Зарождение горения

Процесс горения полимеров возникает чаще всего в результате воспламенения летучих соединений в газовой фазе, хотя, как это следует из вышесказанного, он может начаться также и вследствие гетерогенной реакции на поверхности раздела фаз. При этом возможны два основных режима зарождения горения 1) самовоспламенение за счет протекания реакции во всем объеме полимера и 2) вынужденное воспламенение (зажигание) за счет протекания реакции в небольшом объеме полимера под действием внешнего источника с дальнейшим воспламенением всей системы [1, с. 16]. Для полимеров наиболее характерен режим зажигания. Поэтому критические условия воспламенения в значительной степени определяются источником зажигания и условиями окружающей газовой среды. Вопросы, связанные с зажиганием, подробно освещены в обзоре [4], здесь мы остановимся кратко лишь на основных моделях зажигания в К- и газовой фазах. [c.9]

При нормальных условиях реакция образования воды практически не идет из-за высокой энергии активации. При наличии радикальных частиц типа ОН-, Н-, О- реакция горения водорода протекает по механизму разветвленной цепной реакции с высокими скоростями. Зарождение цепи может протекать в результате реакций [c.608]

Цепная разветвленная реакция кроме стадий зарождения, продолжения и обрыва цепей включает обязательно одну или несколько стадий разветвления цепей. Разветвление цепи может носить чисто материальный характер и состоять из последовательности радикальных реакций, по которой превращение атома (радикала) приводит к появлению нескольких активных частиц. Например, при горении водорода цепи разветвляются по реакциям [c.200]

Влияние на скорость цепных реакций в газах внешних физических условий (Г р) весьма велико. Для реакций горения смесей газов или паров наиболее важной характеристикой является температура самовоспламенения. При низких температурах вероятность зарождения активных частиц настолько мала, что цепная реакция самопроизвольно развиваться не " [c.127]

Атомная структура керамических материалов обеспечивает их химическую стойкость к разрушающему воздействию агрессивной окружающей среды, например, растворителей. Поскольку большинство керамических материалов состоит из оксидов, дальнейшее окисление (при горении или других химических реакциях), как правило, невозможно. Керамика - это материал, который сгорел , прокорродировал и, будучи продуктом этих реакций, уже не подвержен разрушению такого типа. Прочность связей между атомами в керамических материалах определяет их высокие температуры плавления, твердость и жесткость. Природа этих же связей определяет и решающий недостаток керамики - ее хрупкость. Поэтому усилия ученых направлены на устранение таких микроскопических дефектов, как поры, агломераты, химические примеси, которые становятся источниками зарождения трещин. Один из способов достижения этого состоит в тщательной очистке и очень тонком размоле исходного порошка и плотной его упаковке перед спеканием, что приводит к получению керамики с предельно мелкими кристаллическими зернами. [c.155]

Кинетические закономерности цепных разветвленных реакций наиболее детально изучены для процесса окисления (горения) водорода. Упрощенную схему механизма окисления водорода при линейном обрыве цепей можно представить в следующем виде Зарождение цепи [c.249]

Турбулентное горение ЖВВ за пределом устойчивости, как мы отмечали выше, приводит к зарождению вихрей в газовой фазе. Если вследствие тех или иных причин стационарный процесс вихреобразования будет нарушен, в жидкость из газовой фазы пойдет волна разрежения. Однако давление возникновения турбулентного горения, как правило, составляет 10 атм и более. В результате существенное сжатие кавитационных пузырьков достичь трудно, и это делает кавитационный механизм возбуждения взрыва через пульсации давления в продуктах сгорания мало вероятным. В то же время некоторые быстрогорящие жидкости, дающие возмущенное горение при низких давлениях (метилнитрат, смеси тетранитрометана с рядом углеводородных горючих), могут оказаться объектами кавитационного взрыва. [c.269]

За последнее время представления о горении водорода при низких давлениях получили дальнейшее развитие в работах отечественных ученых [111—116]. Обычно считается, что зарождение цепей идет по реакции [c.201]

На основе работ советских ученых (Зельдович, Семенов, Кондратьев) цепной механизм горения окиси углерода может быть представлен следующими элементарными стадиями зарождение цепей [c.106]

Таким образом, при наличии водяных паров или водорода в пламени создаются наибольшие концентрации Н и ОН, необходимые для зарождения и протекания разветвленной цепной реакции горения СО. [c.71]

Н. Н. Семеновым показано, что зарождение цепной реакции горения метана происходит следующим образом. В присутствии кислорода метан легко отдает один из атомов водорода с образованием радикала СНз [c.71]

С другой стороны, Алиа и Хабер [399] показали, что воспламенение водорода в месте скрещения горячих струй водорода и кислорода (нагретых до 540° С) при давлении в несколько десятков миллиметров ртутного столба происходит лишь при внесении в газ тонкого кварцевого стерженька Отсюда можно заключить, что твердая поверхность способствует возникновению реакции горения водорода и тормозит уже идущую реакцию. Укажем, что, согласно цепной теории, двоякое действие поверхности в подобных случаях связано с зарождением и обрывом реакционных цепей (см. главу XI), [c.39]

Попытка установления механизма горения Sg была предпринята в работах [302, 303, 1224, 1277, 1478, 1692, 1697]. Зарождение цепей в этой реакции, несомненно, связано со взаимодействием S2 и 0 и, возможно, с процессом S2 + О2 = S + SOj или Sa + 0 = OS + SO . В работах [11, 302, 303, 1277] принимается, что основным разветвляющим процессом является процесс [c.468]

Процессы горения в зоне реакции относятся к классу цепных разветвленных реакций. Элементарные стадии таких реакций можно классифицировать следующим образом (а) зарождение, [c.215]

В связи с вопросом о механизме и месте зарождения реакций воспламенения значительный интерес представляют исследования, посвященные кинетике медленного горения, особенно при давлениях, лежащих ниже / тш и выше Ртах, И при температурах ниже критической. [c.322]

В этой работе изучалась зависимость зарождения реакции горения водорода от длительности периода контактирования гремучей смеси с палладиевой пластинкой, от температуры последней, состава смеси и т. д. Более или менее воспроизводимый режим, обеспечивающий стационарное пламя и возможность снятия спектра, достигнут при давлении порядка 100—150 мм рт. ст. и температуре палладия, не превышавшей 300—350°. При температуре красного каления вся реакция сосредоточивалась, повидимому, на поверхности палладия, так как при этих условиях пламя прекращалось. [c.328]

Развитие теории разветвленных цепных реакций в химии, от момента ее создания и до настоящего времени, характеризуется стремлением расширить число химических систем, к которым она применима, установить принципиальные закономерности протекания этих реакций и выяснить детали их химического механизма — идентифицировать носителей цепи в различных системах и выявить химизм элементарных стадий зарождения, продолжения, разветвления и обрыва цепей. Основная цель этих многочисленных исследований — глубокое проникновение в механизм процесса, знание которого помогает не только объяснить протекание самых различных процессов, но и находить рациональные пути управления ими, т. е. решать такие проблемы, как изменение скорости горения в двигателях, изменение направления процесса окисления углеводорода, повышения выхода нужного кислородсодержащего продукта (альдегида, перекиси) и т. п. [c.215]

Недавно было показано [14], что при окислении метилового спирта в присутствии малых добавок окислов азота последние влияют на гетерогенное зарождение гомогенной реакции. Влияние ингибиторов на реакции горения недавно изучено во Франции [15]. Замедление процесса авторы вынуждены объяснить блокировкой поверхности стенок и замедлением по этой причине стадии гетерогенного зарождения цепей. [c.37]

Нами [1] было показано, что дело не только в обр лше цепей значительно более важную роль играет твердая фаза в зарождении цепей, особенно в случае экзотермических реакций горения и самовоспламенения. [c.38]

Более правильной поэтому следует считать усложненную гипотезу начальной стадии горения водорода — о зарождении гидроксильных молекул с помощью особого дополнительного влияния твердой стенки сосуда, в котором происходит реакция. Существование такого влияния доказано давно, причем установлена зависимость реакций не только от материала стенок, но и от покры- [c.51]

Весь мир — земля, животные, растения, звезды и т. д. — со всеми разнообразнейшими явлениями, беспрерывно в нем происходящими (зарождение, рост и смерть организмов, течение рек, вулканические извержения, смена времен года, горение и т. д.), объединяются общим понятием материя. [c.5]

В отличие от чисто термического пиролиза, где реакция крекинга метана лимитируется стадией зарождения первичных радикалов, при окислительном пиролизе возможно образование метиленовых СНа- и метильных СНд- радикалов при горении части метана. Поэтому процесс может протекать по двум направлениям [c.158]

Схема горения углеводородов может быть представлена как последовательное чередование реакций зарождения цепей — (образование радикалов R), продолжения цепей с реакциями образования перекисей ROO и гидроперекисей 7 00Н, разветвления цепей при разложении гидроперекисей на окись RO и гидроксил (ОН), и реакций параллельных, в которых образуются вода, окиси и перекиси. [c.226]

Фиг. 53 изображает спиновую детонацию. Эта картина представляет продолжение взрыва, показанного на фиг. 48, после того, как устойчивая детонационная волна прошла около 25 см от левого края указанного снимка, на котором можно уже заметить зарождение спина. Фотография получена с помощью специального фотоаппарата для высокоскоростных съемок, разработанного Фрэзером [95]. Она показывает не только извилистый путь вращающегося фронта пламена (44 300 оборотов в секунду), но также две системы пересекающихся полос, производящих в своих точках пересечения впечатление горизонтальных полос, или хвостов , выходящих из впадин криволинейного пути пламени. Эта картина выглядит так, как если бы детонация состояла из серии частичных взрывов, следующих друг за другом с удвоенной частотой спина. Полосы в направлении вперед могли бы тогда представлять собой светящиеся частицы, движущиеся вперед позади фронта волны, а полосы в направлении назад — волны сжатия, движущиеся против потока продуктов горения [95]. [c.252]

Детальное рассмотрение химических процессов с молекулярнокинетической точки зрения показывает, что большинство из них протекает по так называемому радикально-цепному механизму. Особенность цепных реакций заключается в образовании на промежуточных этапах свободных радикалов — нестабильных фрагментов молекул с малым временем жизни, имеющих свободные связи -СНз, -СгНа, С1-, N , HOj- и т. п. Связанная система сложных реакций, протекаюищх г.оследовательно, параллельно и сопряженно с участием свободных радикалов, называется цепной реакцией. По цепному механизму развиваются многие процессы горения, взрыва, окисления н фотохимические реакции. Значение цепных реакций в химии и в смежных с нею областях науки (биологии, биохимии) очень велико. Выдающаяся роль в изучении цепных процессов принадлежит советскому ученому акад. Н. Н. Семенову, сформулировавшему основные закономерности протекания таких реакций. Основные стадии цепных реакций зарождение цепи, продолжение цепи, разветвление цепи и обрыв цепи. Зарождение цепи — стадия цепной реакции, в результате которой возникают свободные радикалы нз валентно-насыщенных молекул. Эта стадия осуществляется разными путями. Так, при синтезе хлористого водорода из водорода и хлора образование радикалов осуществляется за счет разрыва связи С1—С1 (по мономолекулярному механизму) под воздействием кванта света b + Av l- +С1-. А при окислении водорода зарождение цепи происходит за счет обменного взаимодействия по бимолекулярному механизму Н2-гО = Н--f-НОг. Образование свободных радикалов можно инициировать введением посторонних веществ, обладающих специфическим действием (инициаторов). В качестве инициаторов часто используют малостабильные перекисные и гидроперекисные соединения. [c.219]

Основными ценными качествами кера.мики, использующимися во всех областях ее применения, являются хи. ю- и теплостойкость. Поскольку большинство керамических. материалов состоит из оксидов металлов, дальнейшее окисление (при горении или других химических реакциях), как правило, невозможно. Прочность связей между атомами в кера.мических материалах огфеделяет также их высокие температуру плавления, твердость и жесткость. Однако, природа этих же связей оп-реде.тает и решающий недостаток кера. шки - ее хрупкость. Прочность связей препятствует скольжению атомных слоев относительно друг друга, и. материал теряет деформируемость (имеющуюся у пластичных материалов типа меди), а с ней и способность противостоять прилагае-. юй нафузке. Другое следствие хрупкости керамики состоит в том, что вьщерживаемые ею сжимающие нафузки существенно превосходят допустимые нафузки на растяжение и сдвиг. Под действием нафузки хрупкий материл легко трескается и разрушается, поэтому керамические материалы чрезвычайно чувствительны к малейшим нарушения.м микроструктуры, которые становятся источниками зарождения трещин. [c.53]

Образование активного промежуточного продукта В определяется скоростью первой стадии, так как разветвление отсутствует, а обрыв полагается несуп ественным. Расходование исходного вещества определяется скоростью второй стадии, так как первая гораздо медленнее. Чтобы правильно оценить порядки величин, нужно за масштаб концентраций принять для исходного вещества начальную концентрацию Сд, а для промежуточного продукта — неизвестную максимальную концентрацию X, достигаемую в зоне пламени. Заметим, что размерности и различны имеет обычную для бимолекулярной реакции размерность обратной концентрации, умноженной на обратное время, а имеет размерность обратного времени (как для мономолекулярной реакции). По существу, зарождение активных центров происходит чаще всего биомолокулярным путем чтобы выразить это, иногда вместо пишут где М — концентрация произвольных частиц, при столкновениях с которыми происходит зарождение активных центров. При такой записи будет уже иметь обычную для бимолекулярной реакции размерность. Времена реакций определятся подстановкой в кинетические уравнения масштабных концентраций и максимальной температуры горения [c.377]

Существуют цепные реакции, у которых один активный центр, реагируя с исходными веществами, образует конечные продукты и один новый активный центр. В таких реакциях концентрация активных центров непосредственно не зависит от хода реакции, а определяется только равновесием процесса зарождения и обрыва цепей. Подобные реакции называются цепными реакциями снеразветвленными цепями. В области горения и газификации такие реакции практически не встречаются. [c.48]

Заметим, что те же принципиальные различия, которые исключают сопоставление ])азвития реакции при самовоспламенении и в пламенп с диффузионно-тепловым механизмом распростраиения, исключают и возможность переноса механизма воспламенения от смешения с нагретым инертным газом на процесс воспламенения на стабилизаторе. Последнее, как известно, осуществляется сд1ешением свежей смеси с продуктами горения из рециркуляционной зоны, при котором в свежий газ, вместе с теплом, вводятся и активные центры, т. е. элиминируется стадия зарождения. [c.206]

Здёсь мы ограничимся лишь приведением результатов некоторых расчетов, представляющих интерес с точки зрения кинетики и механизма реакций горения. Так, Ловачев [216] рассчитал концентрационные и температурные профили и скорость распространения пламени (мц) в системе 0.6 На + 0,4 Вга при начальных температурах 50 и 210° С на основе приведенного выше механизма (при учете также обратных реакций). Им в частности, на основании варьирования констант скорости процессов продолжения цепей Вг -f Hg = НВг + Н и Н + Вга = НВг + Вг и процесса зарождения цепей Вгд -f М = 2Вг -f М (для Го = 50° С) установлено, что Uq оказывается чувствительной к величине скорости всех трех главных процессов и что, следовательно, в данном случав нельзя выдёлить один ведущий или лимитирующий процесс, скоростью которого определяется скорость пламени. [c.499]

Относительно отдельных входящих в механизм реакций элементарных процессов можно сказать следующее. В настоящее время с полной достоверностью неизвестно, какой из трех приведенных выше возможных процессов зарождения цепей имеется в действительности. По Н. Н. Семенову [237], основную роль здесь должен играть процесс (0) как энергетически значительно более выгодный, нежели два других процесса. Энергия активации этого процесса, согласно Н. Н. Семенову, равна 45 ккал. Достоверно неизвестно, протекают ли зарождающие цепь процессы в объеме или на поверхности. Медленность установления равновесия без участия поверхности (см. стр. 485—488), а также резкое влияние состояния поверхности на водородное пламя скорее свидетельствуют о гетерогенном механизме зарождения цепей. Весьма веский довод в пользу гетерогенного зарождения цепей в реакции горения водорода недавно был получен в работе Патрика и Робба [1013], которые нашли, что покрытие стенок реакцион- [c.514]

Правильность только что сделанного заключения подтверждена изучением зависимости кинетики медленного горения, при давлениях ниже Ртт, ОТ ДЛИНЫ платипового стержня. Оказалось, что скорость реакции с удлинением стержня сначала возрастает, а затем падает. В случае смеси метана с кислородом реакция, при длине стержня, равной длине сосуда (20 см), при 800° и давлении 40 мм рт. ст., совершенно прекращается. Любопытно также, что в случае гремучей смеси введение стержня длиной 1.5 см обеспечивает оптимальную скорость медленной реакции ниже Pmin, а при = jOmin приводит к полному исчезновению полуострова воспламенения (см. раздел 2). При наличии в сосуде такого стержня достигается, повидимому, максимум того, что может дать платина для зарождения цепей. Увеличение длины стержня неизбежно ведет к падению скорости реакции из-за того, что при этом начинает превалировать обрыв цепей над их зарождением на поверхности платины. [c.323]

Цепные реакции. Наиболее сложен механизм цепных реакций, к числу которых относятся все реакции горения и взрывов. Теория цепных реакций была заложена в работах Н. А. Шилова и получила развитие в начале 30-х годов в работах академика Н. Н. Семенова. Уравнение любой реакции горения или взрыва, например гремучего газа, согласно теории Семенова, не выражает действительного механизма реакции образования молекул воды, а они являются лишь конечными звеньями цепи промежуточных реакций, сопровождающихся мимолетньтм возникновением таких соединений, которые не могут быть, изолированы и заключены в реактивную склянку. Молекулы, по теории Семенова, вообще ие способны реагировать друг с другом реакционноспособны лишь активные центры — изолированные атомы (например Н) или свободные радикалы (например ОН, см. ниже). Появление в реакционной смеси атомов или свЪбодных радикалов является поэтому необходимой предпосылкой для возникновения цепной реакции ( зарождение цепи ). В последующем такие активные центры мы будем обозначать символом Р, а химически инертные молекулы — символом М. [c.84]

В качестве примера, иллюстрирующего влияние активных частиц (атомов и радикалов) на процессы горения, рассмотрим ускорение процесса самовосиламенения под воздействием ОН и О смеси, состоящей из метана и воздуха. Источником ОН и О являлось диффузионное водородное пламя- В потоке воздуха в трубе сжигались небольшие количества водорода и на различном расстоянии от водородной горелки вводился горючий газ (рис. 5). Задержки воспламенения в зависимости от места ввода метана, т. е. от концентрации ОН и О в воздухе, при одной и той же температуре изменяются примерно на два порядка [13]. Таким образом, в процессе горения, когда зарождение активных частиц происходит сравнительно медленно или их мало (процессы воспламенения, [c.189]

Как отмечалось, здесь нроявляется та особенность ламинарных нламен, что диффузионный ноток выносит из зоны горения в свежий газ вместе с продуктами полного сгорания и химически активные частицы (атомы и радикалы), устраняя таким образом эффект реакций зарождения активных центров в цепном процессе (см. [5], 13). [c.150]

Распространение горения через воспламенение, как известно, осуществляется в детонации, именно, как воспламенение от динамического сжатия в ударной волне. Возникновение самоускоря-ющейся реакции происходит при этом без предварительного тепло- и массообмена между свежим и сгоревшим газом, вследствие чего лимитирующую роль в этом виде воспламенения играет стадия зарождения активных центров (см. [5], 22). В отличие от этого, турбулентное горение следует представлять как распространение воспламенения в результате турбулентного диффузионного обмена между сгоревшим и свежим газом. Для очень малых времен, а воспламенение при температурах, близких к температурам горения технических пламен, должно развиваться с очень короткой задержкой, путь турбулентной диффузии есть лагранжев масштаб турбулентности, представленной формулой (3) или как [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология