Mecanism de deflagrare a propagării flăcării.
Viteza propagării flăcării este una dintre cele mai importante caracteristici ale pericolului de incendiu și explozie a substanțelor și materialelor.
Explozia este rezultatul proceselor fizice sau chimice rapide, însoțite de trecerea energiei interne a sistemului în lucrarea de extindere a produselor exploziei.
În funcție de mecanismul proceselor care apar în acest proces, se disting o explozie fizică și chimică.
Explozia fizică se desfășoară fără transformări chimice și se supune legilor fizice, în principiu, gaz-dinamice. Exploziile fizice includ explozii de cazane cu vapori și vase cu presiune internă ridicată.
O explozie chimică este rezultatul reacțiilor chimice rapide.
Cu toate acestea, în cazul incendiilor reale, arderea în faza gazoasă este cel mai important tip de ardere, deoarece În ceea ce privește nu numai arderea gazelor combustibile și arderea solidelor și lichidelor combustibile, care se evaporă sau se descompun, înainte de a direcționa intrarea în reacția de oxidare pentru a forma produși de combustie gazoși, luați în considerare mai propagarea flăcării în fază gazoasă termic.
Raspandirea mediu combustibile cu flacără, în care zona de reacție de ardere se mișcă mecanismul datorită încălzirii conducta de căldură stratificat se numește o ardere normală sau deflagrație. Mecanismul de ardere a deflagrației a fost studiat de VA Mikhelson, unul dintre fondatorii teoriei arderii.
Deflagrația poate fi considerată ca un regim tranzitoriu de la ardere la explozie.
Răspândirea unei flăcări poate să apară nu numai prin mecanismul deflagrației. În anumite condiții, deflagrația poate intra într-o explozie.
În prezența factorilor perturbatori (de exemplu, forțată deplasarea medie combustibil datorită gravitației și frecare) se va indoi forma flacarii, valoarea suprafeței frontului flăcării va crește brusc, rezultând într-o creștere bruscă a ratei totale de ardere. Curbura suprafeței flacării este o consecință a turbulenței gazului de combustie. Cu turbulențe puternice, părțile elementare mici ale amestecului combustibil sunt amestecate cu produse de ardere la cald și partea frontală a flăcării nu mai separă amestecul combustibil arzător și rece. Propagarea în straturi a zonei de combustie are loc prin încălzirea straturilor ulterioare ale amestecului combustibil datorită compresiei adiabatice rapide, ceea ce duce la apariția unui val de șoc. Un astfel de mecanism de ardere se numește explozie.
Dacă flacăra de deflagrație se propagă la o viteză mică, de ordinul câtorva metri sau zeci de metri pe secundă, atunci viteza de ardere a detonării este mult mai mare - sute de metri pe secundă și poate atinge viteza sunetului. Sunt create condiții pentru explozie.
Explozia este un regim de combustie în care frontul flacării este propagat prin auto-aprinderea amestecului combustibil din față printr-un val de șoc înainte.
În detaliu despre originea undelor de șoc și detonare, considerăm în secțiunea 3 a cursului nostru.
Acum vom lua în considerare doar câteva diferențe în propagarea flăcării în timpul deflagrației și detonării. Odată cu explozia amestecurilor gazoase grosimea stratului de combustibil, în care au loc transformările chimice, mult mai largă decât în modul de ardere deflagrației și valoarea măsurată de la câțiva milimetri până la câțiva centimetri. În același timp, în amestecurile de gaz frontul detonării nu este neted. Nerezitatea frontului în gaze este rezultatul neomogenităților și turbulențelor care intră în zona de reacție chimică, ceea ce duce la un mod de pulsare a propagării frontului detonării.
Viteza propagării unei flăcări în timpul unei explozii va fi determinată integral și complet de viteza de propagare a undei de șoc D:
Viteza de propagare a undelor de șoc în sistemele reale de gaze combustibile poate depăși 1 km / s. Experiența arată că pentru hidrogen, de exemplu, D = 2820 m / s.
Un interes profesional deosebit pentru specialiștii în domeniul focului reprezintă fenomenul exploziei spontane. Este posibilă o viteză de propagare a flăcării de ordinul a mii de m / s.
La fel ca deflagrația, detonarea sistemelor de gaz este posibilă numai într-o anumită regiune a concentrațiilor de combustibil și oxidant, întotdeauna în regiunea de aprindere (acest lucru este discutat în detaliu în următoarele prelegeri).
Cantitatea de substanțe combustibile capabile să formeze amestecuri explozive este suficient de mare și capacitatea lor de a exploda crește în amestecuri cu oxigen. Consecințele unei explozii sunt întotdeauna catastrofale.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: