Параметры реакции горения

Экзамен по теории горения и взрыва

Виды горения

Горение - это интенсивная химическая окислительная реакция, сопровождающаяся выделением тепла и пламени.

В зависимости от агрегатного состояния исходного вещества и продуктов горения различают гомогенное горение, горение взрывчатых веществ и гетерогенное горение.

Гомогенное горение – это исходные вещества и продукты горения находятся в одинаковом агрегатном состоянии.

Горение взрывчатых веществ связано с переходом вещества из конденсированного состояния в газообразное.

Гетерогенное горение – исходные вещества находятся в разных агрегатных состояниях.

Движение пламени по газовой смеси называется распространением пламени. И в зависимости от скорости может быть дефлаграционным (несколько м/с), взрывным (сотни м/с), детонационным (тысячи м/с).

Для дефлаграционного (нормального) распространения горения характерны: передача тепла от слоя к слою, при этом пламя перемещается в направлении исходной горючей смеси. Этот вид горения в свою очередь на ламинарное и турбулентное горение.

При ламинарном горении характерна нормальная скорость распространения пламени, т.е. скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении перпендикулярна к его поверхности. Эта величина является показателем пожарной опасности и зависит от состава горючей смеси, давления и температуры.

При турбулентном горении происходит завихрение газовых потоков, улучшающие перемешивание реагирующих газов и увеличивающие скорость распространения пламени.

Одной из разновидностей горения является взрывчатое горение(взрыв) – это быстрое превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.

Детонация – это процесс химического превращение системы окислитель-восстановитель, представляет собой совокупность ударной волны и следующей за ней зоны химических превращений исходных веществ.

При этом химическая энергия, выделяющаяся в детонационной волне, подпитывает ударную, не давая ей затухать.

В основном явления детонации проявляются при горении газообразных сред в трубах и особую опасность представляет переход детонационной волны из трубопровода в закрытую ёмкость или в полуоткрытую систему (производственные помещения), содержащую детонационные системы, т.к. мгновенно детонирует весь объём смеси.

Параметры реакции горения

Горение возникает при наличии горючего вещества, окислителя и источника воспламенения. В реальных условиях окислителем является кислород воздуха. При горении систем, не содержащих газообразных частей и состоящих только из твёрдых или жидких фаз – пламя может не возникать, то есть происходит беспламенное горение или тление.

Окислитель – обычно это кислород воздуха, но могут быть и другие (горение металлов в среде хлора). В зависимости от состава различные горючие вещества требуют определённого количества окислителя.

Теоретически необходимое количество воздуха для получения продуктов полного горения:

Окись углерода 1 кг – 2,5 кг воздуха

Метан 1 кг - 17,2 кг воздуха

Бензин 1 кг – 15 кг воздуха

На практике полное сжигание не может быть осуществлено без избыточного количества воздуха. Оно зависит от методов сжигания и находится в пределах от 15 до 50%.

Продукты горения большинства веществ газообразны и при достаточном количестве воздуха состоят из водяного пара и углекислого газа. Присутствуют также окиси азота и серы в малых кол-вах. В случае недостаточного кол- ва воздуха,т.е. неполного сгорания, в состав продуктов горения могут так же входить метан, окись углерода и водород.

Теплота горения. Каждое горючее вещ-во хар-ся высшей и низшей теплотворной способностью. Высшая теплотворность- это кол-во тепла, кот. Выделится при сгорании и при послед. Конденсации влаги, содерж-ся в продуктах горения. Если влага остается в газообразном, парообразном сост, то это низкая теплотворность.

Температура горения - это температура до которой в процессе горения нагреваются продукты горения и исходного горючего вещ-ва. Если предполагать что все тепло при сгорании топлива идет на нагрев продуктов горения то t горения будет наз-ся теоретической. Действительная температура всегда ниже и определяется следующим:

1)кол-вом тепла, выделяемом при горении.

2)составом и кол-вом продуктов горения

3)кол-вом тепла, отданного в окр.среду.

Скорость горения определяется временем, в течении которого сгорает определённое количество горючего вещества. На практике скорость горения определяется временем в течении которого происходят чисто физические процессы: теплопередачи, излучения, испарения и др. Совокупность всех этих процессов определяет реальную скорость горения, на которую оказывают влияние следующие факторы:

1. Природа горючего вещества(тв, ж, г)

2. Концентрация вещества

3. Давление и температура.

3. Механизм процесса горения (4+5)

Поиск по сайту: