Пределы самовоспламенения

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]

Опыт показывает, что в ряде случаев наблюдаются не два, а три предела самовоспламенения или взрываемости. Например, на рис. УП1,5 показаны пределы самовоспламенения для реакции окисления сероводорода (теоретическая кривая и экспериментальные точки для о=4,6 мм и мольной доли Ог, равной 0,6). Ветвь АВ соответствует нижнему (первому) пределу самовоспламенения, ветвь ВС — верхнему (второму) пределу самовоспламенения и СО — третьему пределу самовоспламенения. После перехода через этот третий предел снова начинается интенсивное самовоспламенение. В большинстве случаев третий предел имеет чисто тепловую природу (см. стр. 45, Тепловой взрыв ), В. некоторых случаях и, в частности, в [c.216]

Для расчетов пределов самовоспламенения необходимо с помощью основного постулата химической кинетики найти значение ац. Чтобы учесть роль диаметра сосуда, основной постулат химической кинетики необходимо применять не путем подсчета скорости реакции в единице объема, как это обычно делается, а путем подсчета скорости данного вида реакций во всей реагирующей системе. [c.224]

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]

Рис. VIII, 5. Пределы самовоспламенения для реакции окисления сероводорода.

Температура, при которой давление пара равно нижнему пределу самовоспламенения. - Прим. ред. [c.139]

НОВЫЕ ФАКТЫ В ФЕНОМЕНОЛОГИИ ОКИСЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ (ХОЛОДНЫЕ ПЛАМЕНА, ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ СКОРОСТИ, ТРИ ПРЕДЕЛА САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ И ДАВЛЕНИЮ) [c.77]

Рис. 20. Схематическое изображение трех пределов самовоспламенения по давлению [3].

Классификация воспламеняющихся веществ этого типа наименее определена, так как даже в Великобритании температура окружающей среды может изменяться по крайней мере на 30 °С. Поэтому целесообразно провести дополнительную классификацию, отнеся к классу 3 жидкости, имеющие при температуре окружающей среды давление паров между нижним и верхним пределами самовоспламенения, и выделяя отдельно жидкости класса 4. [c.141]

Класс 4 - жидкости, давление паров которых при температуре окружающей среды заключено между верхним пределом самовоспламенения (ВПВ) и атмосферным давлением. Таким образом, при температуре воздуха 20 С октан, имеющий объемную концентрацию пара 1,3% (НПВ = 1%), следует считать веществом 3-го класса, а диэтиловый эфир с концентрацией пара 60% (ВПВ = 28%) - веществом класса 4. [c.141]

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]

Пока реакция сохраняет стационарный режим, разогрев газа (в точках, где температура максимальна, например на оси) не превышает предельного значения в=/ Г2/ . У предела самовоспламенения (т. е. при Г=Гг) величина 0 обычно не превосходит нескольких десятков градусов. Если газ разогревается сильнее, режим реакции переходит во взрывной. [c.28]

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]

Три предела самовоспламенения углеводородов по температуре и давлению [c.84]

С ростом давления область низкотемпературного воспламенения будет расширяться и, наконец, сольется с областью верхнетемпературного самовоспламенения. Таким образом, три предела самовоспламенения по температуре должны осуществляться только в некотором интервале давлений, что и наблюдается на опыте. [c.88]

Тип <3 (три предела самовоспламенения) наблюдается для парафиновых углеводородов с числом атомов с пс>3, олефинов с пс > 5, альдегидов с пс>2, спиртов с пс > S. Для этих же соединений возможны холодные пламена с двумя пределами воспламенения (см. график 3). [c.217]

Исследованиями на установке ДК-2 с 1)ц=120 мм и Оср = 5- 8 м/с со свободно движущимися поршнями, выполненными в Институте газа Академии Наук УССР, установлена зависимость между параметрами конца сжатия (рс и Тс) и пределами самовоспламенения газовоздушной смеси различного состава, оцениваемого коэффициентом избытка воздуха а. При этом установлено, что метано-воздушные смеси с а= l,03-f-l,06 воспламеняются при незначительных рс и Тс- Чем выше начальная температура метано-воздушной смеси, тем при более низком давлении рс происходит ее самовоспламенение. Для предотвращения самовоспламенения и детонационного сгорания предлагается обеднять горючую смесь и снижать температуру заряда в начале сжатия. Этому требованию хорошо удовлетворяет внутреннее охлаждение заряда при подаче в поток продувочного воздуха охладителя. [c.227]

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]

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]

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]

Условие стационарности процесса запишется как оз=1. Это — условие перехода процесса от затухающего к самоуско-ряющемуся. Например, самовоспламенение газовой смеси возможно, если процесс идет с нарастанием скорости, т. е. при (о> 1. Поэтому условие дает уравнение пределов самовоспламенения, т. е. позволяет установить связь между давлением Р, температурой Т и другими физическими параметрами, характеризующими такое состояние газовой смеси, когда при соответствующем, хотя бы незначительном изменении значений Р и Т может наступить самовоспламенение. [c.224]

Представление о двух различных по своему механизму нижне- и верхнетемпературном окислении углеводородов получило значительное подтверждение в открытом в начале 30-х годов Тоунендом с сотр. [83—911 у парафиновых и олефиповых углеводородов (а также и у алифатических спиртов, альдегидов и эфиров) явлении трех пределов самовоспламенения по температуре. [c.84]

На рис. 31, дающем в схематическом виде зависимость минимальных температур самовоспламенения от давления, кривая 1 изображает форму области самовоспламенения метапа, этана (для бедных этано-воздушных смесей), этилена, бензола, а также метилового спирта и формальдегида. Для этих веществ наблюдается непрерывное изменение температуры самовоспламенения в зависимости от давления. Иная форма области самовоспламенения представлена кривой 2 рис. 31, относящейся к этану (для богатых этано-воздушных смесей), пропилену и бутилену. Здесь наблюдается резкий излом на кривой самовоспламенения, приводящий к тому, что для этих веществ даже очень небольшое увеличение давления сверх некоторого его значения В переводит самовоспламенение из области высоких температур Ь) в область низких температур Наконец, третья форма области самовоспламенения была найдена Тоунендом для парафиновых и олефино-вых углеводородов, содержащих первые — три и больше, а вторые — пять и больше атомов углерода в молекуле, а также для исследованных спиртов, кроме этилового, альдегидов, кроме формальдегида, и эфиров. Вид их области самовоспламенения схематично представлен кривой <3 рис. 31. Из формы этой кривой ясно, что при давлениях, меньших А, самовоспламенение может осуществляться только при высоких температурах, больших К при давлениях А—В имеются три температурных предела самовоспламенения, т. е. при одном и том же давлении, например А, самовоспламенение будет происходить в низкотемпературном интервале М—ТУ, исчезнет в интервале М—Ь и снова возникнет, начиная с температуры Ь наконец, при давлениях, больших В, существует только один предел самовоспламенения, которое будет осуществляться при температурах, меньших, но близких к N. Таким образом, у высших углеводородов имеется низкотемпературный полуостров самовоспламенения, вытянутый в сторону низких давлений и определяющий в интервале давлений А—В три температурных предела самовоспламенения. Формы и размеры этого полуострова зависят от сосуда, состава смеси и природы самого углеводорода. С обеднением смеси углеводородом полуостров самовоспламенения сдвигается в сторону высоких давлений. Наиболее ярко выражен полуостров у парафинов с прямой цепью. У изопарафинов это явление тем менее отчетливо, чем раз-ветвленней молекула. Для всех углеводородов полуостров самовоспламенения расположен около 350°. [c.85]

На рис. 32—Зi приведены уже не схематичные, а экспериментально найденные Тоунендом с сотр. области самовоспламенения и зоны холоднопламенного окисления воздушных смесей некоторых парафиновых и этиленовых углеводородов. Мы видим, что все изложенные выше факты, относящиеся к явлению трех температурных пределов самовоспламенения и холоднопламенного окисления, вполне иллюстрируются этими рисунками. [c.86]

Сразу же после открытия трех температурных пределов самовоспламенения углеводородов были сделаны две попытки найти объяснение этому явлению. Сам Тоуненд предположил, что нижнетемпературное самовоспламенение, возникающее при средних и высоких давлениях, является результатом быстрого дальнейшего окисления первичных продуктов превращения углеводорода при низких же давлениях эти первичные [c.86]

Более детально вопрос о причинах возникновения трех пределов самовоспламенения по давлению ие рассматривался вплоть до 1952 г. В этом году Ванпе и Фалли [96], изучая окисление метана, нашли в согласии с данными М. Б. Неймана и А. И. Сербинова [94], что изменение состава смеси с 5СН4 8,502 До 5СН4 -Ь 80j приводит к исчезновению трех пределов самовоспламенения по давлению. Проведенный в работе анализ реагирующей смеси перед самовоспламенением вблизи второго предела по давлению (начальная смесь СН4+2О2) показал наличие большого количества СО и Н., и совсем незначительного количества метапа. После взрыва СО и Н2 практически исчезают, превращаясь в СО2 и HjO. [c.89]

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]

Тип 3 (три предела самовоспламенения) наблюдается для парафиновых углеводородов с числом атомов С Пс 3, олефинов с с 5, альдегидов с Пс 2, спиртов с Пс З. Для этих же соединений наблюдаются холодные пламена с двумя пределами воспламенения (пунктирнйя область). [c.167]

Термическая активация этилена используется при производстве полиэтилена высокого давления, причем следы кислорода, добавляемого в количестве ниже нижнего предела самовоспламенения (взрыва) в газовую смесь, по-видимому, играют роль катализатора (через эпигруппы оксида этилена). [c.474]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология