Нарича се дифузионно изгаряне. Дифузия и кинетично горене. Хомогенно и хетерогенно горене

Повече от 90% от цялата енергия, използвана от човечеството днес, се генерира чрез изгаряне. Научните изследвания на теорията на горенето започват с руския учен В.А.

Изгаряне– сложен физикохимичен процес на превръщане на първоначалните горими вещества и материали в продукти на горенето, придружен от интензивно отделяне на топлина, дим и светлинна емисия от пламъка.

За да възникне такава физическа и химична реакция, която е в основата на всеки пожар, е необходимо наличието на три основни компонента: запалима среда, източник на запалване и окислител.

Горима среда– среда, способна да гори самостоятелно след отстраняване на източника на запалване.

Източник на запалванее източник на топлина с достатъчна температура, енергия и продължителност на действие за възпламеняване.

Има кинетично и дифузионно горене.

Кинетично горенепредставлява изгаряне на предварително смесени горими газове и окислител.

Дифузионно изгаряне– това е горене, при което окислителят навлиза в зоната на горене отвън. Дифузионното горене от своя страна може да бъде ламинарно (спокойно) и турбулентно (неравномерно) във времето и пространството.

В зависимост от агрегатното състояние на изходното горимо вещество биват хомогенен, хетерогенно изгарянеИ изгаряне на кондензирани системи.

При хомогенно изгарянеокислителят и горивото са в едно и също агрегатно състояние. Този тип включва изгарянето на газови смеси ( природен газ, водород, пропан и др. с окислител - обикновено кислород на въздуха).

При хетерогенно изгарянеизходните вещества (например твърдо или течно гориво и газов окислител) са в различни агрегатни състояния. Твърдите вещества, превърнати в прах (въглища, текстил, растения, метал), когато се смесят с въздуха, образуват пожароопасни праховъздушни смеси.

Изгаряне кондензирани системисвързан с преминаването на веществото от кондензирано състояние в газ.

В зависимост от скоростта на разпространение на пламъка, горенето може да бъде дефлаграция− със скорост няколко m/s, експлозивен− скорост от порядъка на десетки и стотици m/s и детонация− стотици и хиляди m/s.

За дефлаграцияили нормалното разпространение на горенето се характеризира с пренос на топлина от слой на слой. В резултат на това фронтът на пламъка се придвижва към горимата смес.

Експлозивенгоренето е процес на горене с бързо освобождаване на енергия и образуване на свръхналягане (повече от 5 kPa).

При детонацияПри горене (детонация) пламъкът се разпространява със скорост, близка или надвишаваща скоростта на звука.

Детонацияе процес на химична трансформация на системата окислител - редуктор, който представлява комбинация от ударна вълна, разпространяваща се с постоянна скорост и следваща фронта на зоната на химични трансформации на изходните вещества. Химическата енергия, освободена в детонационната вълна, захранва ударната вълна, предотвратявайки нейното изчезване.

Скоростта на детонационната вълна е характеристика на всяка конкретна система. Хетерогенните системи се характеризират с ниска скорост на детонация, поради спецификата на реакцията газ-твърдо вещество. По време на детонация на газови смеси скоростта на разпространение на пламъка е (1-3)∙10 3 m/s или повече, а налягането във фронта на ударната вълна е (1-5) MPa или повече.

Горенето се характеризира с опасни фактори, т.нар опасности от пожар.

Под огънсе отнася до неконтролирано изгаряне, което причинява материални щети, вреди на живота и здравето на гражданите, както и на интересите на обществото и държавата.

ДО опасности от пожар(съгласно GOST 12.1.004-91) включват:

Пламъци и искри;

Повишена температура на околната среда;

Намалена концентрация на кислород;

Токсични продукти на горене

Термично разлагане.

Пламък− това е видимата част от пространството (зона на пламък), вътре в която протичат процесите на окисляване, образуване на дим и генериране на топлина, както и генериране на токсични газообразни продукти и абсорбиране на кислород от околното пространство.

Пламъкът се характеризира количествено със следните величини:

Горяща зона ( Е 0 , m 2), - степен на изгаряне ( Ψ , kg/s), - мощност на отделяне на топлина ( Q планини, W) - оптично количество дим ( ΨD, Neper∙m 2 ∙kg -1).

