Пламък, горивни продукти - studopediya
Пространството, в което огънят се развива, условно, но е разделен на три зони: експозиция топлината от изгарянето и дим.
горивната зона - на пространството, в което про-Tek процесите на термично разлагане или изпаряване на запалими течности и материали (твърди вещества, течности, газове, пари) в обема на пламъка на дифузия и пламъка.
В зоната на термично влияние зона в непосредствена близост до планината нето. В тази зона, процесите на топлообмен между повърхността на потока и материалът пламък горим в Е.
Зона дим - част пространство граничи-проводящ в зоната на горене, в които хората не могат да останат без защита на дихателните пътища и в която затрудни бойни действия подразделения (виж Фигура 1.1 ..).
Фиг. 1.1. Зона на пожар: и - зона на горене; б - зоната на термично влияние; в - зоната на дим;
Пространството в които изгарят пари и газове, наречени пламък или горелка. А внимателно разглеждане на пламъка е възможно да се разграничат три зони (фиг. 1.2). В долната част 3 има смесване на газове с въздух. Ако бързо направи тази част от мача на пламъка главата и го задръжте за известно време, а след това търсим светва веднага. Следователно, в тази част на температура пламък ниско от. Ако долната част на пламъка, за да направят стъклена тръба и отвор по-близо до осветената мача, тогава има пламък. Това доказва, че в долната част на пламъка-то са неизгорели газове. Средната част на пламъка 2yavlyaetsya ярките, като тук под влиянието на сравнително висока температура, разлагане на съдържащи въглерод продукти и частиците на въглищата се нагряват и излъчват силна светлина. В външната част на пламъка е про-пълно изгаряне газове да образуват въглероден оксид (IV) вода СО2 и Н2 О. След това пламък Следствие на тази част nonluminous. Описването на пламъка, той трябва да се подчертае, че много аспекти от нея и до днес остават недобре разбрани и ясно разбиране на някои от тях са доста противоречиви. Най-близо до пламъка действителната устен Феноменологичните аспекти се стига до заключението, че реакцията на въглеводород пламък започва много преди светлия зона при сравнително ниски температури.
Фиг. 1.2. структура пламък
Flames могат да бъдат кинетични или дифузия. В зависимост от това дали се образува осветената премикс газ или пара с въздух или смес от такива в пламъка по време на горене. В условия на горене не горими материали: газ, течност, твърдо - изгаряне на дифузия пламък.
Според поток характер разграничи ламинарен и турбулентен дифузия пламък. Когато огънят е най-общо се формира бурен пламък, но това е недостатъчно проучени, така обяснение на феномена използва позицията теорията за ламинарен пламък.
Ние считаме, че структурата на дифузия ламинарен пламък течност изгаряне на в съда с малък диаметър, както и газовете и твърдите вещества ако скорост движение газ съответства на ламинарен режим (вж. Фиг. 1.3).
Фиг. 1.3. Схема ламинарен дифузия пламък: А - площ на запалими изпарения; б - зоната на горене; в - околната среда (въздух)
Пламък включва зона горене и зоната на пара. горивната зона на пламъка на дифузия е много тънък слой, в който настъпва реакцията на горене. Превръщането на съединения и възстановяване на топлина в този слой предизвиква възникване на молекулна дифузия в съседни слоеве от въздух и гориво. Причината на молекулна дифузия разлика от частични налягания от газове и температури, участващи в изгарянето. Създадена в зоната на горене като продуктите се разпространяват във въздуха, и горими изпарения. Малкият размер на продуктите от горенето на пламъка са в целия обем на зоната за пара и голям пламък, но в слоя в непосредствена близост до зоната на горене. Концентрацията на кислород в зоната на горене е равно на нула, тъй като е напълно реагирал. Следователно, кислород не може да дифундира в зоната на пара и изгаряне на линия.
Липсата на излишък на кислород в зоната на горене причинява дифузия на въздуха в нея от околната среда, които, чрез дифузия през слой на продуктите от горенето, губи някои от кислород и азот. Въвеждане на горивната зона реагира с кислорода дифузия в него с гориво и азот се разпръсква в зоната на парите на формацията. Следователно, съставът на горивния смес фронта на горене подходи стехиометрично. Температурата на пламък варира в зависимост от височината на зоната на горене. Това се обяснява с промяната в състава на стехиометрично смес в зоната на горене и консумация на топлина за нагряване на входящия въздух в него. Дъното на пламъка, където образува стехиометрично смес се характеризира с най-високата топлина на изгаряне, температурата на горене не е максимум, тъй като значително количество топлинна енергия за отопление на студен въздух. В средата на топлината на сместа от горивен пламък е по-малък, отколкото в по-ниска, поради разпространението на горивните продукти в него. Въпреки това, въвеждане на горивната зона нагрят въздух компенсира загубата на топлина и температура горене в тази част на пламъка е максимална. В горната част на дифузия пламъка на взривно смес с по-ниска Повече топлина на изгаряне и нагретият въздух навлиза да образуват стехиометрично смес не може да компенсира за загубите на топлина, затова температурата на горене е ниска тук.
пламък цвят зависи от термичната дисоциация на парата около зоната на нагряване. въглеродни атоми, навлиза в горивната зона, са развълнувани, и е в свободно състояние за известно време, светят. Ако вместо въглероден въвежда в пламъка на медна сол, след това ще се зелени или сини, ако пламъкът получава стронциева сол, след това ще се превърне в червено. По този начин, на цвета на пламък и формата, в някои случаи, сажди може да направи заключение за характера на горящите вещества и да изберете правилния гасителен агент.
Чрез външния им вид се различава бурен пламък от ламинарен, че не е така ясна и постоянна форма на позицията на фронта на горене. бурен температура на пламъка е винаги по-висока от ламинарен.
Забележителна функция на пламъка е способността му да спонтанно се придвижват в студена горими смес. Това свойство се характеризира нормална скорост разпространение на пламъка (ООН), който е единственият параметър на процеса на горене, с химико-физични константи собственост за определен горивен смес. РЕЗЮМЕ Un е показано схематично на фиг. 1.4:
Фиг. 1.4. Схема разпространение на пламъка в хомогенна смес газ е: 1 - стъклена тръба, 2 - пламък пред 3 - посоката на разпространение на пламъка
Тръбата получава хомогенна смес гориво. Ако си един отворен край (в този случай, в ляво) и запалване на сместа при отворения край, има пламък пред движи към прясна смес от нормално към фронта на горене. Горещи продукти на горенето ще кървят в околната среда, и по този начин безпокойството, няма да бъдат предоставяни фронтът на пламъка. Ако затворите втория край на тръбата, която събира в ляво на фронтът на горене на продуктите от горенето, отопляеми към висока температурата на горене ще държат фронта на горене, което води до увеличаване на скоростта му. Тази скорост, наречена очевидната скорост на пламъка. Уб и определена от израза:
където: Ub - видима скорост пламък, м / сек;
Un - нормално разпространение на пламъка скорост, м / сек;
# 949; - разширяване на продуктите на горенето;
ч - броя молове на продуктите от горенето, свързани с броя молове на първоначалната смес (за въглеводородни запалими вещества в близост до единство);
Tr - температурата на горене, К;
T0 - начална температура, К.
За въглероден Un запалими смеси от 0,30-0,45 м / сек. В зависимост от скоростта на горивен пламък размножаване може да бъде дефлаграция (Ub до 10 м / сек) и детонация (Ub от около 10 3 m / сек). Изгаряне на скоростта на пламъка между предизвикани от експлозия или детонация на взривно повикването. Когато Ub скорост от 60 м / сек преди фронтът на пламъка, образуван от взрив (шок) вълна. което представлява рязка промяна в налягането на среда в непосредствена близост до предната част, посадъчен при скорост близо до скоростта на звука. Налягане взрив вълна в предната характеризира нейната разрушителна сила, но повече подробности по този въпрос ще бъде обсъден в следните теми.
При изгаряне на вещества и материали са винаги образуват горими продукти са газообразни, течни и твърди вещества, получени в резултат на горивото с съединение окислител (атмосферен кислород) в процеса на горене. Съставът на продуктите от горенето зависи от състава на горящите материал и горивни условия. В случай на пожар повечето от изгаряне на органични вещества (дърво, плат, бензин, керосин и други гуми.), Състоящ се предимно от въглерод, водород, кислород и азот. В тяхната горивен въздух в достатъчно количество и при висока температура горивни пълни продукти на горенето се образуват: СО2. Н 2О, N2. По време на горене в недостатъчно количество въздух при ниска температура или присъединителни продукти на горенето произвежда непълни горивни продукти: CO, C (сажди). продуктите на горенето могат да бъдат сухи или мокри. Когато по време на пожар изгаряне неорганични вещества като сяра, фосфор, натрий, калий, алуминий, титан, магнезий и други продукти на горенето в повечето случаи твърди вещества: Na2 O2. СаО, MgO, Р 2О 5. Те се формират в дисперсно състояние, така че отделете във въздуха под формата на гъст пушек. Продуктите на горене от алуминий, титан и други метали в процеса на горене в стопено състояние.
Дим е система дисперсната, състояща се от малки твърди частици, суспендирани в сместа от продуктите на горенето с въздуха. Диаметърът на димни частици в огъня варира от 0,01 до 1 микрон. В състава на дим, генерирани по време на горенето на органични вещества, различни от продуктите от пълното изгаряне, съдържаща thermooxidative разпадни продукти на горивата. Те се образуват при нагряване още изгаряне на горими вещества, присъстващи във въздух или дим, съдържащ кислород. Това обикновено се случва преди факел пламък или в горната част на помещенията, в които отопляемите продуктите на горене са.
Димът, получена по време на пожари, е от голяма опасност-ност, поради следните причини: висока температура; токсичност на някои горивни продукти и thermooxidative разграждане в състава, например, HSN, CO, НС1, NO, NO2. СО2 и др.; непрозрачността на дима намалява видимостта и възпрепятства действието в случай на пожар; възможност за образуване на продукти на разлагане и непълното изгаряне, са членове на voopasnyh смеси дим експлозия с въздух.
По този начин, рискът от дим се определя, както е раз-ultradisperse фаза, и компоненти, включени в дисперсионна среда. Така, димът идва директно от зоната на REA-ЛИЗАЦИЯ може да има температура от 1000 0 ° С и критична температура среда, в която човек за дълго време може да остане, температурата е 60 0 С
Има няколко начина да се справят с пушека, което намалява неговата стабилност. Те включват използването на пулверизира водна струя, което намалява температурата на дим, увеличаване на влажност, неутрализацията на заредени частици и тяхното спичане isnizhenie агрегат и кинетичната стабилност на системата дисперсната (димни частици загрубяват и уреждане). Освен това, за контрол на дим може да бъде осъществено чрез механично да се маха от задимени помещения чрез кухненски или създаване на естествена конвекция потоци, например, чрез димни люкове.
Състав продукти thermooxidative разграждане зависи от естеството на горими вещества и температурни условия за контакт с окислителя. Когато топлинна окислително разлагане на горими вещества, чиито молекули съдържат хидроксилни групи, водата винаги се образува. Ако съставът на горими вещества включват въглерод, водород, кислород, продуктите на разлагане са въглеводороди, алкохоли, алдехиди, кетони и органични киселини. Когато съставът на горими вещества, различни от показаните елементи ще включва хлор, азот, димът ще хлорид и водороден цианид, азотни окиси и други съединения. Така, в цианид на дим водород, съдържаща се в горивната найлон; по време на горенето линолеум "Relin" - сероводород, серен диоксид; по време на горенето на органичен стъкло - азотни оксиди. Продуктите на непълно горене и деградация termookislitelnogo в повечето случаи са токсични вещества, така че хората, които са в тези помещения, отравяне, получени в рамките на достатъчно кратко време.