ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм воспламенения из "Физико - химические основы применения моторных, реактивных и ракетных топлив" Существуют два способа воспламенения горючих смесей. Первый способ заключается в том, что горючая смесь зажигается в одной точке пространства посредством какого-либо высокотемпературного источника и дальнейшее воспламенение всего объема газообразной горючей смеси происходит без внешнего вмешательства, самопроизвольно — принудительное воспламенение. [c.137] Во втором способе всю горючую смесь доводят до такой температуры, при которой самопроизвольное бурное развитие реакций окисления прив Одит к воспламенению без внешнего воздействия — самовоспламенение. [c.137] Следует отметить, что воспламенение может произойти и без предварительного температурного воздействия на горючую смесь, а в результате накопления в системе активных промежуточных продуктов реакции. Этот тип воспламенения возможен только для вполне определенных горючих смесей. [c.137] Несмотря на различие в параметрах, характеризующих процессы принудительного воспламенения и самовоспламенения, фпзико-хи-мпческая природа их одинакова. Воспламенение горючей смеси связано с очень быстрым переходом от медленной реакции к резкой, почти мгновенной. Это происходит тогда, когда в реагирующей смеси создаются условия, при которых возможно прогрессивное ускорение химических реакций. [c.137] В зависимости от того, какие причины вызывают прогрессирующее самоускорение реакции, различают следуюпще виды воспламенения тепловое, цепное и цепочно-тепловое. [c.137] Часть тепла, выделяющегося при реакции, идет на нагревание смеси, другая отводится через стенки сосуда. [c.137] Тепловой баланс реакции может оказаться как благоприятным, так и неблагоприятным для ее развития и стабилизации. В этом легко убедиться, сравнивая характер температурных зависимостей тепловыделения и теплоотвода. Зависимость от Т линейная, а от Т — экспоненциальная. [c.138] На рис. 55 представлена система кривых дх = f Т) для трех различных горючих смесей при постоянных условиях отвода тепла 92 = / (Г). [c.138] Для случая, когда выделение тепла определяется, кривой д = = f Т), начиная с температуры смесь разогревается до температуры Т , так как до этого момента выделение тепла превышает отвод. В точке нагревание прекратится и система придет в равновесие. Реакция дальпю будет идти сначала с постоянной скоростью, а затем при снижении концентрации исходных веществ скорость реакции начнет уменьшаться. [c.138] Если выделение тепла при реакции характеризуется кривой д = f Т), то теплоотвод меньше тепловыделения и температура реагирующей смеси будет непрерывно возрастать в результате скорость реакции быстро достигнет очень высоких значений и вызовет самовоспламенение смеси. [c.138] Таким образом, существует определенное условие перехода от случая ограниченного повышения температуры реагирующей смеси к случаю, когда ее температура быстро растет и достигает весьма высокого значения, близкого к теоретической температуре горения. [c.139] Эти два условия однозначно определяют температуру воспламенения или самовоспламенения горючей смеси Т . [c.139] В рассмотренном примере неизменной поддерживалась температура стенки сосуда Т . При заданной температуре стенок сосуда только при определенных значениях интенсивности реакщ1и, состава горючей смеси и давления может наступить самопроизвольное возрастание температуры и быстрое ускорение реакции до воспламенения. [c.139] Па рис. 56 приводятся зависимости д, и д от температуры для случая, когда при заданном составе горючей смеси и давлении меняются условия отвода тепла за счет изменения температуры стенок сосуда. При температурах стенки выше происходит воспламенение, при температурах ниже То возможен лишь стационарный разогрев. [c.139] В практике за температуру воспламенения часто принимают ту наинизшую температуру стенок сосуда, при которой в данных условиях происходит воспламенение заданной горючей смеси. В рассмотренных примерах такой температурой является температура То. Очевидно, что Те и отличаются друг от друга, причем всегда Тв То. [c.139] Температура воспламенения не является константой, характеризующей горючую смесь, так как она зависит от условий определения. Точка касания кривых дх и д% может смещаться в зависимости от величин 5 и а, характеризующих параметры экспериментальной установки, начальных давлений, температуры и других факторов. [c.139] Таким образом, сущность теплового воспламенения заключается в следующем. Постепенное повышение температуры горючей смеси при постоянном давлении или повышение давления при постоянной температуре могут привести к такому возрастанию скорости химической реакции окисления, что скорость выделения тепла начнет превышать скорость теплоотдачи в стенки. В результате этого начнется прогрессирующий саморазогрев горючей смеси, приводящий к еще большему самопроизвольному возрастанию скорости реакции и практически к мгновенному выделению теплоты реакции в небольшом объеме газа — воспламенению [16]. [c.139] Большинство химических реакций, в том числе и горение, являются сложными и идут через посредство активных промежуточных продуктов. [c.139] Величины По, / и зависят от концентрации исходных веществ и поэтому изменяются по мере протекания реакции, а вместе с ними изменяется величина X. Поэтому последнюю правильнее называть не стационарной, а квазпстационарной концентрацией активного продукта. При f g имеет место пестациопарное протекание реакции. [c.140] Если считать концентрации исходных веществ постоянными, то это возрастание будет неограниченным. Фактически предел ему будет положен израсходованием запаса исходных веществ. [c.141] Вернуться к основной статье