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

Цепная теория горения. Теория Н.Н. Семенова и его учеников.



Цепная теория горения, разработанная Н. Н. Семеновым, не отрицая серьезного влияния, оказываемого на процесс горения тепловым состоянием системы топливо — воздух, объясняет процесс горения также кинетикой цепных реакций. Изучение основных реакций горения показало, что действительный механизм этих реакций вовсе не соответствует тем простейшим химическим уравнениям, которыми они описываются. Например, реакция горения водорода, описываемая уравнением на самом деле протекает по разветвленной цепной схеме через промежуточные образования атомов водорода и кислорода.

Реакции (Нб) и (Нв) имеют энергию активации соответственно 6000 и 10 000 ккалмоль, в то время как реакция (На) HMeet энергию активации 18 000 ккалмоль. Поэтому реакция (На) протекает медленнее других и определяет суммарную скорость процесса. Атомы водорода являются основными активными центрами реакции. Результирующая реакция (III) показывает, что вступление в реакцию одного атома Н вызывает появление трех новых атомов водорода, что и является разветвлением цепи, вызывающим за собой нарастающее лавинообразное развитие реакции горения водорода. Схему этого развития можно представить следующим образом.

Подтверждение этой схемы развития реакции горения водорода было получено экспериментально обнаружением атомарного кислорода, водорода и радикала и определением их концентраций; причем оказалось, что их концентрация значительно выше равновесных. Из этого нового, цепного характера реакции скорость ее находится по уравнению (IV) для определяющей реакции (Па).

Сопоставляя уравнения (IV) и (V) можно заключить, что скорость реакции по уравнению (V) должна падать по мере выгорания из смеси водорода, а по уравнению (IV) вследствие цепного характера реакции она должна возрастать в результате накопления атомарного водорода. Эксперименты подтверждают возрастание скорости реакции по мере ее протекания, что также свидетельствует о разветвленном цепном ходе реакции. Цепной характер имеют также реакции горения окиси углерода и углеводородов.

Н.Н.Семенов и его ученики установили, что большинство химических превращений веществ представляют собой сложную последовательность элементарных химических реакций, в ходе которых образуются и реагируют активные промежуточные частицы - свободные атомы, радикалы, активные комплексы и т.д.: так, взаимодействие хлора и водорода на свету идет по так называемому неразветвленному цепному механизму с участием свободных атомов водорода и хлора. Главная заслуга Н.Н.Семенова состоит в создании теории разветвленных цепных реакций - реакций в которых происходит резкий переход от практического ее отсутствуя, к взрывному протеканию при очень малых изменениях температуры, давления и размеров реакционного сосуда. Его книга "Цепные реакции" (1934 г.) оказала большое влияние на овладение человеком атомной энергией. Теория Н.Н.Семенова помогла объяснить процессы горения в топках печей, в двигателях внутреннего сгорания и в ракетных двигателях.

Физический взрыв.

− взрывы емкостей под давлением (баллоны, паровые котлы);

− взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях;

− взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой;

− кинетические (падение метеоритов);

− ядерные;

− электрические (например, при грозе).

 

Физический взрыв - взрыв, возникающий за счет быстрого разрушения емкостей или из-за быстрого выделения тепла в какой-либо точке. Обычно (но не всегда) имеет меньшую мощность, чем химический и меньшие разрушительные последствия.

Ситуации, которые могут привести к физическому взрыву:
1. Кипячение реакционной смеси или реакции с выделением газа в герметичной системе. Эта ситуация возникает когда процесс проводится в намеренно замкнутой системе или когда происходит забивание/закоксовывание отводных трубок.
2. Приливание легкокипящей жидкости в систему с температурой выше ее точки кипения. При этом жидкость моментально превращается в пар и установку может разорвать давлением паров.
3. Работа со сжиженными газами в полностью герметичной системе не расчитанной на высокое давление.
4. Работа с солями плутония должна проводится так, чтоб не произошло накопление критической массы (500 г) в любой емкости.

 




Поиск по сайту:

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