Характеристики на горенето при пожар, за разлика от другите видове горене, са: склонността към спонтанно разпространение на огъня; относително ниска степен на пълнота на изгаряне и интензивно отделяне на дим, съдържащ продукти на пълно и непълно окисляване.

При пожари се образуват три зони:

- Гореща зона I е част от пространството, в което се извършва подготовката на веществата за горене (нагряване, изпарение, разлагане) и самото горене.

- Термично засегната зона- част от пространството в близост до зоната на горене, в която топлинният ефект води до забележима промяна в състоянието на материалите и конструкциите и където е невъзможно хората да останат без специална термична защита.

- Димна зона- част от пространството, съседно на зоната на горене и разположено както в зоната на топлинно въздействие, така и извън нея и изпълнено с димни газове в концентрации, които застрашават живота и здравето на хората.

Изгарянето може да се извърши в два режима: спонтанно запалванеИ разпространениеотпред пламък.

Разпространение на пламъка− процесът на разпространение на горенето върху повърхността на вещество и материали поради топлопроводимост, топлинно излъчване (излъчване) и конвекция.

Оценяване динамика на развитието на пожараМогат да се разграничат няколко от основните му фази:

- 1 фаза(до 10 минути) - началният етап, включващ прехода на пожар към огън за приблизително 1-3 минути и нарастване на зоната на горене в рамките на 5-6 минути. В този случай възниква предимно линейно разпространение на огъня по протежение на запалими вещества и материали, което е придружено от обилно отделяне на дим.

- 2 фаза− етапът на обемно развитие на пожара, който отнема 30-40 минути, се характеризира с бърз процес на горене с преход към обемно горене. Процесът на разпространение на пламъка се осъществява дистанционно поради прехвърлянето на енергията на горене към други материали. Температурата (до 800-900 o C) и скоростта на изгаряне достигат максимални стойности.

Стабилизирането на пожара при максималните му стойности настъпва след 20-25 минути и продължава още 20-30 минути, докато по-голямата част от горимите материали изгарят.

- 3 фаза− фази на затихване на огъня, т.е. доизгаряне под формата на бавно тлеене. След което огънят спира.

Съгласно ISO № 3941-77 пожарите се разделят на следните класове:

- клас А− пожари на твърди вещества, предимно от органичен произход, чието горене е съпроводено с тлеене (дърво, текстил, хартия);

- клас Б− пожари от запалими течности или топящи се твърди вещества;

- клас C− газови пожари;

- клас D− пожари на метали и техните сплави;

- клас Е− пожари, свързани с изгаряне на електрически инсталации.

Характеристикигорими смеси по отношение на опасността от пожар и експлозия са:

Групи на запалимост,

Концентрационни граници на разпространение на пламъка (запалване),

Точката на възпламеняване е температурата на запалване и самозапалване.

Група на запалимост− индикатор, който е приложим за следните агрегатни състояния на веществата:

- газове− вещества, чието абсолютно налягане на парите при температура 50 o C е равно или по-голямо от 300 kPa или чиято критична температура е по-ниска от 50 o C;

- течности− вещества с точка на топене (точка на капене) под 50 o C;

- твърди веществаи материали с точка на топене (точка на капене) над 50 o C;

- прах− диспергирани вещества и материали с размер на частиците под 850 микрона.

Запалимост− способност на вещество или материал да гори. Въз основа на запалимостта те се разделят на три групи.

Негорим (пожароустойчив) - вещества и материали, които не могат да се запалят във въздуха. Незапалимите вещества могат да бъдат опасни за пожар (например окислители, както и вещества, които отделят запалими продукти при взаимодействие с вода, кислород на въздуха или помежду си).

Ниска запалимост (пожароустойчив) - вещества и материали, които могат да се запалят във въздуха от източник на запалване, но не могат да горят самостоятелно след отстраняването му.

Запалим(горими) - вещества и материали, способни на самозапалване, както и да се възпламенят във въздуха от източник на запалване и да изгорят независимо след отстраняването му.

От тази група има силно запалими вещества и материали− способни да се възпламенят от краткотрайно (до 30 s) излагане на източник на запалване с ниска енергия (пламък на кибрит, искра, тлееща цигара и др.).

Граници на запалими концентрации− минимална и максимална концентрация (масова или обемна част на горивото в смес с окислителна среда), изразена в%, g/m3 или l/m3, под (над) която сместа става неспособна да разпространява пламък.

Има долна и горна граница на концентрация на разпространение на пламъка (съответно НЦПРЗ и ВКПРП).

НЦПРП (ВКПРП)− минимално (максимално) съдържание на гориво в сместа (горимо вещество - окислителна среда), при което пламъкът може да се разпространи през сместа на всяко разстояние от източника на запалване. Например, за смес от природен газ, състояща се главно от метан, границата на концентрация на запалване (детонационно изгаряне) е 5-16%, а експлозия на пропан е възможна, когато има 21 литра газ в 1 m 3 въздух и изгарянето е възможно при 95 литра.

Пламна точка (t vsp) - минималната температура на горимо вещество, при която на повърхността му се образуват газове и пари, които могат да пламнат във въздуха от източник на запалване, но скоростта на тяхното образуване все още е недостатъчна за стабилно горене.

В зависимост от числената стойност t vspтехните течности се класифицират като запалим (запалим)И запалим (GZh). На свой ред ЛВЖса разделени на три категории в съответствие с GOST 12.1.017-80.

Особено опасни запалими течности − това са запалими течности с t vspот −18 o C и по-ниско в затворено пространство или от −13 o C в открито пространство. Те включват ацетон, диетилов етер, изопентан и др.

Постоянно опасни запалими течности− това са запалими течности с t vspот −18 o C до +23 o C в затворено пространство или от −13 o C до 27 o C в открито пространство. Те включват бензен, толуен, етилов алкохол, етилацетат и др.

Опасни при повишени температури запалими течности− това са запалими течности с t vspот 23 o C до 61 o C в затворено пространство или над 27 o C до 66 o C в открито пространство. Те включват терпентин, уайт спирт, хлоробензен и др.

Точката на възпламеняване се използва за определяне на категориите помещения на сгради и външни инсталации за защита от експлозия и пожар и опасност от пожарв съответствие с NPB 105-03, както и при разработване на мерки за осигуряване на пожарна и експлозивна безопасност на процесите

Температура на самозапалване− най-много ниска температуравещество, при което има рязко увеличение на скоростта на енергията.

Концепцията " експлозия» използвани във всички процеси, които могат да причинят значително повишаване на налягането в околната среда.

Въз основа на GOST R 22.08-96 експлозия− е процес на освобождаване на енергия за кратък период от време, свързан с мигновена физична и химическа промяна в състоянието на веществото, водеща до скок на налягането или ударна вълна, придружена от образуване на сгъстени газове или пари, способни да произведат работа .

При взривоопасни предмети са възможни следните видове експлозии:

- експлозивни процеси− неконтролирано внезапно освобождаване на енергия в затворено пространство;

- обемна експлозия− образуване на облаци от гориво-въздух или други газообразни, прахо-въздушни смеси и техните бързи експлозивни трансформации;

- физически експлозии− експлозии на тръбопроводи, съдове, разположени под високо наляганеили прегрята течност.

Авариен взрив– аварийна ситуация, възникнала в потенциално опасно съоръжение по всяко време в ограничено пространство спонтанно, по стечение на обстоятелствата или в резултат на погрешни действия на персонала, работещ върху него

Основните причини за експлозиите са:

Нарушаване на технологичните разпоредби;

Външни механични влияния;

Остаряване на съоръжения и инсталации;

Грешки в дизайна;

Промени в състоянието на затворената среда;

Грешки на обслужващия персонал;

Неизправност на инструментите, контролните и предпазните устройства.

Горимите системи могат да бъдат химически хомогенни или хетерогенни. Хомогенните системи включват системи, в които запалими вещества и въздух са равномерно смесени: смеси от запалими газове, пари или прах с въздух. K химически

Хетерогенните системи включват системи, в които запалимото вещество и въздухът не се смесват и имат интерфейси: твърди горими материали и течности във въздуха, струи от запалими газове и пари, влизащи във въздуха и др.

Пример за изгаряне на газове и пари (хомогенно изгаряне) е изгарянето на пари, издигащи се от свободната повърхност на течност (фиг. 1.1) или изгарянето на газ, напускащ тръба. Тъй като парциалното налягане на кислорода във въздуха е 21,2 kPa, а налягането в зоната на горене е нула, кислородът от въздуха дифундира през слоя от продукти на горенето към зоната на горене. Следователно скоростта на реакцията на горене зависи от скоростта на дифузия на кислорода.

Пример за изгаряне на повърхността на твърдо тяло (хетерогенно изгаряне) е изгарянето на антрацит, кокс, въглен. В този случай дифузията на кислород към зоната на горене също се затруднява от продуктите на горенето, както се вижда от диаграмата, показана на фиг. 1.2. Концентрацията на кислород в обема на въздуха (C 1) е значително по-голяма от концентрацията му в близост до зоната на горене (C 0). При липса достатъчно количествокислород в зоната на горене, химическата реакция се инхибира.

ориз. 1.2. Схема на дифузия на кислород в зоната на горене на твърдо вещество

(хетерогенно изгаряне)

Така общото време на горене на химически нехомогенна горима система е сумата от времето, необходимо за възникване на физически контакт

между запалимото вещество и кислорода във въздуха и времето, прекарано в самата химическа реакция:

В случай хомогенно изгарянеколичеството се нарича време за образуване на сместа, а в случая хетерогенно изгаряне– времето за транспортиране на кислорода от въздуха до твърдата горивна повърхност.

В зависимост от съотношението горенето се нарича дифузионно или кинетично. При изгаряне на химически нехомогенни горивни системи времето на дифузия на кислорода към горимата субстанция е непропорционално по-дълго от времето, необходимо за протичане на химичната реакция, т.е. >> и на практика.

Това означава, че скоростта на горене се определя от скоростта на дифузия на кислород към горимата субстанция. В този случай се казва, че процесът протича в областта на дифузия. Този вид горене се нарича дифузия. Всички пожари са дифузно горене.

Ако времето на физическия етап на процеса се окаже непропорционално по-малко от времето, необходимо за протичане на химичната реакция, т.е.<< , то можно принять . Скорость процесса практически определяется только скоростью химической реакции. Такое горение называется кинетическим. Так горят химически однородные горючие системы, в которых молекулы кислорода хорошо перемешаны с молекулами горючего вещества, и не затрачивается время на смесеприготовление. Так как скорость химической реакции при высокой температуре велика, горение таких смесей происходит мгновенно и носит характер взрыва. Если продолжительность химической реакции и физическая стадия процесса горения соизмеримы, то горение протекает в так называемой промежуточной области, в которой на скорость горения влияют как химические, так и физические факторы.

На фиг. Фигура 1.3 показва зависимостта на скоростта на реакцията на горене от температурата в различни зони. Извивка 1 показва промяната в скоростта на реакцията по време на кинетичното горене. При ниски температури скоростта на окислителната реакция в сместа зависи слабо от промяната на температурата и кривата 1 в този участък бавно се повишава. При по-високи температури скоростта на окислителната реакция започва значително да се ускорява с повишаване на температурата и кривата 1 се издига стръмно. По този начин скоростта на реакцията в кинетичната област зависи само от температурата на реагентите.

ориз. 1.3. Зависимост на кинетичната (1) и дифузионната (2) скорости

изгаряне чрез температура

Извивка 2 показва промяната в скоростта на реакцията по време на дифузно горене. При ниски температури ходът на кривата 2 същото като кривата 1 , така че скоростта на окислителната реакция е по-малка от скоростта на дифузия на кислород в зоната на горене и следователно реакцията протича в кинетичната област. С повишаване на температурата на реагиращите вещества скоростта на реакцията става равна на скоростта на дифузия на кислород в зоната на горене и след това значително я надвишава. При тези условия скоростта на целия процес се определя от скоростта на дифузия на кислород. Извивка 2 в точка А променя посоката си, отклонявайки се вдясно от кривата 1 . По-нататъшен ход на кривата 2 показва, че скоростта на горене в областта на дифузия, определена от скоростта на дифузия, зависи много малко от температурата.

Име на параметъра	Значение
Тема на статията:	Дифузия и кинетично горене.
Рубрика (тематична категория)	образование

Хомогенно и хетерогенно горене.

Въз основа на разгледаните примери, въз основа на агрегатното състояние на сместа от гориво и окислител, ᴛ.ᴇ. в зависимост от броя на фазите в сместа има:

1. Хомогенно изгарянегазове и пари от запалими вещества в среда на газообразен окислител. Реакцията на горене обаче протича в система, състояща се от една фаза (агрегатно състояние).

2. Хетерогенно горенетвърди запалими вещества в среда на газообразен окислител. В този случай реакцията протича на границата, докато хомогенната реакция протича в целия обем.

Това е изгарянето на метали, графит͵ ᴛ.ᴇ. практически нелетливи материали. Много газови реакции са от хомогенно-хетерогенен характер, когато възможността за протичане на хомогенна реакция се дължи на едновременното възникване на хетерогенна реакция.

В газовата фаза протича изгарянето на всички течни и много твърди вещества, от които се отделят пари или газове (летливи вещества). Твърдите и течните фази играят ролята на резервоари за реагиращи продукти.

Например хетерогенната реакция на самозапалване на въглища преминава в хомогенна фаза на изгаряне на летливи вещества. Коксовият остатък изгаря хетерогенно.

Въз основа на степента на подготовка на горимата смес се разграничават дифузионно и кинетично горене.

Разгледаните видове горене (с изключение на експлозиви) се отнасят до дифузионно горене. Пламък, ᴛ.ᴇ. Зоната на горене на смес от гориво и въздух трябва постоянно да се захранва с гориво и кислород, за да се осигури стабилност. Доставянето на горим газ зависи само от скоростта на подаването му в зоната на горене. Скоростта на навлизане на запалима течност зависи от интензивността на нейното изпарение, ᴛ.ᴇ. от налягането на парите над повърхността на течността и, следователно, от температурата на течността. Температура на запалванеОбичайно е да се нарича най-ниската температура на течност, при която пламъкът над нейната повърхност няма да изгасне.

Изгарянето на твърди частици се различава от изгарянето на газове чрез наличието на етап на разлагане и газификация с последващо запалване на летливи продукти на пиролиза.

Пиролиза- ϶ᴛᴏ нагряване на органични вещества до високи температури без достъп на въздух. В този случай се получава разлагане или разделяне на сложни съединения на по-прости (коксуване на въглища, крекинг на нефт, суха дестилация на дървесина). Поради тази причина изгарянето на твърдо горимо вещество в продукт на горене не е концентрирано само в зоната на пламъка, а има многоетапен характер.

Нагряването на твърдата фаза предизвиква разлагане и отделяне на газове, които се запалват и изгарят. Топлината от горелката загрява твърдата фаза, карайки я да се газифицира и процесът се повтаря, като по този начин се поддържа горенето.

Моделът на горене на твърдо вещество предполага наличието на следните фази (фиг. 17):

ориз. 17. Модел на горене

твърда материя.

Загряване на твърдата фаза. За топящи се вещества, топенето се случва в тази зона. Дебелината на зоната зависи от температурата на проводимостта на веществото;

Пиролиза или реакционна зона в твърдата фаза, в която се образуват газообразни запалими вещества;

Предпламък в газовата фаза, при който се образува смес с оксид;

Пламък или реакционна зона в газовата фаза, в която продуктите от пиролизата се превръщат в газообразни продукти на горене;

Продукти от горенето.

Скоростта на подаване на кислород към зоната на горене зависи от неговата дифузия през продукта на горенето.

Като цяло, тъй като скоростта на химичната реакция в зоната на горене при разглежданите типове горене зависи от скоростта на навлизане на реагиращите компоненти и повърхността на пламъка чрез молекулярна или кинетична дифузия, този тип горене се нарича дифузия.

Структурата на пламъка на дифузионното горене се състои от три зони (фиг. 18):

Зона 1 съдържа газове или пари. В тази зона няма горене. Температурата не надвишава 500 0 C. Настъпва разлагане, пиролиза на летливи вещества и нагряване до температурата на самозапалване.

ориз. 18. Структура на пламъка.

В зона 2 се образува смес от пари (газове) с атмосферен кислород и настъпва непълно изгаряне до CO с частично редуциране до въглерод (малко кислород):

C n H m + O 2 → CO + CO 2 + H 2 O;

В 3-та външна зона настъпва пълно изгаряне на продуктите от втората зона и се наблюдава максималната температура на пламъка:

2CO+O2 =2CO2;

Височината на пламъка е пропорционална на коефициента на дифузия и скоростта на газовия поток и обратно пропорционална на плътността на газа.

Всички видове дифузионно горене са присъщи на пожарите.

КинетиченГоренето обикновено се нарича изгаряне на предварително смесен запалим газ, пара или прах с окислител. В този случай скоростта на горене зависи само от физикохимичните свойства на горимата смес (топлопроводимост, топлинен капацитет, турбулентност, концентрация на вещества, налягане и др.). Поради тази причина скоростта на горене рязко се увеличава. Този тип горене е присъщо на експлозиите.

В този случай, когато горимата смес се запали във всяка точка, фронтът на пламъка се премества от продуктите на горенето в прясната смес. По този начин пламъкът по време на кинетично горене най-често е нестабилен (фиг. 19).

ориз. 19. Схема на разпространение на пламъка в горима смес: - източник на запалване; - посока на движение на фронта на пламъка.

Въпреки че, ако предварително смесите запалим газ с въздух и го подадете в горелката, тогава при запалване ще се образува неподвижен пламък, при условие че скоростта на потока на сместа е равна на скоростта на разпространение на пламъка.

Ако скоростта на подаване на газ се увеличи, пламъкът се откъсва от горелката и може да изгасне. И ако скоростта се намали, пламъкът ще бъде изтеглен в горелката с възможна експлозия.

Според степента на изгаряне, ᴛ.ᴇ. пълнотата на реакцията на горене до крайните продукти, възниква изгаряне пълни и непълни.

Така че в зона 2 (фиг. 18) изгарянето е непълно, т.к Няма достатъчно кислород, който се изразходва частично в зона 3 и се образуват междинни продукти. Последните изгарят в зона 3, където има повече кислород, до пълно изгаряне. Наличието на сажди в дима показва непълно изгаряне.

Друг пример: когато има липса на кислород, въглеродът изгаря до въглероден окис:

Ако добавите O, реакцията ще завърши:

2СО+O 2 =2СО 2.

Скоростта на горене зависи от естеството на движението на газовете. Поради тази причина се прави разлика между ламинарно и турбулентно горене.

Така пример за ламинарно горене е пламъкът на свещ в неподвижен въздух. При ламинарно изгарянеслоеве газове протичат успоредно, без да се завихрят.

Турбулентно горене– вихрово движение на газовете, при което газовете от горенето се смесват интензивно и фронтът на пламъка е размит. Границата между тези типове е критерият на Рейнолдс, който характеризира връзката между силите на инерцията и силите на триене в потока:

където: u- скорост на газовия поток;

п- кинетичен вискозитет;

л– характерен линеен размер.

Числото на Рейнолдс, при което настъпва преходът на ламинарен граничен слой към турбулентен, обикновено се нарича критично Re cr, Re cr ~ 2320.

Турбулентността увеличава скоростта на горене поради по-интензивен пренос на топлина от продуктите на горенето към прясната смес.

Дифузия и кинетично горене. - понятие и видове. Класификация и характеристики на категорията "Дифузионно и кинетично горене". 2017 г., 2018 г.

Скоростта на дифузионно изгаряне зависи от процесите на дифузионно смесване. Освен това при условия на хетерогенно горене е необходимо също изпаряване на течно гориво или пирогенно разлагане на буци или прахообразно твърдо гориво. За засилване на дифузионното горене се използва турбулентно (пламъчно).
Вижте също:
-
-
-
-

Енциклопедичен речник на металургията. - М.: Интермет Инженеринг. Главен редактор Н.П. Лякишев. 2000 .

Вижте какво е „дифузионно изгаряне“ в други речници:

дифузионно изгаряне- Взаимодействие на гориво и окислител, при което горенето протича едновременно. от изображения. запалима смес. Скоростта на d.g. зависи от дифузионните процеси на смесване. Освен това при условия на хетерогенно горене е необходимо. пръскане и изпаряване на течността... ... Ръководство за технически преводач

дифузионно изгаряне- difuzinis degimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Degimas, kai degieji cheminių medžiagų komponentai ir oksidatorius į degimo kamerą tiekiami atskirai, joje maišosi difuziškai ir degimo trukmė priklauso nuo difuzijos . атитикменис… Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Изгаряне- съвпада... Уикипедия

ГОРЕНЕ- физически хим. процес, при който превръщането във вода е съпроводено с интензивно отделяне на енергия и топломасообмен с околната среда. За разлика от експлозията и детонацията, тя се случва при по-ниски скорости и не е свързана с образуването на ударна вълна... Химическа енциклопедия

Сложна, бърза химическа трансформация на вещество, като гориво, придружена от отделяне на значително количество топлина и ярко сияние (пламък). В повечето случаи основата на горенето е екзотермична... ...

Изгаряне- сложна, бързо протичаща химическа трансформация, придружена от отделяне на значително количество топлина и обикновено ярко сияние (пламък). В повечето случаи газът се основава на екзотермични окислителни реакции на вещество... Велика съветска енциклопедия

Изгаряне на газове и парообразни горими вещества в газообразен окислител. Необходим е първоначален енергиен импулс, за да започне горенето. Прави се разлика между самозапалване и принудително запалване или запалване; нормално се разпространява... Енциклопедичен речник по металургия

Изгаряне на течни и твърди горими вещества в газообразен окислител. За хетерогенното изгаряне на течни вещества процесът на тяхното изпаряване е от голямо значение. Хетерогенно изгаряне на лесно изпаряващи се запалими вещества... ... Енциклопедичен речник по металургия

Химическото взаимодействие на гориво и окислител, предварително смесени под формата на горима смес в смесителя на устройство за изгаряне на гориво. Скоростта на кинетичното горене се определя от кинетиката на реакцията на окисление на горивото. Вижте…… Енциклопедичен речник по металургия

Изгаряне- Изгаряне на кибрит Изгаряне на натрий Изгарянето е сложен физикохимичен процес на превръщане на компонентите на горима смес в продукти на горенето с освобождаване на топлинно излъчване, светлина и лъчиста енергия. Естеството на горенето може грубо да се опише като бурно... Уикипедия

В случай, че горелката се захранва само газ, изгарянето възниква поради взаимодействието на газ с кислород от околния въздух. Тъй като в процеса се получава изгаряне взаимна дифузиягориво и окислител, такова горене се нарича дифузионно изгаряне. СЪС скорост на горенеопределя се от интензивността процес на смесванегориво и окислител. В зависимост от естеството на сместа има ламинаренИ бурендифузионно изгаряне.

Ламинарно дифузионно изгаряневъзниква при ламинарен поток на газ, изтичащ от горелката. Устойчива горивна зонаинсталиран на повърхността, където се намират горивото и окислителят стехиометрично съотношение. Получените продукти от горенето дифундират както в околното пространство, така и във вътрешността на горелката. Структурата на дифузионна ламинарна горелка по време на изгаряне на водород е показана на фиг. 3.19. Концентрацията на горивото пада от най-високата си стойност по оста на струята до нула във фронта на пламъка, а концентрацията на кислород се увеличава от нула във фронта на пламъка до стойността си в околния поток. Концентрацията на H 2 O продуктите и температурата T са максимални във фронта на пламъка.

Фигура 3.19 - Структура на дифузионен ламинарен пламък по време на изгаряне на водород

При дифузионен ламинарен пламък температурата достига максималната си стойност в зоната на горене. Газът, излизащ от горелката, се нагрява от топлина, пренесена чрез проводимост и дифузия, преди да навлезе в зоната на горене.

В случай на изгаряне на въглеводороди, тяхното нагряване води до термично разлагане с образуването саждиИ водород. Фините частици сажди и свободен въглерод, намиращи се в пламъка, при нагряване причиняват пламъчно сияние. Дифузионното изгаряне на частици сажди протича сравнително бавно, което може да доведе до недоизгаряне на гориво.

Височината на ламинарния дифузионен пламък може да се изчисли с помощта на формулата

Къде У– дебит на газ;

Р– радиус на отвора на дюзата;

г– коефициент на молекулна дифузия.

Интензивността на дифузионното горене зависи от интензивността на образуване на сместа.

За индустриални условия методът е по-важен турбулентно дифузионно изгаряне, тъй като преносът на маса в пламъка е по-интензивен. С увеличаване на скоростта размерът на факела се увеличава, достигайки максимум. В същото време се губи правилността на очертанията и стабилността на върха му и турбулизация на пламъка, улавяйки все по-голяма част от дължината му. Тъй като турбулентният фронт се приближава до корена на струята, височината му е няколко намалява, оставайки постоянен по-нататък. При достигане критична скоростгазова струя, целият факел става турбулентен и впоследствие, с увеличаване на скоростта, височината на факела не се променя. Относителната височина на турбулентния дифузионен облак се изчислява по формулата

Къде ч– дължина на горелката;

d– диаметър на гърлото на горелката;