151 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Факторы обеспечивающие процесс горения

Химический процесс горения. Факторы, обеспечивающие процесс горения. Основные принципы тушения возгораний

Описание: Химический процесс горения. Факторы обеспечивающие процесс горения. Для протекания процесса горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества окислителя и источника зажигания. Полное – при избытке кислорода продукты горения не способны к дальнейшему окислению.

Дата добавления: 2014-06-18

Размер файла: 10.69 KB

Работу скачали: 6 чел.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

74. Химический процесс горения. Факторы, обеспечивающие процесс горения. Основные принципы тушения возгораний.

Горение- это сложное, быстро протекаемое физико-химическое превращение веществ, сопровождающееся выделением тепла и света. Для протекания процесса горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества, окислителя и источника зажигания.

Окислитель — кислород воздуха или некоторые другие вещества: хлор, фтор, бром, оксид азота.

Источник зажигания — случайные искры различного происхождения ( электрические, статические и др. )

Различают полное и неполное горение. Полное – при избытке кислорода, продукты горения не способны к дальнейшему окислению. Неполное – происходит при недостатке кислорода и образуются продукты токсичные и горючие.

По скорости распространения пламени различают: дефлаграционное горение – скорость распространения десятки м/с ; взрывное – сотни метров в секунду ; детонационное ( тысячи метров в сек. )

В зависимости от горючей смеси горение бывает: гомогенное ( одно агрегатное состояние у окислителя ); гетерогенное.

Процессы возникновения горения:

— вспышка- быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

— возгорание – возникновение горения под действие источника зажигания.

— воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

— самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания.

— самовоспламенение – самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Одним из эффективных средств тушения пожаров являются огнетушители. В настоящее время широко используют ручной огнетушитель ОХП-10, воздушно-пенный ОВП-10 ( рисунок 10 ) , углекислотные ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8, передвижной углекислотный огнетушитель УП-2М и порошковые огнетушители -ОП-1, ОПС-6, ОПС-10 ( рисунок 11 ) .

Химический пенный ручной огнетушитель ОХП-10 предназначен для тушения пожаров в начальной стадии их возникновения.

Для приведения огнетушителя в действие необходимо, взяв его за боковую и нижнюю ручки, перевернуть огнетушитель крышкой вниз, а рукоятку повернуть на 180°. При этом клапан кислотного стакана открывается, кислотная часть заряда вытекает из стакана и смешивается со щелочной частью. Образуется пена и повышается давление в корпусе огнетушителя. Под действием давления пена через спрыски выбрасывается наружу. Продолжительность действия огнетушителя около 1 мин, длина струи 6 — 8 м, производительность 90 л пены.

Воздушно-пенные огнетушители используют для тушения загораний разнообразных веществ и материалов, кроме щелочных металлов, электроустановок, находящихся под напряжением, и веществ, горящих без доступа воздуха.

Для приведения в действие огнетушителя следует нажать на пусковой рычаг. При этом сжатый в баллоне диоксид углерода через раструб выбрасывает раствор пенообразователя. Огнетушитель действует в течение 20 с, длина струи 4,5 м.

Кроме пенных огнетушителей применяют углекислотные огнетушители ОУ-2, ОУ-5 и ОУ-8

Для тушения пожаров применяют различные огнегасительные средства . К наиболее распространенным относят воду. Кроме нее используют песок и другие виды грунта, различные пены и порошки.

Водой нельзя гасить нефтепродукты, пожар в электрооборудовании, находящемся под напряжением, карбиды натрия, кальция и калия. Нефтепродукты и другие вещества, плотность которых меньше воды, всплывают над ней и разливаются по большой площади, отчего пожар может усилиться. Вода является проводником электрического тока, поэтому нельзя направлять струю воды на электрооборудование, так как может произойти поражение электрическим током. С карбидами щелочных металлов вода вступает в реакцию с образованием легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ.

Песок и все другие виды грунта — универсальное средство гашения небольших очагов пожара. Его бросают на огонь лопатами, совками или ведрами так, чтобы сначала локализовать огонь, а затем его засыпать.

Процесс горения и его виды

Горение – одно из интереснейших и жизненно необходимых для людей явлений природы. Горение является полезным для человека до тех пор, пока оно не выходит из подчинения его разумной воле. В противном случае оно может привести к пожару. Пожар это неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. Для предотвращения пожара и его ликвидации необходимы знания о процессе горения.

Горение – это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением тепла. Для возникновения горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания.

Горючее вещество – это всякое твёрдое, жидкое или газообразное вещество, способное окисляться с выделением тепла.

Окислителями могут быть хлор, фтор, бром, йод, окислы азота и другие вещества. В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом воздуха.

Источник зажигания обеспечивает энергетическое воздействие на горючее вещество и окислитель, приводящее к возникновению горения. Источники зажигания принято делить на открытые (светящиеся) – молния, пламя, искры, накалённые предметы, световое излучение; и скрытые (несветящиеся) – тепло химических реакций, микробиологические процессы, адиабатическое сжатие, трение, удары и т. п. Они имеют различную температуру пламени и нагрева. Всякий источник зажигания должен иметь достаточный запас теплоты или энергии, передаваемой реагирующим веществам. Поэтому на процесс возникновения горения влияет и продолжительность воздействия источника зажигания. После начала процесса горения оно поддерживается тепловым излучением из его зоны.

Горючее вещество и окислитель образуют горючую систему, которая может быть химически неоднородной или однородной. В химически неоднородной системе горючее вещество и окислитель не перемешаны и имеют поверхность раздела (твёрдые и жидкие горючие вещества, струи горючих газов и паров, поступающих в воздух). При горении таких систем кислород воздуха непрерывно диффундирует сквозь продукты горения к горючему веществу и затем вступает в химическую реакцию. Такое горение называется диффузионным. Скорость диффузионного горения невелика, так как она замедляется процессом диффузии. Если горючее вещество в газообразном, парообразном или пылеобразном состоянии уже перемешано с воздухом (до поджигания его), то такая горючая система является однородной и процесс её горения зависит только от скорости химической реакции. В этом случае горение протекает быстро и называется кинетическим.

Горение может быть полным и неполным. Полное горение происходит в том случае, когда кислород поступает в зону горения в достаточном количестве. Если кислорода недостаточно для окисления всех продуктов, участвующих в реакции, происходит неполное горение. К продуктам полного горения относятся углекислый и сернистый газы, пары воды, азот, которые не способны к дальнейшему окислению и горению. Продукты неполного горения – окись углерода, сажа и продукты разложения вещества под действием тепла. В большинстве случаев горение сопровождается возникновением интенсивного светового излучения – пламенем.

Различают ряд видов возникновения горения: вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание, самовоспламенение, взрыв.

Вспышка – это быстрое сгорание горючей смеси без образования повышенного давления газов. Количества тепла, которое образуется при вспышке, недостаточно для продолжения горения.

Возгорание – это возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени. При этом вся остальная масса горючего вещества остаётся относительно холодной.

Самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций окисления в веществе, приводящее к возникновению его горения при отсутствии внешнего источника зажигания. В зависимости от внутренних причин процессы самовозгорания делятся на химические, микробиологические и тепловые. Химическое самовозгорание происходит от воздействия на вещества кислорода воздуха, воды или от взаимодействия веществ. Самовозгораются промасленные тряпки, спецодежда, вата и даже металлическая стружка. Причиной самовозгорания промасленных волокнистых материалов является распределение жировых веществ тонким слоем на их поверхности и поглощение кислорода из воздуха. Окисление масла сопровождается выделением тепла. Если образуется тепла больше, чем теплопотери в окружающую среду, то возможно возникновение горения без всякого подвода тепла. Некоторые вещества самовозгораются при взаимодействии с водой. К ним относятся калий, натрий, карбид кальция и карбиды щелочных металлов. Кальций загорается при взаимодействии с горячей водой. Окись кальция (негашеная известь) при взаимодействии с небольшим количеством воды сильно разогревается и может воспламенить соприкасающиеся с ней горючие материалы (например, дерево). Некоторые вещества самовозгораются при смешивании с другими. К ним относятся в первую очередь сильные окислители (хлор, бром, фтор, йод), которые, контактируя с некоторыми органическими веществами, вызывают их самовозгорание. Ацетилен, водород, метан, этилен, скипидар под действием хлора самовозгораются на свету. Азотная кислота, также являясь сильным окислителем, может вызывать самовозгорание древесной стружки, соломы, хлопка. Микробиологическое самовозгорание заключается в том, что при соответствующей влажности и температуре в растительных продуктах, торфе интенсифицируется жизнедеятельность микроорганизмов. При этом повышается температура и может возникнуть процесс горения. Тепловое самовозгорание происходит в результате продолжительного действия незначительного источника тепла. При этом вещества разлагаются и в результате усиления окислительных процессов самонагреваются. Полувысыхающие растительные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), касторовая олифа, скипидарные лаки, краски и грунтовки, древесина и ДВП, кровельный картон, нитролинолеум и некоторые другие материалы и вещества могут самовозгораться при температуре окружающей среды 80 — 100 ?С.

Читать еще:  Открыть оружейный магазин специфический бизнес

Самовоспламенение — это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени. Самовоспламеняться могут твёрдые и жидкие вещества, пары, газы и пыли в смеси с воздухом.

Взрыв (взрывное горение) — это чрезвычайно быстрое горение, которое сопровождается выделением большого количества энергии и образованием сжатых газов, способных производить механические разрушения.

Виды горения характеризуются температурными параметрами, основными из них являются следующие. Температура вспышки – это наименьшая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные кратковременно вспыхнуть в воздухе от источника зажигания. Однако скорость образования паров или газов ещё недостаточна для продолжения горения. Температура воспламенения – это наименьшая температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение. Температура самовоспламенения – это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся воспламенением. Температура самовоспламенения у исследованных твёрдых горючих материалов и веществ 30 – 670 °С. Самую низкую температуру самовоспламенения имеет белый фосфор, самую высокую — магний. У большинства пород древесины эта температура равна 330 – 470 ?С.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Горение влияние различны.х факторов

Теоретическое рассмотрение такого сложного процесса, основанное на изучении его детального механизма, кинетики химических реакций с учетом влияния различных факторов, осложняющих процесс (испарение, перенос тепла и реагирующих веществ), трудно осуществимо. Приходится прибегать к построению упрощенных моделей процесса горения. В теории горения широкое распространение получила упрощенная модель, основанная на представлении о том, что скорость химической реакции горения лимитируется медленно протекающими физическими процессами — испарения распыленного топлива, смесеобразования, теплообмена и т. п. ( физическая модель процесса горения) [144]. Данная модель предполагает, что химические закономерности горения могут быть сведены к физическим закономерностям. [c.112]

Такое охватывающее долгие миллионы лет описание газовой оболочки Земли, которую уже можно называть атмосферой, т. е. пригодной для дыхания, представляет собой не только базу для лучшего понимания круговорота кислорода в окружающей нас природе, но имеет и большое практическое значение. В наш век быстрого загрязнения земной поверхности промышленными отходами все возрастающего потребления кислорода на процессы горения ИТ. п. необходим план расходования природных ресурсов. Между тем ясно, что составление разумного плана очень затруднительно из-за сложного переплетения и взаимного влияния различных факторов. Разобраться в них и оценить количественно их значение очень трудно без тонкого понимания истории кислорода на земной поверхности. В частности, сейчас нельзя обойтись без учета новой, утвердившейся уже в науке теории движений, происходящих в земной коре. 1965 год можно считать границей, после которой плавание континентов на поверхности магмы можно считать доказанным и в значительной степени уже математически рассчитанным при помощи электронных компьютеров. [c.378]

Уравнение (1. 95) дает возможность оценить качественное влияние различных факторов на величину части топливных паров, не участвующих в процессе горения вокруг жидкой капли. [c.61]

Физический смысл выражения (93) рассмотрен ниже. Обратимся к основным следствиям из теории Левича [74]. Были найдены основные закономерности, характеризующие влияние различных факторов на возникновение и развитие неустойчивости при горении вязкой ньютоновой жидкости. Для сравнения основные следствия из теорий Ландау и Левича сведены в табл. 20. Из таблицы видно, что заметная вязкость прежде всего затормаживает развитие процесса неустойчивого горения, диапазон характеристик, дающих устойчивое горение, расширяется. В частности, отметим существенное изменение влияния диаметра сосуда, например при [c.204]

Важность исследования стадии низкотемпературного окисления при горении металлов объясняется тем, что от условий пред-пламенного окисления зависит состояние окисной пленки на частицах металла, которая во многом определяет момент начала воспламенения металлической частицы и характер последующего ее горения. Распространенными методами исследования низкотемпературного окисления металлов являются термогравиметрические, волюмометрические, манометрические, оптические, химические, электрометрические, рентгеноструктурные и радиоактивные методы. При исследовании этими методами изучаются кинетические законы окисления, строение окисных пленок, влияние различных факторов на кинетику окисления. [c.236]

Л. Н. Хитриным [161 предложена методика расчета времени горения движущихся капель при допущении, что теплообмен капель с окружающей средой осуществляется только за счет конвекции. В простейшем случае, когда Ми 2, автором выведена формула, которая качественно правильно отражает влияние различных факторов яа время горения капли [c.145]

Следует также отметить, что в экспериментальных исследованиях вообще трудно воспроизводить горение частицы в условиях, близких к топочным. Практически невозможно осуществить горение отдельной частицы, в особенности угольной пылинки, при ограниченном избытке воздуха. Трудным является также контролирование протекания процесса, в частности контролирование температуры частиц и концентрации газовых реагентов у поверхности, изменения массы и размеров пылинок в процессе выгорания и пр. Все это затрудняет обобщение опытных данных и выявление закономерностей протекания процесса. Поэтому полученные разными исследователями результаты по скорости горения и влиянию различных факторов на выгорание частицы сильно различаются. Кроме того, в этих исследованиях невозможно выявить динамику процесса горения частицы угольной пыли, носящего скоротечный характер. [c.339]

Для получения более полного представления о сущности кинетических превращений, происходящих при горении, необходимы исследования по выявлению природы промежуточных веществ и продуктов реакции и изучению влияния различных факторов (давления, добавок и т. д.) на процесс. [c.10]

Резюмируя изложенные сведения по распространению ламинарного пламени, можно отметить, что ни одна из современных теорий не описывает в полной мере этот процесс. Механизм распространения реальных пламен должен рассматриваться как смешанный диффузионно-тепловой. Создание обобщенной теории, учитывающей такой комбинированный механизм, является актуальной задачей. Однако и существующие теории ламинарного распространения пламени дают возможность получить представления о природе многих особенностей процессов горения и установить закономерности, позволяющие предсказать влияние различных факторов на развитие горения, в vom числе при изучении кинетики и механизма процессов горения и действия огнетушащих средств. [c.33]

Вопрос о рациональных методах сжигания газа, об основных принципах конструирования горелок с достаточно высоким к. п. д., о повышении температуры факела, о влиянии различных факторов на стабильность горения и т. д. освещен в литературе недостаточно, что в значительной степени объясняется отсутствием опыта работы с горелками предварительного смешения. [c.203]

В качестве примера рассмотрим обтекание поверхности из твердого углерода и предположим, что происходит единственная реакция С + О -СО. Для этого случая Лиз ) показал, что количество тепла, поглощаемого углеродом при испарении, превышает то количество тепла, которое выделяется при его горении и образовании СО. Если при этом учесть и уменьшение Сн, происходящее благодаря уносу массы с поверхности, то становится ясно, что эти факторы могут привести к уменьшению потока тепла, направленного к поверхности твердого углерода. Очевидно, что относительное влияние различных факторов на тепловой поток от реагирующей газовой смеси к холодной поверхности тела удобно учесть при помощи уравнения (3.24). [c.71]

Читать еще:  Сделать электропечь своими руками

Влияние теп л о отвода из зоны реакции. Рас-смотренные выше результаты, показывающие влияние различных факторов на количественные характеристики сажеобразования, получены для условий, когда тепловыми потерями из зоны горения можно было пренебречь, т.е. практически Дпя адиабатных условий. Представляют, однако, интерес также характеристики сажеобразования при значительных уровнях теплопотерь из зоны реакции. В камерах сгорания ГТД подобные условия могут иметь место, например вследствие высокого [c.51]

С целью накопления данных, необходимых при конструировании и эксплуатации камер сгорания реактивных двигателей, в лаборатории Льюиса NA A изучается влияние основных факторов на зажигание и горение топливо-воздушных смесей. Одной из частей этой программы являются исследования параметров, влияющих на энергию искрового разряда, необходимую для зажигания однородной топливо-воздушной смеси. Исследования были начаты с целью разрещения проблем, связанных с запуском авиационных реактивных двигателей наземного запуска двигателей в холодных климатических условиях, запуска вспомогательных двигателей в условиях высотного полета и повторного запуска двигателей в случае срыва пламени также в условиях высотного полета. Уже в начале осуществления этой программы исследований задачи, связанные с зажиганием, в значительной степени облегчились благодаря удачным конструкциям и расположению различных частей зажигающего устройства и разработке высокоэнергетических зажигающих устройств. Тем не менее продолжается всестороннее исследование процесса зажигания, так как необходимо сконструировать более легкие, эффективные и надежные системы зажигания. [c.32]

Квазистационарный процесс горения, протекающий в данный момент, в разгорающемся канале твердого горючего можно моделировать при выполнении ряда условий процессом, протекающим в трубе с проницаемыми стенками, если на входе в канал подавать газообразный окислитель, а через проницаемые стенки — газообразное горючее. В предлагаемой статье изложены некоторые результаты экспериментального исследования горения пропана, вдуваемого через пористые (перфорированные) стенки в поток воздуха. Работа ставилась с целью выяснения основных закономерностей протекания процесса и влияния на него различных факторов, а также с целью получения представлений о структуре факела и механизме горения в рассматриваемых условиях. [c.30]

Теплообмен в топочной камере котельного агрегата зависит от конструктивных и режимных параметров работы горелочных устройств, их компоновки, места отвода продуктов горения и ряда других факторов. Влияние указанных факторов на теплообмен в топочных камерах котлов малой производительности особенно существенно и недостаточно изучено. Основной экспериментальный материал, накопленный к настоящему времени, относится к топкам энергетических котлов большой мощности [Л. 26, 29, 53]. Теплообмен в топках котельных агрегатов малой производительности изучался в работе [Л. 9] при сжигании различных топлив, в том числе и газообразного. Однако в этой работе не исследовалось влияние на теплообмен компоновки горелок и их конструктивных и режимных параметров. [c.76]

На начальном этапе исследований Кумагаи помимо кварцевых нитей рассмотрел также влияние различных металлических нитей. Как показали эксперименты, лишь в случае платины мол Смотреть страницы где упоминается термин Горение влияние различны.х факторов: [c.6] [c.267] [c.494] [c.241] [c.250] [c.195] [c.37] [c.37] [c.244] Горение (1979) — [ c.192 , c.198 ]

§ 1. Процессы горения. Виды горения : вспышка, возгорание, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание, взрыв.

Правильная организация противопожарных мероприятий и тушения пожаров невозможна без понимания сущности химических и физических процессов, которые происходят при горении. Знание этих процессов дает возможность успешно бороться с огнем.

Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением. Окислителем в процессе горения может быть кислород, а также хлор, бром и другие вещества.

В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом воздуха. Этот вид окислителя и принят в дальнейшем изложении. Горение возможно при наличии вещества, способного гореть, кислорода (воздуха) и источника зажигания. При этом необходимо, чтобы горючее вещество и кислород находились в определенных количественных соотношениях, а источник зажигания имел необходимый запас тепловой энергии.

Известно, что в воздухе содержится около 21% кислорода. Горение большинства веществ становится невозможным, когда содержание кислорода в воздухе понижается до 14-18%, и только некоторые горючие вещества (водород, этилен, ацетилен и др.) могут гореть при содержании кислорода в воздухе до 10% и менее. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода горение большинства веществ прекращается.

Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию горения. Источником зажигания может быть горящее пли накаленное тело, а также электрический разряд, обладающий запасом энергии, достаточным для возникновения горения и др.

Горючие системы подразделяются на однородные и неоднородные. Однородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров с воздухом). Горение таких систем называют горением кинетическим . Скорость его определяется скоростью химической реакции, значительной при высокой температуре. При определенных условиях такое горение может носить характер взрыва или детонации. Неоднородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела (твердые горючие материалы и нераспыленные жидкости). В процессе горения неоднородных горючих систем кислород воздуха проникает (диффундирует) сквозь продукты горения к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют диффузионным горением, так как его скорость определяется главным образом сравнительно медленно протекающим процессом-диффузией.

Для возгорания тепло источника зажигания должно быть достаточным для превращения горючих веществ в пары и газы и для нагрева их до температуры самовоспламенения. По соотношению горючего и окислителя различают процессы горения бедных и богатых горючих смесей. Бедные смеси содержат в избытке окислитель и имеют недостаток горючего компонента. Богатые смеси, наоборот, имеют в избытке горючий компонент и в недостатке окислитель.

Возникновение горения связано с обязательным самоускорением реакции в системе. Процесс самоускорения реакции окисления с переходом ее в горение называется самовоспламенением. Самоускорение химической реакции при горении подразделяется на три основных вида: тепловой, цепной и комбинированный — цепочечно-тепловой. По тепловой теории процесс самовоспламенения объясняется активизацией процесса окисления с возрастанием скорости химической реакции. По цепной теории процесс самовоспламенения объясняется разветвлением цепей химической реакции. Практически процессы горения осуществляются преимущественно по комбинированному цепочечно-тепловому механизму.

Сгорание различают полное и неполное. При полном сгорании образуются продукты, которые неспособны больше гореть: углекислый газ, сернистый газ, пары воды. Неполное сгорание происходит, когда к зоне горения затруднен доступ кислорода воздуха, в результате чего образуются продукты неполного сгорания: окись углерода, спирты, альдегиды и др.

Ориентировочно количество воздуха (м 3 ), необходимое для сгорания 1 кг вещества (или 1 м 3 газа),

где Q — теплота сгорания, кДж/кг, или кДж/м 3 .

Теплота сгорания некоторых веществ: бензина-47 000 кДж/кг; древесины воздушно-сухой -14 600 кДж/кг; ацетилена — 54400 кДж/м 3 ; метана — 39400 кДж/м 3 ; окиси углерода — 12600 кДж/м 3 .

По теплоте сгорания горючего вещества можно определить, какое количество тепла выделяется при его сгорании, температуру горения, давление при взрыве в замкнутом объеме и другие данные.

Температура горения вещества определяется как теоретическая, так и действительная. Теоретической называется температура горения, до которой нагреваются продукты сгорания, в предположении, что все тепло, выделяющееся при горении, идет на их нагревание.

Теоретическая температура горения

где m — количество продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг вещества; с — теплоемкость продуктов горения, кДж/ (кг*К); θ — температура воздуха, К; Q — теплота сгорания, кДж/кг.

Действительная температура горения на 30-50% ниже теоретической, так как значительная часть тепла, выделяющегося при горении, рассеивается в окружающую среду.

Высокая температура горения способствует распространению пожара, при ней большое количество тепла излучается в окружающую среду, и идет интенсивная подготовка горючих веществ к горению. Тушение пожара при высокой температуре горения затрудняется.

При рассмотрении процессов горения следует различать следующие его виды: вспышка, возгорание, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание, взрыв.

Вспышка — это быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Читать еще:  Устройство и принципиальная электрическая схема кондиционера

Возгорание — возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение — возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Возгораемость — способность возгораться (воспламеняться) под воздействием источника зажигания.

Самовозгорание — это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения веществ (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.

Самовоспламенение — это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Взрывом называется чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Необходимо понимать различие между процессами возгорания (воспламенения) и самовозгорания (самовоспламенения). Для того чтобы возникло воспламенение, необходимо внести в горючую систему тепловой импульс, имеющий температуру, превышающую температуру самовоспламенения вещества. Возникновение же горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относят к процессу самовозгорания (самовоспламенения).

Горение при этом возникает без внесения источника зажигания — за счет теплового или микробиологического самовозгорания.

Тепловое самовозгорание вещества возникает в результате самонагревания под воздействием скрытого или внешнего источника нагрева. Самовоспламенение возможно только в том случае, если количество тепла, выделяемого в процессе самоокисления, будет превышать отдачу тепла в окружающую среду.

Микробиологическое самовозгорание возникает в результате самонагревания под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества (материала, смеси). Температура самовоспламенения является важной характеристикой горючего вещества.

Температура самовоспламенения — это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Температуры самовоспламенения некоторых жидкостей, газов и твердых веществ, имеющих применение в машиностроительной промышленности, приведены в табл. 28.

Таблица 28 Температуры самовоспламенения некоторых жидкостей

Процесс горения и его виды

Горение – одно из интереснейших и жизненно необходимых для людей явлений природы. Горение является полезным для человека до тех пор, пока оно не выходит из подчинения его разумной воле. В противном случае оно может привести к пожару. Пожар это неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. Для предотвращения пожара и его ликвидации необходимы знания о процессе горения.

Горение – это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением тепла. Для возникновения горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и источника зажигания.

Горючее вещество – это всякое твёрдое, жидкое или газообразное вещество, способное окисляться с выделением тепла.

Окислителями могут быть хлор, фтор, бром, йод, окислы азота и другие вещества. В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом воздуха.

Источник зажигания обеспечивает энергетическое воздействие на горючее вещество и окислитель, приводящее к возникновению горения. Источники зажигания принято делить на открытые (светящиеся) – молния, пламя, искры, накалённые предметы, световое излучение; и скрытые (несветящиеся) – тепло химических реакций, микробиологические процессы, адиабатическое сжатие, трение, удары и т. п. Они имеют различную температуру пламени и нагрева. Всякий источник зажигания должен иметь достаточный запас теплоты или энергии, передаваемой реагирующим веществам. Поэтому на процесс возникновения горения влияет и продолжительность воздействия источника зажигания. После начала процесса горения оно поддерживается тепловым излучением из его зоны.

Горючее вещество и окислитель образуют горючую систему, которая может быть химически неоднородной или однородной. В химически неоднородной системе горючее вещество и окислитель не перемешаны и имеют поверхность раздела (твёрдые и жидкие горючие вещества, струи горючих газов и паров, поступающих в воздух). При горении таких систем кислород воздуха непрерывно диффундирует сквозь продукты горения к горючему веществу и затем вступает в химическую реакцию. Такое горение называется диффузионным. Скорость диффузионного горения невелика, так как она замедляется процессом диффузии. Если горючее вещество в газообразном, парообразном или пылеобразном состоянии уже перемешано с воздухом (до поджигания его), то такая горючая система является однородной и процесс её горения зависит только от скорости химической реакции. В этом случае горение протекает быстро и называется кинетическим.

Горение может быть полным и неполным. Полное горение происходит в том случае, когда кислород поступает в зону горения в достаточном количестве. Если кислорода недостаточно для окисления всех продуктов, участвующих в реакции, происходит неполное горение. К продуктам полного горения относятся углекислый и сернистый газы, пары воды, азот, которые не способны к дальнейшему окислению и горению. Продукты неполного горения – окись углерода, сажа и продукты разложения вещества под действием тепла. В большинстве случаев горение сопровождается возникновением интенсивного светового излучения – пламенем.

Различают ряд видов возникновения горения: вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание, самовоспламенение, взрыв.

Вспышка – это быстрое сгорание горючей смеси без образования повышенного давления газов. Количества тепла, которое образуется при вспышке, недостаточно для продолжения горения.

Возгорание – это возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени. При этом вся остальная масса горючего вещества остаётся относительно холодной.

Самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций окисления в веществе, приводящее к возникновению его горения при отсутствии внешнего источника зажигания. В зависимости от внутренних причин процессы самовозгорания делятся на химические, микробиологические и тепловые. Химическое самовозгорание происходит от воздействия на вещества кислорода воздуха, воды или от взаимодействия веществ. Самовозгораются промасленные тряпки, спецодежда, вата и даже металлическая стружка. Причиной самовозгорания промасленных волокнистых материалов является распределение жировых веществ тонким слоем на их поверхности и поглощение кислорода из воздуха. Окисление масла сопровождается выделением тепла. Если образуется тепла больше, чем теплопотери в окружающую среду, то возможно возникновение горения без всякого подвода тепла. Некоторые вещества самовозгораются при взаимодействии с водой. К ним относятся калий, натрий, карбид кальция и карбиды щелочных металлов. Кальций загорается при взаимодействии с горячей водой. Окись кальция (негашеная известь) при взаимодействии с небольшим количеством воды сильно разогревается и может воспламенить соприкасающиеся с ней горючие материалы (например, дерево). Некоторые вещества самовозгораются при смешивании с другими. К ним относятся в первую очередь сильные окислители (хлор, бром, фтор, йод), которые, контактируя с некоторыми органическими веществами, вызывают их самовозгорание. Ацетилен, водород, метан, этилен, скипидар под действием хлора самовозгораются на свету. Азотная кислота, также являясь сильным окислителем, может вызывать самовозгорание древесной стружки, соломы, хлопка. Микробиологическое самовозгорание заключается в том, что при соответствующей влажности и температуре в растительных продуктах, торфе интенсифицируется жизнедеятельность микроорганизмов. При этом повышается температура и может возникнуть процесс горения. Тепловое самовозгорание происходит в результате продолжительного действия незначительного источника тепла. При этом вещества разлагаются и в результате усиления окислительных процессов самонагреваются. Полувысыхающие растительные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), касторовая олифа, скипидарные лаки, краски и грунтовки, древесина и ДВП, кровельный картон, нитролинолеум и некоторые другие материалы и вещества могут самовозгораться при температуре окружающей среды 80 — 100 ?С.

Самовоспламенение — это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени. Самовоспламеняться могут твёрдые и жидкие вещества, пары, газы и пыли в смеси с воздухом.

Взрыв (взрывное горение) — это чрезвычайно быстрое горение, которое сопровождается выделением большого количества энергии и образованием сжатых газов, способных производить механические разрушения.

Виды горения характеризуются температурными параметрами, основными из них являются следующие. Температура вспышки – это наименьшая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные кратковременно вспыхнуть в воздухе от источника зажигания. Однако скорость образования паров или газов ещё недостаточна для продолжения горения. Температура воспламенения – это наименьшая температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары или газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение. Температура самовоспламенения – это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся воспламенением. Температура самовоспламенения у исследованных твёрдых горючих материалов и веществ 30 – 670 °С. Самую низкую температуру самовоспламенения имеет белый фосфор, самую высокую — магний. У большинства пород древесины эта температура равна 330 – 470 ?С.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector