Цепное воспламенение

Естественно, что при рассмотрении кинетики цепного воспламенения нельзя полагать концентрацию свободных радикалов квазистационарной и для описания процесса нужно использовать дифференциальные уравнения для изменения концентрации всех активных частиц. При этом даже для начального периода реакции, когда концентрации исходных веществ можно считать практически постоянными, по-, лучаются довольно громоздкие выражения. Для упрощения решения Н. Н. Семенов предложил так называемый метод полустационарных концентраций. Этот метод состоит в том, что полагаются квазистацио-нарными концентрации всех свободных радикалов, кроме того, который присутствует в реакции в наибольшей концентрации. [c.321]

Из уравнения (VIII.51) для изменения концентрации атомов Н при цепном воспламенении водорода, в случае когда скорость обрыва цепей на стенках реакционного сосуда больше, чем скорость обрыва в объеме, видно, что [c.323]

Реакция, в которой один активный центр — одновалентный атом Н — приводит к образованию трех новых свободных валентностей НО и О, называется реакцией разветвления цепи. При определенных условиях может происходить прогрессивное увеличение числа активных центров, приводящее к цепному воспламенению. Скорость реакции, которая начинается с очень низких значений, затем увеличивается и проходит через максимум по мере расходования реагентов. [c.373]

Цепное воспламенение верхний и нижний пределы [c.383]

Возникновение цепного воспламенения или взрыва объясняется лавинообразным нарастанием числа активных частиц (свободных радикалов) при постоянной температуре в результате протекания разветвленной цепной реакции. [c.359]

Естественно, что при рассмотрении кинетики цепного воспламенения нельзя полагать концентрацию свободных радикалов стационарной. в то же время строгое решение системы дифференциаль- [c.318]

Нетрудно видеть, что как при достаточно больших, так и при достаточно малых р неравенство не выполняется, и, следовательно, цепное воспламенение невозможно. [c.320]

Под цепным воспламенением понимается переход от медленного стационарного протекания цепной химической реакции к протеканию с нарастающей во времени скоростью. Запас исходных веществ после воспламенения оказывается израсходованным за короткое время, составляющее в обычных условиях доли секунды. Поэтому воспламенение часто называют взрывом. [c.103]

Пример 2. Из условия ф = О получить в общем виде соотношения, определяющие первый и второй пределы цепного воспламенения газовых смесей. [c.121]

Цепное воспламенение либо вообще неосуществимо при данных значениях температуры, составе смеси и размере реакционного сосуда, либо происходит в ограниченном диапазоне давлений. Таким образом, если цепное воспламенение возможно, то существуют два предела воспламенения — нижний и верхний. [c.328]

При заданных у, р, е уравнения (УП.67) и (УП,68) дают зависимость пределов воспламенения от температуры. Кривая, изображающая графически эту зависимость в координатах Т, р, ограничивает область значений р н Т, при которых происходит цепное воспламенение. Эта область благодаря своей форме получила название полуострова воспламенения, а ее крайняя левая точка, определяемая условием (VИ.73) или (УП.74), называется мысом полуострова воспламенения. Для иллюстрации на рис. 95 приведен полуостров воспламенения смеси водорода с кислородом На + Оа. [c.330]

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]

Цепное воспламенение имеет место в случае, если при увеличении п величина (1п/сИ не обращается в нуль, т. е. если трехчлен, стоящий в правой части дифференциального уравнения (УП.78), положителен при любых положительных значениях п. Это, естественно, возможно, если / > , т. е. если линейное разветвление преобладает над линейным обрывом цепей. Однако за счет квадратичного разветвления смесь может воспламеняться в случае / < [c.333]

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]

Катализ окислами азота. Двуокись азота ускоряет реакцию Н -ЬОз, вместе с тем ее добавки расширяют полуостров цепного воспламенения инициирует окисление метана и жидкофазное окисление углеводородов, образование радикалов происходит по реакции [c.185]

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 гл. XIV автор рассматривает большое количество вопросов, связанных с цепным воспламенением и тепловым взрывом, распространением пламени и детонацией. Изложение этих сложных вопросов ни по форме, ни по содержанию не может полностью удовлетворить читателя. К счастью, советский читатель имеет возможность изучить теоретические вопросы горения и взрывов по известным трудам Н. Н. Семенова, В. Н. Кондратьева, Я. Б. Зельдовича и других. [c.6]

