необходимите условия за горене

Известно е, че е необходимо наличието на възникване на горене:
1. горивни материали
2. окислител
3. Източник на запалване (енергия на импулса)
Тези три компонента често се наричат ​​пожарната триъгълника. Ако се премахне един от тях, а след това на горенето не може да се случи. Това е важно свойство на триъгълник се използва в практиката за предотвратяване и прекратяване на пожари.

Air и горими вещества представлява система, която позволява изгаряне и температурни условия предизвика възможността за самозапалване и горивна система.

Най-високата скорост на горене се получава чрез изгаряне в чист кислород вещество, най-малката (прекратяване горене) - при 14-15% съдържание на кислород.

вещества горене може да се дължи на кислород в състава на други вещества, които могат лесно да го дава. Такива вещества се наричат ​​оксиданти. Тук са най-добре известни окислители.

· Хлорат сол (KClO3).

· Калиев нитрат (KNO3).

· Натриев нитрат (NaNO3).

Окислителят състав съдържа кислород, който може да бъде възстановена чрез разлагане соли, например:

Разлагането на оксиданти за отопление, а някои от тях дори под влияние на силно въздействие.

2. Горивните продукти. Пълна и непълното изгаряне. Екологични аспекти на процеса на горене.

По време на горенето, образувани продуктите на горенето. Състав usshvisit на горящи вещества и условия горене. Горивните продукти, с изключение на въглероден оксид, не е в състояние да изгори.

Дим, образуван от изгаряне на органични вещества, съдържа частици и газообразни продукти (въглероден двуокис, въглероден окис, азотни, серен диоксид и други). В зависимост от вещества състав мостови и условията горивни получени различно съдържание на дим. Парите, получени при изгарянето на различни вещества се различават не само по състав, но цвят и мирис. Чрез цвят дим могат да бъдат определени, които вещество свети, дим въпреки че цветът варира в зависимост от състоянието на триене. При изгаряне на дърво дим има сиво черно удар; хартия, сено, слама - белезникаво-жълто; тъкан и пляскат-канал кафяв; петролни продукти - черен, и т.н. ...

Продуктите на горене - газообразно, течно или твърдо вещества, образувани в процеса на горене. Съставът на продуктите на горенето зависи от състава на изгаряне на материала и неговите условия горене. Органични и неорганични горива са съставени предимно от въглерод, кислород, водород, сяра, фосфор и азот. От тях, въглерод, водород, сяра и фосфор могат да окисляват при температурата на горене и да се образуват продукти на горенето: СО, СО2. SO2. Р 2О 5. Азот при температурата на горене не се окислява и се освобождава в свободно състояние и кислородът се консумира за окисление на горивни елементи вещество. Всички тези продукти на горенето (с изключение на въглероден монооксид CO) изгаряне впоследствие вече не способен. Те се формират от пълното изгаряне, че е по време на горенето, което се случва, когато достъп до достатъчно количество въздух и при високи температури.

Въглероден диоксид или въглероден диоксид (СО2) - продуктът от пълното изгаряне на въглерода. Не се долавя мирис и цвят. Изгаряне на магнезий, например, се случва, в атмосфера на въглероден диоксид в съответствие с уравнението:

Когато концентрацията на въглероден диоксид във въздуха надвишава 3-4.5% от намирането на вътрешен и вдишване на газ в продължение на половин опасно за живота.

Въглероден монооксид или въглероден монооксид (СО) - продукт на непълното изгаряне на въглерода. Този газ няма мирис и цвят, затова особено опасно.

Серен диоксид (SO2) - продукт на горенето на сяра и серни съединения. Безцветен газ с характерна остра миризма.

При изгаряне на дим от много вещества, различни от посочените по-горе продукти на изгарянето, освободени дим - дисперсната система, състояща се от минута твърди частици в суспензия във всеки газ.

Когато непълното изгаряне на органични вещества в ниски температурни условия и липса на въздух образува по-разнообразни продукти - въглероден окис, алкохоли, кетони, алдехиди, киселини и други сложни химически съединения. Те се получават чрез частично окисление на двете горивото и продуктите от неговото суха дестилация (пиролиза). Тези продукти се образуват каустик и отровен дим. Също така, непълни горивни продукти самите са в състояние да изгори и образува експлозивни смеси с въздуха. Тези взривове са в гасене на пожари в мазета, сушилни и закрито с изобилие от запалими материали. Помислете накратко основните свойства на продуктите на горенето.

Екологични аспекти на процеса на горене. Използването на природен газ за намаляване на атмосферното замърсяване серни оксиди, прахови частици и въглероден окис, но в атмосфера подава големи количества азотни окиси, въглероден окис и канцерогени (3,4-бензо (а) Perrin). Правилната организация на горене, изборът на рационални методи за изгаряне свежда до минимум образуването на вредни вещества и отделянето им във въздуха. Използването на природен газ дава възможност да се бори не само пасивно, но активно за чист въздух: Използването на растения за последващо изгаряне, използването на отпадъчни газове за хранене в газова горелка вместо съответното количество въздух.

Екологични проблеми на горене. Задача - да не се вреди при изгарянето на горива. Негативните тенденции:

-Техногенна топлина съизмеримо с компонентите на топлинния баланс на атмосферата;

- Акустичен шум бурните пламъци, когато въздухоплавателни средства в експлоатация и ракетни двигатели - замърсители на околната среда.

- Емисиите на вредни продукти горене - азотни оксиди, метални оксиди, въглероден оксид (висока Tg), серни оксиди, канцерогенни вещества - продукти на непълно разлагане на органични горива, сажди, въглероден диоксид (ниска Tg) - причината: промени в оптичните свойства на атмосферата и намаляване потока на слънчевата радиация, поява на киселинен дъжд, повишаване на "парниковия ефект", разрушаването на озоновия слой, отрицателното въздействие върху флората и фауната, сгради и съоръжения. Общият резултат. глобалното затопляне, климатичните бедствия (циклони, бури, торнадо, цунами, наводнения, суши, лавини, кални реки) ..

3. уравнения вещества изгаряне на кислород и въздух, методът за тяхното получаване. Термодинамика на горивни процеси. Термични ефекти на реакциите на изгаряне.

Общата реакция уравнение изгарянето на всеки въглеводород
Cm Нп + (m + п / 4) O2 = MCO2 + (N / 2) Н 2О + Q (8.1)
където m, п - брой от въглеродни и водородни атоми в молекулата; Q - топлина на реакцията или топлина на изгаряне.

Топлинният ефект (топлина на изгаряне) Q - количеството на топлината, генерирана от цялото горене Kmol 1, 1 кг или 1 м3 газ при нормални физически условия. Разграничаване висока Q B Q Н и долна топлинна стойност: висока калоричност включва топлина в процеса на горене на кондензацията на водна пара (в действителност изгаряне на газ, водна пара не се кондензира и се отделя заедно с други продукти на горенето). Обикновено технически изчисления обикновено проведени при по-ниска топлина на изгаряне, изключват водна пара кондензационна топлина (около 2400 кДж / кг).
Ефективност, изчислена на долната топлина на изгаряне, официално по-горе, но топлината от кондензация на водната пара е достатъчно висока и използването на повече от подходящо. Потвърждение на това - активно използване на нагряване, контакт топлообменници, голямо разнообразие от конструкции.
Към смес на горими газове високата (и най-ниска) топлина на горивните газове се определя от съотношението
Q = r1 Q1 + Q2 R2 +. + Rn Qn (8.2)
където R1. R2. ..., RN - обемен (молно, маса) част от компонентите на сместа; Q1. Q2. ..., Qn - топлина на компоненти горене.
Процесът протича горене е много по-сложно, отколкото с формула (8.1) като разклонение вериги, заедно с тяхното счупване се дължи на образуването на стабилни междинни съединения, които при висока температура се подлагат на последваща трансформация. При задоволителни концентрации на кислород се образуват крайни продукти: водна пара Н 2О и въглероден диоксид СО2. С недостига на окислител, и при охлаждане на реакционната зона, междинното съединение може да бъде стабилизиран и влиза околната среда.
Висока температура изгаряне на въглеводороди е много сложна и е свързана с образуването на активните частици под формата на атоми и радикали, както и междинните молекулни съединения. Като пример са дадени най-простият реакцията въглеводород горене - метан:

Първоначалният състав на горивния смес характеризиращ мол или масовите части на компоненти и първоначалното налягане и температура. Ако съставът на сместа се избира така, че с горене и гориво и окислител напълно превърнати в реакционните продукти, като смес се нарича стехиометрично. Смесване с излишното гориво, наречено богат. и недостатък гориво - лошо. Степента на смес отклонение от стехиометричен състав се характеризира с коефициент на излишък от гориво (Engl equivalenceratio.) [35]:

и където YF YO - масовите части на съответно гориво и окислител, и (YF / YO) ст - тяхното стехиометрично съотношение в сместа. В руската литература също използва коефициент на излишък от окислител (или въздух), на обратен съотношението на излишното гориво.

адиабатни температура горене CH4 смеси с въздух в зависимост от съотношението на излишното гориво. Р = 1 бар, Т0 = 298,15 К.

Ако горене възниква адиабатно при постоянен обем, спестените общо вътрешната енергия на системата, ако постоянно налягане - енталпията на системата. На практика, адиабатни условия на горенето са реализирани приблизително в свободно посадъчен пламък (без топлинно излъчване), а в други случаи, когато загубите на топлина от реакционната зона може да бъде пренебрегната, например, в горивните камери на висока мощност газови турбини или ракетни двигатели.

адиабатно Температурата на горене - Тази температура продукт намерите на пълни химични реакции и установяване на термодинамично равновесие. За термодинамична изчисление използва таблици термодинамични функции [36] Всички компоненти на изходния смес и продукти. Методи за възможни химични термодинамиката за изчисляване на състава на продуктите, крайното налягане и температура, при дадени условия на горене. Наличните в момента много програми, които могат да изпълняват тези изчисления [37] [38].

Калоричност - количеството топлина, освободен от пълното изгаряне на изходните компоненти, т.е. до СО2 и Н2 О на въглеводородни горива. На практика тази част от освободената енергия се изразходва за продуктите на дисоциация, така адиабатно температура на горене, без оглед на дисоциация е значително по-висока от тази, наблюдавана в практиката [39].

Термодинамичните изчисления за определяне на състава на равновесие и температурата на продукта, но не дава никаква информация за скоростта, с която системата е в близост до равновесие. Пълното описание горене изисква познаване на механизма и кинетиката на реакциите и условията на топлина и маса с околната среда.

4. Видове пламък и горят процент. Горене Теоретично: термично, верига, дифузия.

Като цяло, скоростта на горене зависи от скоростта на смесване на изходните компоненти в зоната на нагряване и реакционната зона (хетерогенни системи), от скоростта на химични реакции между компонентите на скоростта на пренос на топлина и активните частици от реакционната зона към първоначалната система. Нормална скорост горене (и по-специално формата на фронта на горене), зависи от условията на потока, и прясно смес от продуктите на горенето (особено в двигатели с вътрешно горене).

Поради това, на теория горене считаме няколко основни типа пламъци. Те се различават по своята научна и практическа значимост и степен на контрол. Вари параметри на най-голям интерес за този тип пламък. Значително по-различен подход към теоретичното разглеждане всеки тип пламък. Някои съществуват различия в експериментални методи.

Посочваме най-важните за теорията на видове горене с пламък:

1) ламинарен пламък в хомогенна смес газ. Същият тип включва пламъка при изгарянето на летливи експлозиви;

2) дифузия пламък ламинарен време на изгаряне на газ реактивно гориво в окислителна атмосфера. Този тип граничи пламък в дифузия изгаряне на течно гориво излива в цилиндричен съд, и m P..;

3) пламък при изгарянето на капчиците на течни горива или частици от твърдо гориво в окислителна атмосфера;

4) турбулентни пламъци в хомогенна или не смес предварително смесен газ;

5) пламъка по време на изгаряне на летливите експлозиви, пропеланти и подобни. Г., В случаите, когато важна роля играе реакцията в кондензираната фаза.

Кратък преглед на някои от характеристиките на основните видове пламъци до такава степен, че е полезно за разбиране на законите на горене на сбити смеси.

Предварително трябва да остане в скоростта на горене. В пластинковите смеси горивен газ и хомогенни кондензирани системи от голямо основно значение е концепцията за нормална скорост на горене (Ur). Чрез opredeleyiyu, Un е равна на скоростта на движение на пламък по отношение на прясно смес в посока, перпендикулярна на повърхността на пламъка в даден момент. Размерът на SI Un - м / сек, обаче, скоростта на горене на това устройство, докато се използва рядко и само за газови системи. Обикновено Un стойност за газови системи са изразени в см / сек и кондензирани системи в мм / сек (скоростта на горене ако изрично кондензирани системи в м / сек, в обичайните налягания са получени е много малки дробни числа).

За хомогенни курс горене сгъстено цилиндрични такси често се измерва от края на изгаряне, фронта на горене се приема плосък (опит показва, че в повечето случаи при наличието на подходяща обвивка, това предположение е валидно и изкривяване се наблюдава само в краищата на таксата). В допълнение към твърдите вещества (и достатъчно вискозни течности) оригинални (твърди или течни) вещество неподвижно по време на горене. Ето защо, в този случай скоростта на нормалното горене точно равна на видимата скорост на пламъка (в лабораторията координатна система) и е постоянно в различни точки на обвинението.