Гетерогенное горение диффузионное

Следует различать также гомогенное и гетерогенное горение. Гомогенным является горение лишь газообразных веществ, гетерогенным — веществ в других агрегатных состояниях. Гетерогенное горение является одновременно и диффузионным. [c.121]

Диффузионное горение наблюдается в основном при гетерогенном горении, когда продолжительность диффузии кислорода к горючему веществу несоизмеримо больше продолжительности протекания химической реакции в этом случае скорость горения определяется преимущественно скоростью диффузии кислорода в зону горения. Все пожары, как правило, представляют собой диффузионное горение. [c.181]

Пусть изменения объема в газовой фазе происходят за счет гетерогенных процессов испарения с поверхности жидкости, конденсации на поверхности, гетерогенного горения. Тогда величины диффузионных потоков в газовой среде должны быть согласованы с условиями на поверхности. При испарении, например, у поверхности непрерывно появляются новые объемы в газовой фазе (новые объемы пара), при конденсации происходит обратный процесс. При химической реакции на поверхности потоки исходных веществ (к поверхности) и потоки продуктов реакции (от поверхности) связаны стехиометрией реакции. Вдобавок во всех упомянутых случаях инертные (не участвующие в процессе) компоненты не должны перемещаться в направлении, нормальном к поверхности, на которой протекает процесс. В этом направлении общее давление Р сохраняется неизменным. Величина общего давления может меняться только за счет аэродинамических сопротивлений (вязких и инерционных сил). Эти сопротивления при возникновении стефановского потока обычно пренебрежимо малы и не могут привести к сколько-нибудь заметному изменению общего давления. [c.74]

Как и для случая гетерогенного горения, можно ввести в рассмотрение две крайние области реагирования — кинетическую и диффузионную. Если Хст ад (кинетическая область), то [c.106]

Примером гетерогенного горения в диффузионной области является горение антрацита, кокса, древесного угля, когда температура на поверхности высокая и, следовательно, скорость химической реакции очень большая. [c.47]

Рис. 8. Схема диффузии кислорода к антрациту (гетерогенное горение в диффузионной области).

При гетерогенном горении углерода протеканию реакций предшествует процесс подвода окислителя из окружающей среды к реакционной поверхности. Поэтому скорость гетерогенного горения зависит от скорости этих двух основных составляющих процессов М = ка, где к — константа скорости реакции а — концентрация кислорода на поверхности топлива IV = Да — а), где В — константа скорости диффузии, а — концентрация кислорода в потоке, в котором сгорает частица углерода. Из этих двух зависимостей величина скорости гетерогенного горения выражена через количество кислорода, потребляемого единицей поверхности частицы, и равна w = aJ(i/k — 1//)). При низкой температуре потребляется кислорода меньше, чем подводится диффузией горение лимитируется кинетикой реакции, и = ка . При высокой температуре интенсивность горения ограничивается, наоборот, скоростью диффузии — диффузионный режим, при котором и = Ва . [c.43]

Все перечисленные физические явления могут наблюдаться в самых разнообразных процессах, различающихся как по природе химических реакций, так и по агрегатному состоянию исходных веществ и гидродинамической обстановке. Прежде всего следует различать гомогенное, гетерогенное и диффузионное горение. Гетерогенное горение происходит на поверхности раздела фаз. Одно из реагирующих веществ находится в конденсированной фазе, другое (обычно кислород) доставляется диффузией из газовой [c.263]

Важнейшим техническим процессом гетерогенного горения является горение угля. Процесс осложняется объемными реакциями двоякого рода. С одной стороны, в технике широко используются сорта каменного угля, богатые летучими компонентами. Сгоранию такого топлива предшествует частичное термическое разложение (коксование) с выделением горючих газов (углеводородов и водорода), сгорающих в объеме. С другой стороны, даже и цри сжигании чистого углерода, кроме углекислого газа СО2 на поверхности может образовываться окись углерода СО, догорающая в объеме. Теория горения угля с учетом побочных реакций достаточно сложна и рассматривается в специальных руководствах [8, 9]. Но при достаточном избытке воздуха и высокой температуре поверхности объемные реакции протекают настолько быстро, что заканчиваются в непосредственной близости от поверхности. При этом становится допустимой приближенная трактовка процесса как чисто гетерогенного. Вопрос о гетерогенном горении в такой постановке относится к диффузионной кинетике и тепловому режиму гетерогенных экзотермических реакций и рассматривается нами в соответствующих главах. [c.264]

Другим примером истинного гетерогенного горения является горение нелетучих металлов. Здесь процесс осложняется образованием тугоплавких окислов, блокирующих поверхность металла и препятствующих дальнейшему контакту с кислородом. Если окисная пленка остается компактной, то диффузионная кинетика процесса описьшается формулой (II, 77). При разнице в плотности металла и окисла пленка растрескивается и доступ кислорода облегчается (пример —горение магния). Резкое изменение характера процесса имеет место, когда температура горения достигает температуры плавления окисла. Жидкий окисел частично сдувается с поверхности газовым потоком, что облегчает диффузионный перенос кислорода к поверхности окисляемого металла. Из школьных опытов по химии известно, что в обычных условиях [c.264]

Но практика показала, что слишком отвлеченный подход к топке или газогенератору, только на основе диффузионно-кинетической теории гетерогенного горения, еще не достаточен. [c.11]

Теоретический анализ экзотермических режимов позволяет выбрать условия, обеспечивающие протекание реакции в кинетической области с малыми разогревами и в диффузионной — с большими разогревами. Приведем пример лабораторного исследования условий перехода реакции окисления углеводородов в область гетерогенного горения. Изучение Марголис и Тодесом [240 ] окисления изооктана в динамической поточной установке показало, что скорость реакции зависит от концентрации реагирующих компонентов по следующему уравнению [c.135]

Горение, характеризуемое наличием раздела фаз в горючей системе, например горение жидких и твердых -горючих веществ, является гетерогенным. Хотя, как правило, реакция окисления, обусловливающая возникновение и развитие процесса горения, идет в газовой фазе, при горении твердых и жидких (веществ большое значение приобретают также процессы, протекающие на границе фаз (испарение, диффузия и др.). Гетерогенное горение, связанное с образованием потока горючих газообразных веществ, является одновременно и диффузионным. [c.7]

Впервые задача по турбулентному гетерогенному горению в канале была сформулирована А. С. Предводителевым [63]. Общее дифференциальное уравнение для неизотермического диффузионного процесса без объемного источника может быть записано следующим образом [c.61]

Для любого характера потока сохраняется основной закои гетерогенного горения, согласно которому количество газа, прореагировавшего на поверхности углерода, равно диффузионному потоку реагируюш,его газа к этой поверхности. [c.62]

В этом направлении были сделаны отдельные интересные работы, которые установили диффузионную и кинетическую стороны процесса горения. Однако при решении задач гетерогенного горения углерода не учитывалось протекание процесса в порах углеродного тела, а также вторичных реакций. [c.167]

Ввиду того что предварительное смешение горючего и воздуха никогда не может быть идеальным, процесс горения практически может всегда протекать как микродиффузионный, если скорость микросмешения мала по сравнению с собственной скоростью химических реакций горения. Меняя условия, мы можем заставлять процесс протекать так, чтобы диффузионные или кинетические факторы играли в нем преобладающую роль, подобно тому как процесс гетерогенного горения может протекать в диффузионной или в кинетической области. Только для данных определенных условий можно указать, какая степень совершенства предварительного смешения требуется для того, чтобы по отношению к процессу горения смесь могла считаться однородной . [c.370]

Горение углерода — гетерогенный процесс, определяемый как кинетикой горения на поверхности и в глубине углеродного массива частицы, так и диффузионным переносом кислорода и продуктов сгорания у горящей поверхности частицы. [c.140]

Впервые роль физических факторов (диффузии) в гетерогенных процессах горения и газификации углеродистых материалов была установлена в 1934 г. в СССР [91] и одновременно в США [120], что положило начало разработке основ диффузионной кинетики гетерогенных процессов. Большое значение для развития физико-химических основ теории горения и газификации углерода имели работы [88, 90 [c.12]

Внешнее диффузионное горение (гетерогенное). Представления, развиваемые современной диффузионно-кинетической теорией горения [Л. 70, 26, 31, 11, 68,69, 56,47,45, 72, 73 и др.], приняли пока наиболее отчетливые формы в отношении гетерогенных процессов горения. Так, если принять для простоты,что горение углеродной поверхности подчиняется реакции первого порядка, то при установившемся процессе должно согласно предыдущему соблюдаться следующее равенство [c.74]

Внешнее диффузионное горение (гетерогенное) [c.75]

В том случае, когда процесс характеризуется примерно со измеримыхми скоростями протекания обеих стадий к), он идет в промежуточной области, в которой отлично от своих крайних значений, а концентрация реагирующего на твердой стенке газообразного вещества меньше концентрации его в объеме н больше нуля Схематически это представлено на фиг. 8-1 — кривыми 2 и -9. На фиг. 8-2 промежуточная область протекания процесса гетерогенного горения ограничена (схематически) сплошной кривой / кинетической области и пунктирной кривой 3, проходящей через точки перехода процесса в чисто диффузионную область. В промежуточной области скорость протекания процесса горения одновременно зависит как от химических (кинетических), так и от физических (диффузионных) факторов. [c.76]

При высоких температурах процесс реагирования нротекает с большой скоростью, не успевает проникнуть внутрь и сосредоточивается на внешней поверхности. Это дает возможность пренебречь влиянием внутриобъемного реагирования. Но процесс реагирования при более высоких температурах осложняется сильным влиянием диффузии и в связи с этим — скорости н гидродинамики потока газа, а также вторичных реакций. Поэтому при исследовании реакций при высоких температурах большое значение имеет отделение влияния физических факторов, в основном диффузии, от чисто химических. Для того, чтобы наиболее просто и правильно выявить взаимосвязь между диффузией и кинетикой, исследование гетерогенных реакций и в особенности процесса горения углерода и, сопутствующих ему вторичных реакций проводилось в определенных простейших геометрических формах шарик, обтекаемый реагирующим газом (так называемая внешняя задача), канал, стенки которого реагируют с протекающим внутри пего газом (так называемая внутренняя задача), слой из шариков, продуваемый реагирующим газом, и т. д. Применяя для описания процесса дифференциальные уравнения диффузии совместно с граничными условиями, выражающими прямую связь между количеством диффундирующего газа и скоростью реакции на поверхности шарика, канала и т. п. (см. гл. VI), удалось получить хорошее соответствие теории с многочисленными экснериментальными данными [59] и др. В особенности большой вклад в разработку диффузионно-кинетической теории гетерогенного горения внесли Нредводителев и его сотрудники [59], а также Чуханов, Франк-Каменецкий [87], Зельдович и другие советские ученые. Но следует заметить, что математическая обработка экспериментальных данных с помощью диффузионно-кинетической теории горения отнюдь не даст возможности судить об элементарных химических актах (адсорбции, собственно химической реакции и т. д). На основе ее мы можем получить только суммарные константы скорости реакций (включая адсорбцию и внутриобъемное реагирование) и соответствующие величины видимых энергий активаций й суммарного порядка реакции. [c.161]

Правильное решение задачи горения углерода возможно на основе принятия диффузионно-кинетического механизма. В этом направлении были сделаны отдельные интересные работы, которые установили диффузионную и кинетическую стороны процесса горения. Однако при решении задач гетерогенного горения углерода не учитывалось протекание процесса в порах углеродного тела, а также вторичных рекаций. [c.202]

А р т 10 X Л. Б., Вулис Л. А., Кашкаров В. П., Ярин Л. П., Тепловые задачи пограничного слоя при гетерогенном и диффузионном горении. Сб. Тепло- и массоперенос , т. 3, Госэнергоиздат, 1963. [c.199]

Горение твердых веществ гетерогенно-диффузионное и сопровождается, как правило, их плавлением, разложением и испарением с выделением газо- н парообразных продуктов, образующих с воздухом горючие смеси (пламенное горение). Ряд твердых веществ (кокс, технический углерод, древесный уголь) при нагревании не плавится н не разлагается для него характерно беспламенное горение. Многие твердые вещества самовозгораются. Специфичным является горение пылей. [c.182]

Задача о выгорании углерода (при сухой газификации) заключается в учете одновременного протекания трех гетерогенных реакций на углеродной поверхности и гомогенной реакиии горения СО в объеме около поверхности при наличии сопутствующих диффузионных пронессов. Закономерности диффузионного переноса определяем по аналогии с обменом тепла. Поток диффундирующего вещества [c.150]

Задача о массотеплообмене движущейся твердой частицы, капли или пузыря с окружающей средой лежит в основе расчета многих технологических процессов, связанных с растворением, экстракцией, испарением, горением, химическими превращениями в дисперсной системе, осаждением аэрозолей и коллоидов и т. п. Так, в промышленности процесс экстракции проводится из капель или пузырей, широко применяются гетерогенные химические превращения с использованием частиц катализатора, взвешенных в жидкости или газе. При этом скорость экстракции и интенсивность каталитического процесса в значительной мере определяются величиной полного диффузионного притока реагента к поверхности частиц дисперсной фазы, который в свою очередь зависит от кинетики поверхностной химической реакции, характера обтекания частицы, влияния соседних частиц и других факторов. [c.9]

Из сказанного можно сделать вывод, что при высоких температурах, господствующих в факеле, горение сажи, по-видимому, происходит в диффузионной области. Так как при этом относительная скорость движения частиц сажи и потока практически равна нулю, то диффузия носит исключительно молекулярный характер. Этим и обусловлено медленное выгорание углеродистых частиц в факеле. По приведенным выще соображениям при анализе процессов, соверщающихся в гетерогенном факеле, нельзя оперировать с частицей усредненного размера, а необходимо рассматривать факел как полидисперсную систему. [c.208]

Внутреннее диффузионное горение. Характер протекания гетерогенного процесса горения (горение газовой смеси на катализаторе, горение углерода) в сильной степени зависит от состояния поверхности. При гладкой, газо-1 епроницаемой поверхности процесс будет [c.76]

Следует учесть, что и без того замедленно доставляемый кислород будет усиленно перехватываться окисью углерода еще на подступах к углеродной поверхности. Это обстоятельство приведет к добавочной задержке в поступательном движении кислорода к месту гетерогенной реакции, а следовательно, и к замедлению этой реакции. Помимо этого самое наличие образующейся мертвой для твердой углеродной поверхности окисеуглеродной среды (с возникновением двух объемов окиси из одного объема углекислоты) уже само по себе должно способствовать созданию добавочного торможения диффузии кислорода через газовый слой, прилегающий к этой поверхности. Таким образом, имеются серьезные основания считать, что неизбежно сопровождающая процесс горения углерода гомогенная реакция горения окиси углерода является добавочным тормозящим началом для скорости протекания суммарной реакции. Поскольку при этом ухудшается работа диффузионных факторов процесса, становится особенно существенным улучшение условий газообмена вблизи углеродной поверхности. Грубо схематически характер протекания суммарного процесса газификации и горения углеродной поверхности может быть [c.80]

Горение I/11S4, 1050, 1065-1171 2/36, 102, 767 5/308, 692 безгазовое 4/575 внутрипластовое 1/882, 1171 газофазное 4/574 гетерогенное 1/1170, 1171 4/575 гомогенное 1/1169, 1170 диффузионное 1/1165, 1167-1169 2/192 [c.585]

Влияние пульсаций концентрации на диффузионное горение. - В кн. Горение гетерогенных и газовых систем. - Черноголовка ОИХФ АН СССР, с. 57-60. [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология