Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Тепловое воспламенение. Влияние температуры и давления на условия самовоспламенения.



Тепловая теория воспламенения — теория протекания экзотермической реакции в условиях прогрессивного самоускорения, обусловленного накоплением выделяющегося в ходе реакции тепла. Экзотермическая реакция в зависимости от условий осуществляется двояким образом. Она может протекать с малой скоростью и с небольшим разогревом (до нескольких десятков градусов). В этом режиме наблюдается тепловое равновесие между реагирующей системой и окружающей средой. Такой режим называется стационарным, так как теплоприток от реакции компенсируется теплоотводом в окружающую среду. Однако при изменении условий возможен переход к другому режиму — нестационарному, когда теплоприток от реакции превышает теплоотвод в окружающую среду. Скорость реакции в этом случае возрастает по экспоненциальному закону, температура системы также возрастает, и при определенных условиях происходит тепловое воспламенение (тепловой взрыв). Резкий переход от одного режима к другому может происходить при малом изменении внешних условий. Условия, при которых происходит переход к режиму воспламенения при незначительном изменении внешних воздействий, называются критическими.

При исследовании процессов теплового воспламенения различают реакции нулевого, первого и второго порядка. Для реакций нулевого порядка считают, что их скорость не зависит от степени превращения вещества (от числа прореагировавших молекул), а зависит только от температуры. Математическая постановка задачи в этом случае включает уравнение теплопроводности с нелинейным источником теплоты. В случае реакций первого и второго порядка, когда учитывается изменение скорости реакции от степени превращения вещества, к уравнению теплопроводности добавляется еще уравнение химической кинетики. Математическая постановка задачи в этом случае значительно усложняется, так как интегрированию подлежит система нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных.

Знание процессов теплового воспламенения твёрдых топлив, порохов и взрывчатых веществ имеет важное значение для безопасного изготовления, хранения и применения изделий, содержащих указанные вещества. В процессе снаряжения изделий могут возникать неоднородности сплошной структуры, приводящие в некоторых случаях к преждевременному тепловому воспламенению (тепловому взрыву).

Характерные признаки самовоспламенения:

  1. ti>>tх.р.
    ( tx.p. - время химической реакции; это время, соответствующее увеличению скорости химической реакции ве раз, или время от начала заметного хода химической реакции до момента, когда скорость химической реакции достигает максимального значения.)
  2. время ti составляет порядка 85% от общего времени процесса воспламенения, при этом (ti) = 0,05 мах.
  3. ti ~Е.

При измерении температуры TB обязательно дается ti.
TS наиболее близка к TB при ti стремящейся к бесконечности .
Практически ti ~ 10 с.

Температура самовоспламенения зависит от многих факторов:

  • от химического состава;
  • от его физических свойств (теплоемкость, теплопроводность);
  • от времени индукции ti;
  • от давления в сосудеР;
  • от материала стенок сосуда;
  • от начальной температуры стенокTS;
  • от метода определения температуры самовоспламенения.

Существует целый ряд экспериментальных методов определения температуры самовоспламенения газовых смесей. Основными из них являются:

  • метод впуска заранее заготовленной холодной смеси в эвакуированный нагретый сосуд;
  • метод нагревания компонентов смеси раздельно и затем смешивание в потоке нагретого сосуда (метод концентрических трубок).
  • метод адиабатического сжатия заранее заготовленной смеси.

Особенности самовоспламенения:

  1. Наличие периода индукции.
  2. Наличие критических условий - границы самовоспламенения.

Критические температура и давление связаны следующим образом:

В предположении TS -температура стенки ~ TB

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.