ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние свойств топлива и условий воспламенения на параметры процесса из "Физико - химические основы применения моторных, реактивных и ракетных топлив" При любом механизме процесса воспламенения появлению пламени предшествует период относительно медленного нарастания скорости реакции, соответствующий разогреванию горючей смеси в условиях медленного повышения температуры при тепловом воспламенении и изотермическому саморазгону реакции вследствие разветвления цепей при цепном воспламенении. Этот период называется периодом задержки воспламенения. [c.143] Температура воспламенения и период задержки воспламенения являются важнейшими параметрами, характеризующими воспламеняемость топлива. Однако обе эти величины не являются физическими константами, так как зависят не только от свойств топлива, но и от состава смеси, начальных значений давления и температуры, условий теплообмена, размеров и материала аппаратов, в которых происходит воспламенение, а также мощности источника зажигания (при принудительном воспламенении). [c.143] Склонность горючих смесей к воспламенению зависит от свойств как горючего, так и окислителя. Смеси горючего и окислителя, обладающие большой реакционной способностью, обеспечивающие быстрое образование активных промежуточных продуктов реакции, воспламеняются с небольшой задержкой. [c.143] Например, методом спектрального анализа [17] установлено, что при жидкофазном контакте между азотной кислотой и аминами одновременно протекают три типа реакций. [c.143] Триэтиламин может вступать в реакцию с N0 и N0 , образуя инициаторы воспламенения — нитрозоамин и нитратэтил. Скорость этих реакций очень мала. [c.144] При образовании соли нитрата триэтиламина выделяется тепла достаточно для того, чтобы началось разложение образовавшихся инициаторов воспламенения и определенное количество НКОз и ( 2H5)зN превратилось в пар. По достижении определенной температуры реагирующие компоненты воспламеняются. [c.144] Ксилидины и нитраты ксилидинов при взаимодействии с N0 и N0 образуют достаточно большое количество инициаторов воспламенения в жидкой фазе в результате реакций нитрования и нитро-зирования. Тепла, выделяющегося при образовании соли нитрата ксилидина, недостаточно, чтобы произошло воспламенение смеси, а образование инициаторов воспламенения дает необходимое развитие реакции до воспламенения. [c.144] Зависимость между периодом задержки самовоспламенения и химическими свойствами топлива не всегда может быть точно определена вследствие того, что трудно учесть влияние гидродинамических факторов на период задержки самовоспламенения в различных условиях испытания. Наиболее сложно эта зависимость проявляется при самовоспламенении распыленных жидких компонентов ракетных топлив. Тем не менее на основании имеющихся экспериментальных данных можно вывести некоторые общие закономерности. [c.144] Следует отметить, что многокомпонентные горючие иногда имеют иную способность к реакции, чем их отдельные составляющие. Например, смесь анилина с циклогекспламином воспламеняется с азотной кислотой лучше, чем каждый из компонентов в отдельности. Добавка небольшого количества анилина к винилбутиловому эфиру увеличивает скорость реакции с азотной кислотой, а добавка олефинов или виниловых эфиров к аминам тормозит реакцию [18]. [c.145] Влияние состава самовоспламеняющихся топлив на длительность задержки воспламенения иллюстрируют данные, приведенные в табл. 28. [c.145] Способность к самовоспламенению можно улучшить за счет присадок к топливу. В качестве присадок, катализирующих процесс окисления, могут быть использованы некоторые неорганические и органические соли металлов с переменной валентностью. Неорганические соли растворяются в окислителе, а органические — в горючем. В том и другом случаях каталитическое действие оказывают катионы металлов. [c.146] В табл. 29 приведены некоторые катализаторы, которые вводятся в окислитель для улучшения воспламенения ракетных топлив, а в табл. 30 показана эффективность действия двух катализаторов. [c.146] Зависимость периода задержки самовоспламенения от числа атомов углерода в молекуле алкановых, алкеновых и циклановых углеводородов представлена па рис. 57. [c.147] Основными факторами, определяюш,ими условия воспламенепия, являются начальные температура и давление, состав смеси, гидродинамические факторы, влияющие па подачу и смешение жидких топлив, а также подвод и отвод тёпла в ходе химических реакций. Период задержки самовоспламенения жидких ракетных топлив включает в себя время развития физических процессов Тф начальной стадии процесса воспламенения и время протекания химических реакций Тх процесса воспламенения. [c.147] С изменением начальной температуры горючей смеси изменяется скорость хпьшческпх реакций. Повышение температуры увеличивает скорость предпламенных реакций окисления и скорость смешивания при воспламенении распыленных жидких топлив, что приводит к снижению температуры воспламенения и сокращению длительности задержки воспламенения. Влияние начальной температуры на период задержки воспламенепия особенно сильно проявляется при низких температурах оно тем сильнее, чем хуже воспламеняемость топлива. При высоких температурах влияние химической природы топлива проявляется в меньшей мере, чем нри низких. В случае воспламенения распыленных жидких топлив при низких температурах большую роль играет Тф, т. е. время, необходимое на физические процессы подготовки топлива к воспламенению. Эта величина зависит от физических свойств топлива. При низких температурах сильно увеличиваются вязкость, поверхностное натяжение, уменьшается давление насыщенных паров и в результате этого уменьшается эффективность смешения. [c.147] Существенное влияние на параметры воспламенения оказывает давление. Выполнено большое количество экспериментальных исследований для изучения влияния низких начальных давлений окружающей среды на период задержки самовоспламенения. Установлено, что у самовоспламеняющихся топлив наблюдается значительное увеличение задержки воспламенения с уменьшением давления, а при очень малых давлениях топлива не воспламеняются. [c.147] Такая же картина наблюдается при самовоспламенении капель горючего в воздухе (рис. 58). Изменение давления сильнее влияет на Тф и меньше на Тх. Понижение давления ухудшает условия протекания химических реакций как в жидкой, так и в паровой фазах. [c.147] СОВ окисления, вызывая повышение температуры воспламенения газообразных горючих смесей. [c.148] С изменением состава горючей смеси значительно изменяются условия воспламенения, и прежде всего химическая активность и физические свойства горючей смеси. Наиболее оптимальные условия воспламенения создаются в несколько обогащенных смесях. Обогащение и обеднение смеси относительно оптимального состава увеличивает период задержки воспламенения. Особенно сильно изменяется период задержки воспламенения вблизи пределов воспламенения. [c.148] Вернуться к основной статье