паров топлива, можно установить, что по мере роста диаметра капель нижний предел распространения пламени смещается в сторону больших значений избытка воздуха. Иными словами, устойчивое воспламенение крупных капель при прочих равных условиях обеспечивается при большем расстоянии между ними. [c.74]

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]

Р2 пары фосфора не реагируют с кислородом. Область воспламенения зависит и от состава смеси, так что критическое условие воспламенения описывается уравнением ( l и С2 - константы) [c.419]

Условие воспламенение топлива, то есть тепловыделение должно превышать теплоотвод в окружающую среду. Это достигается при повышении давления, начальной температуры, понижении энергии активации. В результате начинается прогрессирующий саморазогрев топливо-воздушной смеси, дальнейшее увеличение скоростей реакций окисления, быстрое выделение большого дополнительного количества тепла и происходит воспламенение. Критическим пределом теплового взрыва является температура самовоспламенения Тв, например, для бензинов 400 40, для дизельных топлив — 320-240 °С. [c.94]

Критическое условие теплового взрыва (воспламенения) определяется следующими двумя равенствами [c.252]

Вдали от критических условий и при использовании длинных зарядов скорость конвективного горения возрастает по мере распространения, и процесс ускоряется. Ускоряющийся режим конвективного горения характеризуется глубокими пульсациями (см. рис. 59, а), что свидетельствует о сильном искривлении фронта воспламенения. [c.140]

Критические условия вынужденного воспламенения (зажигания) местным тепловым импульсом также заключаются в нарушении теплового (или диффузионного) равновесия. Условие самовоспламенения для чисто гомогенной реакции проще в том отношении, что в него входят только свойства (и геометрические размеры) самого объема горючей смеси. Температура стенок полагается заданной и постоянной за время развития процесса воспламенения она обычно не успевает заметно измениться. При этом допущении, хотя самовоспламенение и зависит от условий теплоотдачи, последние могут считаться независящими от свойств стенки. Именно поэтому задача о самовоспламенении считается [c.261]

Для реакции горения водорода критическое условие воспламенения ф = 0 изображено на рис. XIII. 13 в виде линии, имеющей характерную форму полуострова. Участки графика слева от линии отвечают условию ф < 0. В этом случае обрывы цепи превалируют над разветвлением, и реакция идет медленно. Справа от линии ф >0 — разветвление преобладает над обрывом цепи, и реакция сопровождается воспламенением смеси. Существование двух пределов воспламенения при температурах выше 450 °С обусловлено двумя типами реакций обрыва цепи обрыв цепи на стенке — Н + Стенка — V2H2 к , обрыв цепи в объеме — Н -Ь Оа -f М —> HOj + М Коб- [c.779]

За температуру в разложении ( 1,22) примем при этом температуру стенки Гд и уравнение ( 1,32) будем решать в простейших граничных условиях 0 = О на внутренней поверхности стенки. Критическим условием воспламенения будет постоянное значение параметра 6, зависящее только от геометрической формы сосуда. Именно поэтому для газов и газовых смесей условие самовоспламенения может рассматриваться как некая физическая характеристика, зависящая от свойств и объема смеси, но не зависящая от окружения (например, от материала стенок). При сильной конвекции температура внутри реакционного объема может выравняться, но тепловое сопротивление все равно будет приходиться не на стенку, а на прилегающий к ней пограничный слой и может быть рассчитано по методу приведенной пленки (см. главу I). [c.298]

Конкретный вид критического условия воспламенения из нестационарной теории легко найти с помощью диаграммы Семенова [3]. На этой диаграмме (рис. 22) каждый из членов правой части уравнения (VI,46) изображается как функция от 0. Первый член дает кривую теплоприхода, второй — прямую теплоотвода. Там, где первая лежит выше, происходит нагревание, там, где вторая,— охлаждение. Условие вынужденного воспламенения определяется пересечением, условие самовоспламенения — касанием прямой и кривой. Чтобы найти условие касания, нужно приравнять сами члены и их производные [c.303]

Отсюда сразу получаются для безразмерного разогрева на взрывном пределе н для критического условия воспламенения формулы [c.304]

Если параметр В велик в сравнении с единицей, то пренебрежение выгоранием реагирующего вещества за период индукции оправдано. Если же значение В мало, то взрыва вообще не будет. Максимальная температура будет мало отличаться от температуры стационарного режима, и резкого перехода от одного режима к другому не получится. При промежуточных значениях параметра В в переходной области по этому параметру воспламенение происходит, но при вычислении критического условия нельзя уже пренебрегать выгоранием за период индукции. Соответствующая поправка будет рассмотрена в следующей главе. Там мы увидим, что она действительно стремится к нулю при стремлении параметра к бесконечности. [c.305]

Важно отметить, что критическое условие воспламенения может быть найдено без рассмотрения протекания реакции во времени, исходя из следующих простых соображений [6]. Если при изотермическом протекании реакции скорость проходит через максимум, то по мере приближения к взрывному пределу момент взрыва будет приближаться к моменту достижения максимальной скорости реакции. Можно найти предел теплового воспламенения для заданного состава смеси. Но абсолютный (наинизший) предел воспламенения должен отвечать оптимальному составу смеси, т. е. максимальной скорости реакции. Период индукции на этом абсолютном пределе зависит только от кинетических, но не от тепловых характеристик и равен времени достижения оптимальной концентрации. Так, реакция водорода с кислородом выше верхнего предела цепного воспламенения протекает, согласно Чиркову [44], автокаталитическим образом, и скорость ее хорошо описывается формулой [c.306]

Касание вблизи точки О (оно не показано на рис. 46) также отвечает критическому условию, но другого типа. Бесконечно малое перемещение от точки касания прямой теплоотвода влево или кривой выделения тепла вправо приводит к резкому падению темиературы, т. е. горючий материал, вместо того чтобы реагировать ири температуре, соответствующей точке Q или более высокой температуре, находится в устойчивом состоянии при температурах, отвечающих точкам иересечення, лежащим левее Ь. В связи с этим Франк-Каменецкий назвал эту точку критической точкой тушения, а Ван-Лун — минимальной температурой горения. Подобно температуре воспламенения, эта температура пе является постоянной величиной, поскольку она зависит от различных факторов. Например, значительное влияние на нее может оказывать скорость газа. В диффузионной области скорость газа, помимо влияния на коэффициент теплопередачи, может также определять положение кривой теило-выделения. Этот эффект обнаруживается в том случае, когда наиболее медленной стадией является ие диффузия внутри пор к поверхности взаимодействия и от нее, а диффузии через гидродинамический пограничный слой к наружной поверхности твердого вещества. [c.174]

Теплоотвод и критические условия воспламенения. Самовоспламенение горючей среды возможно только при определенных условиях. Процесс тепловыделения при реакции сопровождается теплоотводом от саморазогре-вающейся реагирующей среды в окружающее пространство. В случае предварительного нагревания реактора до определенной минимальной температуры самовоспламенения Гг, тепловыделение при реакции становится больше теплоотвода. Газ разогревается, и реакция ускоряется. В результате разница между скоростями тепловыделения и теплоотвода прогрессивно увеличивается, и происходит тепловой взрыв, практически с таким же разогревом, как и при адиабатической реакции, т. е. без тепловых потерь. Если температура, хотя бы немного меньше температуры самовоспламенения, тепловыделение и теплоотвод уравниваются уже при незначительном разогреве, и устанавливается режим медленной реакции с практически постоянной скоростью. [c.27]

Описанное возникновение критических условий в ходе выроя денно-разветвленной реакции окисления углеводородов дает возможность рассматривать холодное пламя, как результат цепного воспламенения. При этом все своеобразие холодного пламени получает естественное объяснение в факте затормаживания цепного воспламенения еще до достигкения срыва теплового равновеспя. В условиях реакции окпсления углеводородов это происходит в том случае, если тепло, выделившееся в ходе цепного взрыва, нагреет систему до температур, отвечающих области отрицательного температурного коэффициента. Прп переходе системы в эту область скорость реакции резко падает, система подвергнется охлаждению и вернется в нсходное состояние, т. е. в холоднопламенную область. [c.357]

Проследим эту зависимость при некоторой = onst (изотерма // ). При достаточно низких Р ( j) режим реакции стационарный. Объясняется это тем, что в этих условиях, вследствие усиленной диффузии свободных радикалов к стенкам реактора, скорость их гибели выше скорости рождения. С повышением Pi ( j) вероятность диффузии свободных радикалов к стенкам реактора уменьшается. При давлении реагирующих компонентов Р (концентрации ) скорости гибели и рождения свободных радикалов выравниваются. Создается критическое условие, когда происходит смена режима протекания реакции. Давление Р (с ) реагирующих компонентов называют нижним пределом воспламенения взрываемости). [c.185]

С приближением Я ( j) к Р (Св) снова создается критическое условие, которое называют верхним пределом воспламенения (взрываемости) — опять скорости гибели и рождения свободных радикалов выравниваются. Дальнейшее повышения Р (с ) ведет к обратной смене режима протекания реакции с автоускоряюще-гося на стационарный. Объясняется это увеличением скорости гибели свободных радикалов в результате учащения тройных соударений частиц при высоких Р (с,). [c.185]

Нижний предел воспламенения. При малом давлении /г5[02][М и критическое условие принимает вид 2k. [0.2] = k (обрыв uenei в кинетической области) или = [c.153]

Переход от стационарного режима к нестационарному характеризуют критические условия — условия, при которых равны скорости разветвления и обрыва цепей. Нижний предел по давлению pj — критическое давление, выше которого реакция протекает в нестационарном режиме. В области pi разветвление в объеме конкурирует с обрывом цепей на стенке. Поэтому pi зависит от диаметра сосуда и его формы (от 5/К), а также от состояния стенки, которое можно менять, покрывая стенку тем или иным веществом. Верхний предел по давлению pj, выше которого реакция протекает стационарно, зависит от температуры. При р >р-2 обрыв цепей в объеме идет более эффективно (тройные столкновения), чем разветвленне (двойные столкновения). В координатах р — Т область нестационарного протекания реакции образует так называемый полуостров воспламенения. Существует критическая температура, ниже которой при любол давлении воспламенения не происходит. Введение ингибиторов реакции сокращает размеры полуострова воспламенения. [c.201]

Нижний Предел воспламенения. При малом давлении А > sX хЮаКМ], И критическое условие принимает вид 2 2(02 = 4 (обрыв цепей в кинетической области) и Pi = kj 2k2a ), где а = 10. ]/ [c.202]

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]

На рис. 107 показана зависимость времени тушения дизельного топлива при перемешивании его струей той же жидкости от скорости исгечелия струи иа насадка. Как видно, и в этом случае существуют критиче-окие условия, определяемые скоростью истечения струи из насадка, при которых тушение не наступает. Это явление можно объяснить тем, что резким перемешиванием при критических условиях нельзя обеспечить снижение температуры в верхнем слое жидкости ниже температуры воспламенения. [c.239]

При исследовании критических условий воспламенения [Л. 4] были получены значения энергии активации для частиц антрацита =17 500 ккал1моль и видимый порядок реакции /1=0,5. [c.258]

Проникновение горения в пору включает 1) воспламенение входного участка поры, подвергаемого действию горячих продуктов горения, 2) распространение фронта горения по длине поры из возникающего очага воспламенения. Первый аспект задачи в принципе может быть решен на основе существующих представлений, изложенных в предыдущем параграфе. Что касается вопроса о распространении фронта горения по поверхности пороха (ВВ), то в настоящее время отсутствует строгая математическая модель процесса и достаточно полное физическое понимание явлени . Данный вопрос не решен для практически важного случая — воспламенения канала порохового заряда в процессе работы ракетного двигателя. Некоторые подходы к решению этого вопроса содержатся в работе [106]. В этой работе скорость распространения 4>ронта горения отождествляется со скоростью перемещения переднего фронта зоны, в которой достигнуты критические условия воспламенения. Предполагается, что воспламенение элемента поверхности происходит мгновенно при достижении некоторой критической температуры поверхности или накоплении критического количества тепла в расчете на единицу площади поверхности прогретого слоя, При таком подходе не рассматривается вопрос о влиянии механизма воспламенения. Математический анализ явления проводится с использованием ряда упрощающих предположений. Результаты анализа не сопоставляются с экспериментом. [c.115]

Если увеличивать размеры зажигаюш ей поверхности вплоть до полного окружения ею объема горючей смеси, то получится непрерывный переход от зажигания к воспламенению. Если же увеличивать мош.ность местного зажигаюш,его импульса, то возникает переход к другому типу критических условий, которые принято называть концентрационными пределами. Концентрационным пределом называется такой состав смеси, при котором становится невозможным заншгание от сколь угодно мощного импульса. Эти пределы хотя и зависят от начальной температуры смеси, но лишь весьма слабо, почему они и называются концентрационными. По существу концентрационный предел есть предел распространения пламени. Горючую смесь нельзя зажечь сколь угодно мощным импульсом в том и только в том случае, если пламя вообще не может в ней распространяться. Для распространения пламени существенна не начальная температура, а температура, развивающаяся при горении при большом тепловом эффекте реакции она весьма слабо зависит от начальной температуры. Именно поэтому пределы распространения пламени лишь сравнительно слабо зависят от начальной температуры. [c.262]