Из уравнения (ХХУ.20) видно прогрессивное нарастание концентрации свободных радикалов, а следовательно, и скорости цепной реакции. Через каждые 1/ф с концентрация свободных радикалов, а следовательно, ь скорость цепной реакции возрастает в е раз и за время нескольких интервалов 1/ф практически полное отсутствие реакции сменяется взрывным протеканием процессов. Для разветвленных цепных реакций характерно наличие двух резко различающихся режимов протекания процесса. Если скорость обрыва больше скорости разветвления цепей, то обеспечивается стационарный режим процесса, причем скорость процесса неизмеримо мала. Если скорость обрыва меньше скорости разветвления, то развивается нестационарный автоускоряющий-ся процесс, заканчивающийся цепным воспламенением смеси. Переход от условия / к условию / > <7 может произойти при незначительном изменении одно] о из параметров, определяющих скорости обрыва или разветвления цепей давления, температуры, состава смеси, размера реакционного сосуда, состояния стенок сосуда. Таким образом, незначительное изменение одного из параметров может вызвать переход эт неизмеримо медленной стационарной реакции к быстрому взрывному процессу или наоборот. Такие явления в химической кинетике назьЕваются предельными или критическими явлениями. Значение парг1метра, при котором происходит переход от одного режима к другому, называется пределом воспламенения. [c.390]

Как впервые показал Семенов (см. [118]), самоускоряющаяся реакция, приводящая к взрыву при низких р ъ Т, может развиваться при постоянной температуре. В этих случаях говорят о цепном воспламенении, или цепном (изотермическом) взрыве. Так как, однако, в подавляющем боль-лаинстве случаев воспламенение наступает при давлениях в десятки и сотни тор и при высоких температурах, то вследствие большой скорости реакции скорость отвода теила может оказаться недостаточной, в результате чего температура, а следовательно и скорость реакции, будет прогрессивно увеличиваться, и реакция закончится взрывом. Взрыв в таких случаях называется теплопым. [c.227]

Среди величин, определяющих условия существования воспламенения, наиболее резко изменяется с температурой константа скорости разветвления так как реакция разветвления имеет энергию активации 5ккал. Поэтому выражения, стоящие в левой части неравенств (VII 1.60) и (VI 11.61), уменьшаются с ростом температуры. Следовательно, при достаточно малой температуре они окажутся больше единицы и цепное воспламенение смеси данного состава в данном случае окажется неосуществимым ни при каких давлениях. Лишь [c.321]

Такцм образом, изменение концентрации промежуточного продукта при вырожденном разветвлении цепей описывается уравнением, аналогичным уравнению (VIII.54) для концентрации радикалок / в реакциях цепного воспламенения. [c.343]

В табл. 23 приведены эначення hih. рассчитанные для цепного воспламенения нодорода и для реакции с вырожденным разветвлением цепей при различных константах скорости распада промежуточного продукта на радиксы с /. Из данных табл. 23 следут, что при вырождением развветвле [c.347]

Явление это демонстрируется рис. 20, сплошная кривая АВО которого ограничивает расположенную вправо от нее область цепного воспламенения, типичную дяя всех указанных веществ. При низких давлениях газовой смеси под линией АВ, представляющей собой нижний (первый) предел воспламенения P. , скорость окислительной реакции ничтожно мала. При увеличении начального давления до нижнего предела P окисление протекает уже с большой скоростью и сопровонедается сильным свече- [c.54]

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]

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]

Возникает естественный вопрос, почему при принятии цепного воспламенения, как содержания холодного иламени, обратный переход системы и холоднонламенную область вполне правомочен, в то время как в рамках представлений Пиза—Норриша он является неосуществимым (см. стр. 3 )3—354). Ответ па этот вопрос базируется на том факте, что сильное уменьшение (а в некоторых случаях и практическое прекращение) разветвления, настуиаюш ее после перехода системы в область отрицательного температурного коэффициента, приводит к резкому снижению концентрации радикалов. Это значительно меняет все свойства системы и потому переход в исходное состояние она совершает уже не в том состоянии и не в тех условиях, в каких находилась прп предыдущем своем переходе I область отрицательного температурного коэффициента. [c.357]

Цепное воспламенение не с/едует смешивать с тепловым воспламенением. Последнее возникает в сильно экзотермической реакции в результате прогрессирующего разогрева реакционной смеси при не- [c.320]

Воспламенение может имегь цепную или тепловую природу. При цепном воспламенении самоускорение обусловлено прогрессирующим накоплением активных промежуточных частиц (атомов и радикалов), ведущих цепную реакцию. [c.262]

Курс химической кинетики (1984) -- [ c.382 ]

Теория горения и топочные устройства (1976) -- [ c.69 ]

Основы химической термодинамики и кинетики химических реакций (1981) -- [ c.220 ]

Основы химической кинетики (1964) -- [ c.0 ]

Курс химической кинетики (1962) -- [ c.317 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология