ardere # 151; este un proces fizico-chimic complex, bazat pe o reacție rapidă de oxidare, care este însoțită de eliberarea intensivă de energie sub formă de radiație termică și de lumină.
Prin ardere reacții includ nu numai reacția de cuplare între materialul combustibil și oxigen, dar alte reacții redox: interacțiunea unor substanțe din halogeni, vapori de sulf, reacția de descompunere a explozivilor, a unor compuși endoterme, de exemplu, acetilena.
CLASIFICAREA PROCESELOR DE COMBUSTIE
Procesele de combustie sunt clasificate în funcție de mai multe caracteristici:
1. Cu privire la starea agregată a componentelor amestecului combustibil din zona de combustie.
După cum se știe, substanțele pot fi în trei stări agregate: gazoase, lichide și solide. În funcție de starea agregată a componentelor amestecului combustibil din zona de combustie, există două tipuri sau moduri de ardere: omogene. dacă ambele componente sunt în zona de combustie în aceeași fază (aceeași stare agregată) și eterogenă. dacă componentele amestecului combustibil din zona de combustie se află în diferite stări agregate.
În cele mai multe cazuri, arderea este omogenă. Un exemplu de ardere eterogenă, fără flacără, este arderea antracitului, a cocsului și a focului # 151; solid reziduu carbonic obținut prin descompunerea materialelor combustibile solide, de exemplu lemn. În acest caz, toate produsele de piroliză volatile au ars deja și arderea are loc direct pe suprafața materialului.
2. Prin metoda formării unui amestec combustibil.
În funcție de condițiile de formare a amestecului și de raportul dintre viteza reacției de combustie chimică și viteza de formare a amestecului, se disting două regimuri caracteristice de combustie: cinetică și difuzie. Factorul determinant în acest caz este care dintre etapele din viteza totală a procesului de ardere este limitată: viteza formării amestecului sau viteza de conversie chimică a componentelor amestecului în produse de ardere.
Timpul total de combustie al unui sistem neomogen chimic constă în timpul necesar pentru contactul fizic dintre substanța combustibilă și oxigenul aerului, respectiv timpul de reacție chimică tx însuși.
În incendiu se întâlnește în principal arderea gazelor nemodificate anterior. Se obține un amestec combustibil în zona de combustie. Componentele de reacție intră în zona de interacțiune din medii diferite, dintre care oricare conține numai unul dintre componentele de reacție. În această situație, interacțiunea este posibilă numai datorită transferului componentelor de reacție datorate difuziei prin interfața dintre cele două medii.
Timpul procesului fizic de difuzie a oxigenului la o substanță combustibilă este incomparabil mai lung decât timpul necesar pentru reacția de combustie chimică. În acest caz
Dacă viteza de transport a materiei este mai mică decât viteza de reacție, atunci viteza de ardere este determinată numai de viteza de transfer de masă (viteza de difuzie a oxigenului la substanța combustibilă):
unde j in # 151; concentrația de oxidant în volum,
g # 151; coeficient de transfer de masă.
În acest caz, se obișnuiește să se spună că reacția de ardere se desfășoară în regiunea de difuzie, iar arderea însăși se numește difuzie.
Dacă există deja un amestec gata preparat care constă din gaze combustibile și oxidanți, atunci arderea este clasificată ca fiind cinetică.
Termenul de „ardere cinetică“ a fost introdus datorită faptului că viteza procesului de ardere depinde în principal de viteza de reacție chimică între materialul combustibil și oxidant, adică din respectivele cinetica reacției de ardere. În acest caz, rata totală de combustie este limitată doar de rata (cinetică) a reacției chimice.
Timpul total de ardere al unui sistem omogen chimic este aproximativ egal cu timpul consumat de cursul reacției chimice în sine.
Arderea cinetică apare cel mai adesea în stadiul inițial al unui incendiu.
Dacă arderea unui astfel de amestec de gaz-aer are loc într-un spațiu închis sau închis, acesta dobândește caracterul unei explozii. Natura explozivă se observă atunci când energia eliberată în timpul arderii amestecului nu are timp să fie deviată dincolo de volumul dat, cu creșterea presiunii, ceea ce duce deseori la distrugerea structurilor.
3. Cu privire la mecanismul răspândirii arderii.
După apariția arderii, partea frontală a flăcării sau zona de reacție chimică începe să se răspândească de-a lungul amestecului combustibil. În funcție de mecanismul de propagare a arderii de-a lungul unui amestec combustibil, se disting două regimuri caracteristice de combustie: deflagrație și detonare.
La viteze relativ mici (zone de difuzie relativ lente a reacțiilor chimice, cu mișcarea de viteză frontală flacără a amestecului combustibil de la 0,5 la 50 m / sec) are loc aprinderea rece stratificata a amestecului de gaze din cauza căldurii sale din zona de ardere. Această căldură este motivul pentru menținerea procesului de ardere. Transferul impulsului de căldură din zona de ardere a amestecului carburant la rece se produce din cauza procesului de conducție a căldurii. Un astfel de mecanism se numește o deflagrație.
Există un alt mecanism pentru răspândirea arderii # 151; datorită comprimării adiabatice rapide a amestecului combustibil. Un astfel de mecanism de ardere se numește detonare.
Detonarea poate apărea într-un mediu exploziv în cazul compresiei sale preliminare rapide de către un val puternic de șoc. Acest val poate crea un impuls extern (de exemplu, arderea unui exploziv). O caracteristică caracteristică a compresiei șocurilor este încălzirea puternică a gazului (până la 1500 # 151; 1700 K). Amestecul combustibil, încălzit de un val puternic de șoc la o asemenea temperatură, se aprinde. Apariția spontană a detonării într-un gaz de ardere este posibilă la o rată suficientă de propagare a arderii # 151; mai mare de 500 m / s, în timp ce viteza normală de propagare a flăcării nu depășește 10 m / s.
4. Cu privire la regimul de combustie gazdynamic.
O caracteristică importantă a arderii omogenă este o stare dinamică cu gaz a componentelor amestecului combustibil în zona de reacție, care depinde de componentele de intensitate sosite amestec combustibil în zona de reacție.
Dacă componentele amestecului combustibil intră în zona de reacție încet, în conformitate cu legile difuziunii convective moleculare sau slabe, atunci procesul de combustie este laminar. În regimul de ardere laminar, viteza și direcția părților individuale ale fluxului de gaz sunt practic aceleași.
În cazul în care fluxurile de gaze combustibile și oxidanți sau amestec de combustibil mixt sunt alimentate intens, regimul de ardere va fi turbulent. adică cu vortexuri intense, amestecarea produselor de ardere cu amestecul inițial, detașarea zonei de combustie de flacăra principală a flăcării.
Parametrul care caracterizează regimul de ardere gaz-dinamic este criteriul Reynolds # 151; Re. Astfel, în cazul arderii unui amestec într-o conductă, dacă Re <2300, то пламя относится к ламинарному, если 2300
Articole similare
-
Clubfootul cauciucului cauzează secțiunea 4 - corpul uman nr. 69, pagina 13
-
Datalife motor versiune de imprimare cum să facă secțiunea ascuns
Trimiteți-le prietenilor: