ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Температура и давление при горении газовых смеГорение жидкостей из "Горение и свойства горючих веществ" Исследование процесса горения горючих смесей советскими и зарубежными учеными дало возможность теоретически обосновать многие явления, сопровождающие процесс горения, в том числе и скорость распространения пламени. Изучение скорости распространения пламени в газовых смесях позволяет определять безопасные скорости газо-воздушных потоков в трубопроводах вентиляционных, рекуперационных, аспирацион-ных и других установок, где транспортируются газо-и пыле-воздушные смеси. [c.95] В 1889 г. русским ученым В. А. Михельсоном в диссертации О нормальной скорости воспламенения гремучих газовых смесей были даны отчетливые физические представления о двух предельных случаях распространения пламени при нормальном или медленном горении и детонации. [c.95] Дальнейшее развитие теория нормального распространения пламени и детонации получила в работах советских ученых Н, Н. Семенова, К. И. Щелкина, Д. А. Франк-Каменецкого, Л. Н. Хитрина, А. С. Соколика, В. И. Скобелкина и др., а также зарубежных ученых Б. Льюиса, Г. Эльбе и др. В результате была создана теория воспламенения взрывоопасных смесей. Однако попытки истолкования явлений распространения пламени как диффузии активных центров или объяснение пределов распространения пламени условиями обрыва цепей недостаточно убедительны. [c.95] ВтДгЕг, перемещаясь к стенке трубы М. Распространяющийся по взрывоопасной смеси фронт пламени представляет собой тонкую зону, отделяющую холодную непрореагировавшую смесь в ее исходном состоянии от продуктов горения. Ширина этой зоны, по вычислениям Зельдовича, равна 10 —см. Хотя зона пламени имеет незначительную ширину, в нем успевает протекать реакция горения из-за высокой температуры. Температура фронта пламени в зависимости от состава смеси колеблется от 1000 до 2800 °С. [c.96] ТГапроцесс развития 1 следующих стадий горения оказывает влияние длина трубы. Удлинение трубы приводит к появлению вибраций с образованием ячеистой структуры пламени, ударной и детонационных волн. [c.97] Предварительный подогрев смеси увеличивает скорость распространения пламени Установлено, ч о скорость распространения пламени пропорциональна квадрату начальной температуры смеси. [c.98] Следовательно, чтобы прекратить распространение пламени в горючей смеси, необходимо тем или иным способом понизить температуру смеси, охлаждая сосуд (в нашем примере трубу) извне или разбавляя смесь холодным инертным газом. [c.99] По мере ускорения пламени растет и амплитуда ударной волны, температура сжатия достигает температуры самовоспламенения смеси. [c.100] Увеличение общего количества сгорающего в единицу времени газа объясняется тем, что б струе с переменной по сечению скоростью фронг пламени изгибается в результате увеличивается его поверхность и пропорционально увеличивается количество сгорающего вещества. [c.100] Одним из путей уменьшения скорости горения горючих смесей является действие на пламя инертных газов, но вследствие их малой эффективности в настоящее время применяют химическое ингибирование горения путем добавления к смеси галогенированных углеводородов. [c.100] Горючие газовые смеси имеют две теоретические температуры горения — при постоянном объеме и при постоянном давлении, причем первая всегда выше второй. [c.100] Методика вычисления калориметрической температуры горения при постоянном давлении рассмотрена в гл. 1. Рассмотрим методику вычисления теоретической температуры горения газовых смесей при постоянном объеме, что соответствует взрыву в замкнутом сосуде. В основу расчета теоретической температуры горения при постоянном объеме положены те же условия, которые указаны в 5. [c.100] Значение величины Рвн. эн. см. можно найти по таблицам (приложение 2). Температуру взрыва газовых смесей при постоянном объеме вычисляют по тому же методу, что и температуру горения смеси при постоянном давлении. [c.101] Пример. Вычислить теоретическую температуру взрыва смеси водорода с воздухом. Температура смеси 27 С. [c.101] Исходя из величины внутренней энергии 21,8 ккал/моль продукта взрыва ориентировочно по приложению 2 устанавливаем, что температура взрыва не может быть ниже 2600 °К, если судить по Н2О, и выше 3200 °К — по N . [c.101] Внутренняя энергия продуктов взрыва при 3000 °К составляет 121,38 ккал, что меньше полной энергии 125,6 ккал. Следовательно, температура взрыва будет выше 3000 °К. [c.102] Калориметрическая температура взрыва вычислена без учета диссоциации продуктов горения. С учетом диссоциации теоретическая температура взрыва несколько ниже. [c.102] По температуре взрыва определяют давление взрыва. Давление при взрыве газо-воздушной смеси в закрытом объеме зависит от температуры взрыва и отношения числа молекул продуктов горения к числу молекул во взрывчатой смеси. При взрыве газо-воздушных смесей давление обычно не превышает 10 атм, если первоначальное давление смеси было нормальным. Замена воздуха в взрывчатой смеси кислородом резко увеличивает давление взрыва, поскольку увеличивается температура горения. [c.102] При взрыве даже стехиометрической газо-воздушной смеси значительное количество тепла затрачивается на нагревание азота, находящегося в смеси, поэтому температура взрыва таких смесей намного ниже температуры взрыва смесей с кислородом. Так, давление взрыва сте-хиометрических смесей метана, этилена, ацетона и метилового эфира с кислородом составляет 15—19 атм, а сте-хиометрических смесей их с воздухом —10 атм. [c.102] Вернуться к основной статье