ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Температура самовоспламенения из "Горение и свойства горючих веществ" Таким образом, условием перехода реагирующей системы к самовоспламенению является касание линий тепловыделения и теплоотвода, когда тепловыделение и теплоотвод равны ( 1 = 2). Температура этого теплового равновесия является температурой самовоспламенения. [c.51] Семенов первым показал, что в химических системах, в которых возможна разветвленная цепная реакция, самоускорение реакции, приводящее к самовоспламенению, может произойти при постоянной температуре. Такое самовоспламенение было названо цепным. Условием цепного самовоспламенения является превышение в системах числа разветвляющихся цепей над числом обрывающихся цепей. [c.51] Чисто цепное самовоспламененпё довольно редкое явление, так как оно протекает при таких низких давлениях и температурах, при которых немногие горючие вещества самовоспламеняются. Например, цепное самовоспламенение смеси водорода с кислородом при 485 °С происходит в интервале давлений от 5,8 до 8,2 мм рт. ст. [c.51] В процессе неразветвляющейся цепной реакции, как правило, не развивается большая скорость химического превращения, и процесс обычно не завершается самовоспламенением. Тот общеизвестный факт, что фотохимическая реакция хлора с водородом все же оканчивается взрывом (самовоспламенением), объясняется тем, что при достаточно большой скорости цепной реакции тепловыделение превышает теплоотвод, в результате чего смесь сильно нагревается и возникают условия, необходимые для теплового самовоспламенения. [c.51] При определении температуры самовоспламенения невозможно измерить период индукции, поэтому за период индукции принимают время с момента нагрева вещества до появления пламени. [c.52] Период индукции у твердых веществ отличается от периода индукции у газовых и пылевых смесей. Если период индукции для газовых смесей составляет десятки и сотни секунд, то период индукции для твердых горючих веществ может составлять часы, дни и месяцы. При температуре самовоспламенения вещества горение еще не возникает. Оно возникает и развивается при температуре горения (пламени), значительно превышающей температуру самовоспламенения. Например, температура самовоспламенения бензина 260°С, а его пламени 1200—1300 °С. Скачок в подъеме температуры с 260 до 1200 °С — результат самонагревания смеси паров бензина с воздухом. [c.53] Температура самовоспламенения горючего вещества не является постоянной величиной. Согласно тепловой теории самовоспламенения, эта температура зависит от скорости тепловыделения и скорости теплоотвода, которые в свою очередь зависят от объема горючего вещества, его концентрации, давления и других факторов. [c.53] Температура самовоспламенения при увеличении объема снижается до тех пор, пока объем не достигнет некоторого значения (форма сосуда не изменяется) при дальнейшем увеличении объема температура самовоспламенения остается постоянной. Так, эксперимент показывает, что при объеме выше 12 л температура самовоспламенения горючей смеси изменяется незначительно. Объясняется это тем, что в больших объемах горючая смесь самовоспламеняется не во всем объеме одновременно, а в части его, где создались наиболее оптимальные условия. Поэтому в малом объеме горючего вещества изменение теплоотвода через наружные поверхности влияет на изменение температуры самовоспламенения, а Б большом объеме — нет. [c.54] Повышение температуры самовоспламенения горючего вещества при уменьшении объема также не бесконечно. При очень малом объеме удельная поверхность теплоотвода становится такой большой, что скорость выделения тепла за счет окисления горючей смеси даже при очень высоких температурах не может превысить скорость теплоотвода, и самовоспламенение не происходит. На этом принципе сконструированы и работают многие устройства, предназначенные для предотвращения распространения горения по газовым смесям (огне-преградители). [c.54] Простейшим огнепреградителем является защитная сетка, которая, будучи помещена в горючую газовую смесь, разбивает ее на мелкие объемы. При этом самовоспламенение произойти не может. Защитную сетку применяют в шахтерских лампах, а также в трубопроводах небольшого диаметра, по которым транспортируется смесь воздуха с парами нефтепродуктов. Защитную сетку нельзя применять для смесей воздуха с водородом, ацетиленом, парами сероуглерода, спиртами, эфирами и т. д., имеющих либо низкую температуру самовоспламенения, либо высокую теплоту сгорания. При этих условиях горящая смесь при прохолсдении через защитную сетку не охлаждается ниже температуры самовоспламенения и продолжает гореть за сеткой. [c.54] Большую удельную поверхность теплоотвода можно получить не только в результате уменьшения объема сосуда, но и приданием ему соответствующей формы. На рис. 12 изображены сосуды разной формы, которые вмещают одинаковые количества горючей смеси. В первом сосуде (куб) при нагреве смеси происходит самовоспламенение, во втором, представляющем тонкую щель,— нет. Объясняется это тем, что второй сосуд имеет в несколько раз большую поверхность теплоотвода, чем первый. [c.55] Температура самовоспламенения смесей горючих паров и газов с воздухом изменяется в зависимости от их состава. Самая низкая температура самовоспламенения у стехиометрической смеси или смеси, близкой к ней. На рис. 14 приведен график зависимости температуры самовоспламенения смеси окиси углерода с воздухом от ее состава. Из графика видно, что наименьшая температура самовоспла.мепения у стехиометрической смеси (29,5 объемн. %) и близких к ней по составу. [c.55] Температура самовоспламенения горючей смеси уменьшается при повышении давления в связи с увеличением при этом скорости реакции. [c.56] Температура самовоспламенения твердых веществ зависит от степени их измельчения. Чем больще измельчено твердое вещество, тем ниже температура его самовоспламенения. [c.57] Температуру самовоспламенения твердых материалов определяют в термостате, где образец материала можно выдерживать при заданной температуре длительное время. За температуру самовоспламенения принимается минимальная температура термостата, при которой наблюдается резкое повышение температуры материала, заканчивающееся тлением или горением. [c.58] Пример Определить температуру самовоспламенения и время нагрева кипы сена размером 0,8 х 0,8 х 0,8 м. [c.58] Вернуться к основной статье