Критические условия горения

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]

Если диаметр сосуда, в котором находится горящая жидкость настолько мал, что это неравенство не выполняется, то размер наиболее опасного возмущения в данном случае будет зависеть от диаметра и формы сосуда, причем < Х < к > 1, Проанализируем качественно влияние диаметра сосуда на критическое условие горения Используя уравнение (83), [c.200]

Например, при псевдоожижении слоя порошкообразного кокса со средним размером частиц 0,3 мм при комнатной температуре критическая скорость псевдоожижения равнялась 1,5 см/с в условиях горения при 800°С коксовый порошок того же гранулометрического состава переходил в состояние псевдоожижения при скорости газа в свободном сечении аппарата всего 0,68 см/с. [c.39]

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]

Устойчивое стационарное горение ВВ в определенных условиях нарушается, что выражается в суш ественном (в десятки и сотни раз) увеличении массовой скорости горения. В настояш ей главе рассмотрен комплекс вопросов, связанных с выяснением механизма ускорения, с установлением закономерностей и критических условий нарушения устойчивости горения — начальной стадии возникновения взрыва. [c.58]

Безусловно, эти немногочисленные наблюдения, которые носили в основном качественный характер, не позволили создать единой и физически обоснованной количественной картины явления и ответить на некоторые практически важные вопросы, связанные с обеспечением взрывобезопасности процессов производства и эксплуатации ВВ и порохов. Поэтому дальнейшие исследования нарушения устойчивости горения пористых систем [10—12, 59—70] проводились но следующим основным направлениям 1) изучение механизма проникновения горения в поры применительно к типичным условиям сжигания 2) определение критических условий нарушения устойчивости для различных классов ВВ и порохов 3) исследование влияния на устойчивость горения параметров заряда (газопроницаемости, пористости, геометрических размеров), а также физико-химических и термохимических свойств ВВ 4) установление количественных закономерностей, определяющих потерю устойчивости. [c.61]

На рис. 26 показаны типичная запись давления в объеме бомбы р (t) и оптическая запись при нарушении устойчивого послойного горения пористого заряда. Пока сохранялось устойчивое горение, наблюдалось плавное нарастание давления, при этом скорость горения заряда близка к определяемой в условиях бомбы Кроуфорда. Резкий рост давления и скорости (излом записи) свидетельствовал о достижении критических условий, о нарушении устойчивого горения параллельными слоями и прорыве горения в поры. Нарушение устойчивости горения можно характеризовать критическими значениями давления в объеме, скорости горения или газопроницаемости. В качестве основной характеристики обычно используется критическое давление срыва устойчивого горения Рс iTo является предпочтительным для условий возрастающего давления и схемы замурованного заряда . Действительно, при вынужденном проникании именно давление определяет скорость течения газа [см. (21)] и, следовательно, — конечный эффект втекания. Полнота горения и распределение температуры в газовой фазе также являются функциями давления. Критическое давление непосредственно определяется из осциллограммы [c.74]

Перейдем к рассмотрению данных по гетерогенным системам-Развитая выше оценка критических условий строилась для гомогенных систем. В случае гетерогенных и особенно полидисперсных смесей появляются дополнительные характерные параметры, не учитываемые в условии (44 ). В работе [62] были исследованы типичные гетерогенные системы, состоящие из смеси горючих (сахароза, уротропин) и окислителей ПХА и перхлората калия (ПХК). Последний в отличие от ПХА не способен к самостоятельному горению. Выбранные вещества существенно отличаются друг от друга по физико-химическим характеристикам, в частности, тем, что ПХА и уротропин не плавятся при горении, тогда как ПХК и сахароза, как правило, плавятся в поверхностном слое конденсированной фазы горящей смеси. Результаты опытов представлены в табл. 7. [c.94]

В работах Андреева [68, 172] указывалось, что добавка к перхлорату аммония небольшого количества тонкодисперсного алюминия облегчает переход горения смеси при возрастающем давлении во взрыв. Опыты показали, что критическая величина ф (для условий горения при постоянном давлении) смеси ПХА — алюминий (г — 25 мк) не ниже, а даже превышает величину ф для чистого ПХА. Таким образом, введение алюминия повышает устойчивость горения рассматриваемой смеси по сравнению с чистым ПХА в условиях проведения опытов под постоянным давлением. В то же время при проведении экспериментов с этой же смесью в условиях горения под возрастающим давлением введение алюминия облегчало переход горения за пределом устойчивости во взрыв. Сходные данные получены в работе [171] при исследовании влияния дисперсности алюминия. Здесь было установлено, что для смеси крупного ПХА с 5% А1 (г 14 мк) Ан = 20, а смесь мелкого ПХА с пудрой (г — 1 мк) имела Ап = 1,6. Для смеси крупного ПХА с 10% сажи Ап = 2,5, а у смеси с коксом (г = 150—250 мк) Ап = 34. Таким образом, некоторые гетерогенные системы, включающие неспособные к самостоятельном горению компоненты, [c.96]

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]

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]

Для нахождения критических условий развития бесконечно малых возмущений границы раздела жидкость — пар решаются совместно уравнение неразрывности ж уравнение Эйлера. Было показано, что при достаточно большой скорости I = процесс горения становится гидродинамически неустойчивым малые искривления поверхности увеличиваются. Для устойчивости плоской формы фронта горения необходимо, чтобы корни уравнения [c.197]

Сравнивая эту величину с критической скоростью горения при нормальных условиях [c.202]

Увеличение начальной температуры Го жидких ВВ имеет двойной эффект. Во-первых, с ростом Та возрастает скорость горения жидкости. Одновременно изменяются и критические условия (80) и (93) ввиду убывания т и о (в той мере, в какой растет температура поверхности горящей жидкости) при увеличении начальной температуры (влиянием Та на рг можно пренебречь). Анализ изменения критической обстановки в зависимости от Т показывает, что увеличение Та существенно снижает критическое давление р и скорость 3. Учитывая, что вязкость зависит от температуры экспоненциально, следует ожидать значительно более сильное влияние начальной температуры на устойчивость горения высоковязких систем в сравнении с невязкими. [c.207]

Вблизи критических условий внесенное извне искусственное возмущение способно раскачать поверхность горения до предельной амплитуды, тогда как при благоприятных условиях (отсутствие возмущающих воздействий) размах колебаний может не выходить за пределы бесконечно малых возмущений и горение будет идти гладко. В этих условиях сильное внешнее возмущение способно вызвать завихрение течения продуктов сгорания и инициировать возмущенное горение, которое будет затухать через колебательный режим. Все это может оказать влияние на регистрируемую скорость горения. Как следует из изложенного, сильным является возмущение с амплитудой 5 . Сразу отметим, что во многих случаях это весьма малая величина, и в опытах требуется предпринимать специальные меры, если мы хотим исследовать явление в чистом виде. В частности, пузырьки растворенного в жидкости газа способны стать источником крупного возмущения. [c.212]

Так как to быстро уменьшается при повышении давления (см. табл. 20), то достаточно рассмотреть критерий (100) вблизи критических условий, характерных для горения под постоянным давлением (теория Ландау и теория Левича). Пусть в условиях воз- [c.215]

Одним из возможных методов проверки теорий является исследование горения под возрастающим давлением. Согласно результатам, полученным в 41, высоковязкие смеси в этих условиях могут гореть нормально до давлений, заметно превышающих критические рщ,, определенные при горении под постоянным давлением. Зксперименты с нитрогликолем показали, что при скоростях нарастания давления до 20 атм/сек удается превысить р не более чем на 20%, что согласуется с предсказаниями теории. На системе ТНМ— бензол с добавкой 2% ПММА и 5% порошка алюминия были поставлены эксперименты с целью проверки теории для вязких систем. Сжигание проводили в манометрической бомбе с регистрацией кривой изменения давления во времени р (t). В условиях горения под постоянным давлением для этой смеси = И атм. На рис. 118, а построена зависимость критического давления найденная по опытам в манометрической бомбе, от приведенной скорости нарастания давления г = (i/p) dp/dt) в объеме бомбы, рассчитанной по записи р (i) на участке перед срывом нормального горения. Как показывает график, при небольших скоростях нарастания давления наблюдается хорошо выраженный эффект, предсказанный теорией в манометрической бомбе Рк превышает р и растет при увеличении г. Обработка данных эксперимента приводит к выражению вида (р — р )р Согласно теории ( 41), корреляцию [c.255]

Вопрос о термическом режиме реагирующей твердой поверхности и критических условиях ее воспламенения и потухания имеет практическое значение как для процесса горения угля [1, 61, так и для некоторых сильно экзотермических гетерогенно-катали-тических процессов. Таковы, например, контактное окисление аммиака в азотную кислоту и спиртов в альдегиды или кетоны. При этих процессах большие разогревы поверхности вполне допустимы и никакого вреда не приносят поэтому данные процессы всегда проводятся на верхнем температурном режиме, в диффузионной области, при больших разностях температур поверхности и газа. [c.419]

Критические условия, определяющие возможность возникновения режима гетерогенного горения, следующие [c.135]

Из критического условия по проскоку пламени было получено, что скорость потока на нижнем пределе устойчивости согласно уравнению-(9-10) пропорциональна скорости нормального распространения пламени в рассматриваемой смеси. Поэтому кривая нижнего предела устойчивости горения (рис. 9-7, кривая 1) по своему виду аналогична кривой концентрационных пределов горения и по составу смеси ограничивается теми же пределами и имеет максимум при небольшом избытке горючего и минимум на краях. [c.164]

Подводя итоги анализу критических условий, приводящих к возникновению горения, необходимо отметить, что совокупность критических параметров определяется агрегатным состоянием горючих веществ и материалов. [c.39]

ИЗ причин возникновения критических условий горения в некоторых камерах сгорания в области умеренных, а не высоких обог ротов заключается в этой разности температур сжатия. [c.51]

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]

Такие характеристики теплового взрыва, как критические условия, период индукции, скорость горения, связаны с кинетикой экзотермической реакции и могут быть использованы для определения кинетических параметров (см. гл. XXXVIII). [c.308]

Из условий равенства газонрихода и газоотвода и в предположении линейной зависимости и (р) Беляев впервые на примере гремучей ртути рассчитал критическую скорость горения, которая соответствует границе устойчивости [4]. [c.58]

Критерий устойчивости горения пористых зарядов был впервые получен в работе [89]. Позднее [60] было предложено считать в критерии (43) в качестве I ширину слоя расплава для плавких и ширину зоны прогрева газа для неплавких веществ, а условие устойчивости горения принимать в виде pd onst или р (i — — 6) onst. В работе [11] рассматривались условия нарушения целостности слоя расплава на поверхности плавящихся при горении веществ. Для критической скорости горения и найдена выражение вида [c.91]

Выше ( 15) мы оценили критический размер поры, в которую возможно проникновение горения, использовав для этой цели данные по нарушению устойчивости горения газопроницаемых пористых систем. Однако горение замкнутых пор характеризуется рядом специфических особенностей, которые необходимо учитывать при рассмотрении критических условий проникания. Поджатие газа у закрытого (глухого) конца поры стабилизирует течение продуктов и затрудняет проникание горения. С другой стороны, создаются благоприятные условия для втекания газа по са-йоПроизвольному механизму, так как отсутствует характерное для прессованных систем периодическое разрушение выемок, генерирующих в пору продукты горения. [c.100]

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]

Следует признать, что если критические условия нарушения нормального горения ЖВВ были предметом относительно большого числа как экспериментальных, так и теоретических работ, то вопрос об условиях перехода горения во взрыв разработан весьма мало. Переходу горения во взрыв посвящены единичные экспериментальные исследования, не позволяющие создать законченную картину процесса. Что касается теории вопроса, то она пока не создана. Обычно здесь ограничиваются предположением, что горение за пределом устойчивости может привести к автотурбулизации, взрыву и даже детонации. Однако экстраполирование предельных явлений на далекие запредельные обла- [c.193]

Для маловязких ЖВВ критическое давление р , при котором наступает автотурбулизация горения в условиях экспериментов при постоянном давлении, когда имеются конечные возмущения, вызванные процессом воспламенения, мало отличается (на 20— 30%) от критического давления Ркр, полученного в условиях горения в манометрической бомбе, когда имеются лишь бесконечно малые случайные возмущения. Этот результат показывает, что условия устойчивости горения маловязких жидкостей практически одинаковы для бесконечно малых и конечных возмущений. Следовательно, выводы теории, полученные для бесконечно малых возмущений, пригодны для оценки устойчивости горения к конечным возмущениям. [c.238]

Рассмотрим вопрос о соответствии экспериментальных и расчетных критических условий нормального горения. Такое сопоставление для некоторых веществ уже проводилось в монографии Андреева [38] и было показано, что в ряде случаев наблюдается весьма удовлетворительное согласие теории и данных экспериментов. Проведем дополнительное сопоставление величин, характеризующих предельные условия нормального горения, причем для ряда невязких веществ, имеющих высокое значение критического давления (по-видимому, превышающее критические условия и по формуле Левича (93) (табл. 22)). Используем для сопоставления величину С = IjYP i значение которой, по теории Ландау, обозначим С[, а по теории Левича — С. [c.239]

Особый случай представляет горение легкоплавких твердых веществ в условиях, когда существует значительный слой расплава. Теория показывает ( 40), что турбулизация горения по механизму Ландау — Левича возможна лишь при исключительных обстоятельствах (температура вещества близка к температуре плавления). Известные опыты Поповой и Андреева [85] с расплавленным тэном показали, что картина горения действительно отвечает турбулизации по Ландау, а критическая скорость горения достаточно хорошо согласуется с расчетной величиной. Опыты Глазковой [222] с переохлажденной диной также подтвердили, что расплавы ВВ ведут себя аналогично жидким системам. Что же касается турбулизации горения твердых плавящихся веществ по механизму Ландау — Левича, то этому вопросу были посвящены опыты Поповой [85], наблюдавшей затухание горения твердого тэна после пульсации, сопровождавшей поджигание. Очевидно, слой расплава выгорал при этом на турбулентном режиме, не успев передать тепло в глубину заряда, вследствие чего расплав не возобновлялся непрерывным образом и горение затухало. В силу указанного обстоятельства незатухающий ре- [c.254]

Систематическое исследование влияния теплопроводяпщх элементов на гидродинамическую устойчивость горения ЖВВ было предпринято в работе [208] на примере стехиометрической смеси ТНМ с бензолом. В экспериментах использовали прямоугольные плексигласовые или кварцевые пробирки с сечением 5x6 мм , причем в части опытов у двух стенок располагали тонкие медные или стальные полоски, служивпше теплопроводящими элементами. Результаты экспериментов представлены на рис. 119, из которого видно, что металлические пластины заметно увеличивают скорость горения в докритическом режиме и критическую скорость горения, однако критическое давление перехода на турбулентный режим остается неизменным. Отсюда следует, что эффект введения теплопроводящих элементов заключается в увеличении эффективной скорости горения смеси в то же время устойчивость горения жидкой смеси определяется собственной, фундаментальной скоростью. Уместно отметить, что в случае порошкообразных систем критические условия нарушения нормального горения также определяются фундаментальной скоростью горения и не зависят от физических эффектов, приводящих к росту регистрируемой скорости сгорания. [c.258]

Проведенный выше анализ относится к случаю, когда возникновение критического режима обусловлено растяжением пламени. Совершенно аналогично можно исследовать и другой случай, когда возникновение критического режима обусловлено искривлением пламени. Как уже указывалось, при этом можно провести аналогию между горением в окрестности лвдирующих точек и горением в стационарном сферическом пламени, внутри которого расположен сток продуктов сгорания. Эта задача рассмотрена в работе Бурико и Кузнецова [1976]. Показано, чт б в критическом режиме (мощность стока равна нулю, радиус зоны реакции минимален) формулы (6.19) сохраняются, если входящие в них величины >у, а заменить на О .Ор, т.е. рассматриваемый эффект выражен еще более сильно. Поскольку формулы (6.19) дают согласующиеся с опытом значения то можно предположить, что именно растяжение пламени — главная причина возникновения критических условий. [c.231]

Две основные особенности явлений горения заключаются, во-первых, в наличии критических условий, о которых мы уже говорили, и, во-вторых, в способности процесса к пространственному распространению. При тепловом горении распространение происходит посредством передачи тепла, при цепном или автокатали-тическом посредством передачи активных веществ, т. е. диффузии. По этой причине второй вид называют иногда диффузионным горением. [c.259]

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]

Математическая теория горения имеет дело с комбинацией уравнений химической кинетики, с одной стороны, теплопроводности и диффузир — с другой. Скорость реакции всегда зависит от температуры существенно нелинейным образом (обычно по закону Аррениуса). Эта нелинейность является важнейшей характерной особенностью явлений горения без нее исчезают критические условия и теряет смысл самое понятие горения. Отсюда следует, что в отличие от многих других разделов прикладной физики, в теории горения полная линеаризация уравнений недопустима. Теория горения имеет дело с дифференциальными уравнениями, в которые искомая функция (температура) входит существенно нелинейным образом, но ее производные входят линейно. Такие уравнения в математике называются квазилинейными. Общие сведения о квазилинейных уравнениях и их приложениях можно найти в обзоре Гельфанда [52]. Один из разделов этого обзора, составленный Баренблатом, содержит прекрасное изложение основ теории горения с чисто математической точки зрения. [c.284]

Щелкиным была предложена оригинальная трактовка эффекта неровностей стенок трубы на возникновение детонации, связываюш ая этот эффект с усилением в шероховатых трубах турбулентного движения в свежем газе [401. Распространяя эту идею и на детонацию в гладких трубах, автор предположил, что автоускорение предетонационного пламени вообгце обусловлено прогрессивным возрастанием турбулентной скорости горения по мере увеличения скорости потока свежего газа, создаваемого расширением от сгорания. Однако вопреки первоначальным предположениям автора, критические условия перехода дефлаграционного горения в детонационное, так называемые взрывные пределы, отнюдь не определяются условиями перехода ламинарного течения свежего газа в турбулентное. Дело в том, что значения критерия Ве = в котором ско- [c.374]

Как видно из рис. 1-3, самовоспламенение при давлении выше р2 наблюдается лишь при достижении кривой 3 или третьего предела по давлению. Выше третьего предела самовоопламенение яв-.ляется автокаталитическим цепочечно-тепловым. Предполагается, что в этих условиях помимо увеличения вероятности разветвления цепи важное значение приобретает скорость тепловыделения, что обусловлено экзотермичностью процесса. Однако самовоопламене- ние, возникающее выше третьего предела и, в частности, при атмосферном давлении недостаточно изучено. Обычно принимают, что в этих условиях самовоспламенение имеет тепловой характер. Расчеты многих характеристик горения, в том числе определяющих критические условия их возникновения и развития, основанные на тепловой теории и давшце результаты, близкие к опытным, подтверждают это -предположение. Особенно хорошее соответствие опытных результатов тепловой теории достигается для бедных омесей, т. е. для горючих смесей с избытком окислителя. [c.20]