cart-icon Товаров: 0 Сумма: 0 руб.
г. Нижний Тагил
ул. Карла Маркса, 44
8 (902) 500-55-04

Процесс горения протекает при следующих условиях ответы – 3. Процесс горения протекает при наличии:

3. Условия возникновения и развития процессов горения.

Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и свечением. В зависимости от скорости протекания процесса, горение может происходить в форме собственно горения и взрыва. Для процесса горения необходимо: наличие горючей среды, состоящей из горючего вещества и окислителя; источника воспламенения.

Чтобы возник процесс горения, горючая среда должна быть на­грета до определенной температуры при помощи источника воспламенения (пламя, искра электрического или механического происхождения, накаленные тела, тепловое проявление химической, электрической или механической энергий).

После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения. Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода, а также при определенных температурах и запасе тепловой энергии источника воспламенения. Наибольшая скорость стационарного горения наблюдается в чистом кислороде, наименьшая — при содержании в воздухе 14 — 15% кислорода. При меньшем содержании кислорода в воздухе горение большей части веществ прекращается. Различают следующие виды горения:

— полное — горение при достаточном количе­стве или избытке кислорода;

— не­по­л­ное — горение при не­до­стат­ке ки­с­ло­ро­да. Го­рю­чие ве­щества мо­гут быть в трех агрегатных со­сто­я­ни­ях: жид­ком, твер­дом, газообраз­ном. От­дель­ные твердые ве­ще­ст­ва при на­гре­ва­нии пла­вят­ся и испа­ря­ют­ся, дру­гие — раз­ла­га­ют­ся и вы­де­ля­ют га­зо­об­раз­ные продук­ты и твер­дый ос­та­ток в виде уг­ля и шла­ка, тре­тьи не разлагают­ся и не пла­вят­ся. Большин­ст­во го­рю­чих ве­ществ независимо от аг­ре­гат­но­го со­сто­я­ния при на­гре­ва­нии об­ра­зу­ют газообраз­ные про­ду­к­ты, ко­то­рые при сме­ши­ва­нии с ки­с­ло­ро­дом возду­ха об­ра­зу­ют го­рю­чую сре­ду.

По аг­ре­гат­но­му со­сто­я­нию го­рю­че­го и оки­с­ли­те­ля раз­ли­ча­ют:

— го­мо­ген­ное го­ре­ние — го­ре­ние га­зов и го­рю­чих па­ро­об­ра­зу­ю­щих ве­ществ в сре­де га­зо­об­раз­но­го оки­с­ли­те­ля;

— го­ре­ние взрыв­ча­тых ве­ществ и по­ро­хов;

— ге­те­ро­ген­ное го­ре­ние — го­ре­ние жид­ких и твер­дых го­рю­чих веществ в сре­де га­зо­об­раз­но­го оки­с­ли­те­ля;

— го­ре­ние в си­с­те­ме «жид­кая го­рю­чая смесь — жид­кий оки­с­ли­тель»

При по­л­ном го­ре­нии про­ду­к­та­ми сго­ра­ния яв­ля­ют­ся дву­окись угле­ро­да (CO2), во­да (H2O), азот (N), сер­ни­стый ан­ги­д­рид (SO2), фосфор­ный ан­ги­д­рид. При не­по­л­ном го­ре­нии обы­ч­но об­ра­зу­ют­ся едкие, ядо­ви­тые го­рю­чие и взры­во­о­па­с­ные про­ду­к­ты: окись углерода, спирты, ки­с­ло­ты, аль­де­ги­ды. Ва­ж­ней­шим во­п­ро­сом те­о­рии горе­ния яв­ляет­ся рас­про­стра­не­ние пла­ме­ни (зо­ны ре­з­ко­го возрастания темпера­туры и ин­тен­сив­ной ре­ак­ции). Раз­ли­ча­ют следую­щие ре­жи­мы рас­простра­не­ния пла­ме­ни (го­ре­ния):

— нор­маль­ный ре­жим го­ре­ния;

-дефлаграционное горение;

-де­то­на­ция.

Последовательность процессов, протекающих при горении:

Твердые в-ва – плавятся, испаряются или разлагаются, происходит смешение пара и газа с выходом, после этого окисление, самовоспламенение и горение;

Жидкие в-ва – испаряются, далее тоже самое, что и с твердыми веществами;

Газ – происходит смешение газа с выходом, окисление, самовоспламенение, горение.

Безопасность труда

studfiles.net

Какая ЧС не может считаться техногенной? — КиберПедия

А. Падение фонарного столба.

Б. Лесной пожар от удара молнии.

В. Засорение унитаза.

Г. Угон велосипеда у владельца.

Расставьте виды аварий по наибольшей вероятности в нашей местности.

А. Внезапное обрушение зданий.

Б. Аварии с выбросом радиации.

В. Аварии с выбросом химических веществ.

Г. Аварии с выбросом биологически опасных веществ.

4. При угрозе аварии на техногенном предприятии население предупреждают:

А. Отключением электричества и горячей воды.

Б. Подачей сигнала «Внимание всем!».

В. Сигнальными ракетами и выстрелами в воздух.

5.Трубопровод, перекачивающий бензин может считаться:

А. Химическим объектом.

Б. Топливоснабжающим предприятием.

В. Пожаро- взрывоопасным объектом.

На каких из объектов пожар может привести к взрыву?

А. Склад вооружения.

Б. Угольный склад.

В. Мебельный склад.

Г. Нефтебаза.

В результате взрыва на заводе разрушена и повреждена большая часть оборудования. Остальные механизмы деформированы и требуют капитального ремонта. Как вы определите степень разрушения?

А. Полное разрушение.

Б. Сильное разрушение.

В. Среднее разрушение.

8. Основная причина взрывов в жилых домах, это –

А. Неисправность газовых приборов.

Б. Хранение в квартире горючих веществ.

В.Опасное поведение самих граждан.

Г. Ссора с жильцами соседних квартир.

9. К пожаро- и взрывоопасным объектам относятся:

А. предприятия химической, газовой и пищевой промышленности;

Б. цеха по приготовлению сахарной пудры, древесной муки;

В. нефтеперерабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность.

Г. предприятиятия легкой промышленности

 

После взрыва в жилом доме продолжает ощущаться запах газа. Ваши действия?

А. Не зажигать огня.

Б. Не пользоваться электричеством.

В. Позвонить по тревожным телефонам.

Г. Все вышеперечисленное.

 

11. Объект на котором производят, используют, перерабатывают, хранят или транспортируют легковоспламеняющиеся и пожаровзрывоопасные вещества, создающие реальную угрозу возникновения техногенной ЧС:

А. радиационно опасный объект;

Б. пожаровзрывоопасный объект;

В. гидродинамически опасный объект.

 

12. Три стадии развития пожара в здании:

А. стадия разгорания;

Б. средняя стадия;

В. начальная стадия;

Г. конечная стадия;

Д. завершающая стадия.

 

13. В результате взрыва насосной станции по перекачке нефтепродуктов, обрушено перекрытие. Произошло разрушение трубопровода и электрокабеля, другого оборудования. Оборудование восстановлению не подлежит:



А. сильные разрушения;

Б. слабые разрушения;

В. средние разрушения;

Г. полные разрушения.

 

14. Процесс горения протекает при следующих условиях:

А. наличие горючего вещества;

Б. наличие окислителя;

В. наличие условий для теплообмена;

Г. наличие источника воспламенения.

 

15. Причины возникновения пожаров в жилых и общественных зданиях:

А. неисправность электросети и электроприборов;

Б. возгорание электроприборов, оставленных под напряжением, без присмотра;

В. осторожное обращение с огнем;

Г. утечка газа;

Д. использование неисправных или самодельных отопительных приборов;

Е. выброс горящей золы вблизи строений;

 

16. Как вы поступите, если увидите, что маленькие дети разожгли во дворе костер и бросают в огонь бумагу, пластмассовые упаковки и баллончики из-под аэрозолей? Назовите правильные ответы:

А. остановитесь и объясните им, что это опасно;

Б. пройдете мимо;

В. затушите костер;

Г. попытаетесь занять их чем-то другим.

 

17. Основные поражающие факторы пожара:

А. потеря видимости вследствие задымления;

Б. температура среды;

В. токсичные продукты горения;

Г. закрытый огонь;

Д. понижение концентрации кислорода.

 

18. В каком из перечисленных примеров могут создаться условия для возникновения процесса горения:

А. бензин + кислород воздуха;

Б. ткань, смоченная в метиловом спирте + тлеющая сигарета;

В. кирпичи + кислород воздуха + пламя свечи;

Г. солома + кислород воздуха + факел;

Д. ацетон + кислород воздуха + искра от зажигалки.

 

19. Совокупность отдельных пожаров, охватывающих более 90 % зданий комплексной застройки:

А. отдельные пожары;

Б. массовые;

В. скрытые.

 

Тест «Пожары и взрывы».

Ключ

Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3
Б В В
Г В Б
А,г,в,б В А,в,б,г
Б В Б
Б А В
В Б А,б,г
В Б Б
Г В В
Б В А,в
А А,в Г
А,б,г,д Б Б
Б А,б,г,д Б,в,д
В В А
А Б А,б,г
Б,в,д,е А,б,в,д,е А,б,д
В,д,е Г А,в,г
Б а,в,д А,б,в,д
Б,в В Г,д
г Г,д б


cyberpedia.su

Тест Пожары и Взрывы

  • Что такое пожар?

    1.   ?    Химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и света.
    2.   ?    Неконтролируемое стихийно развивающееся горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровья людей.
    3.   ?    Частный случай горения, протекающий мгновенно, с кратковременным выделением значительного количества тепла и света.
    4.   ?    Происходящее мгновенно событие, при котором возникает кратковременный процесс превращения вещества с выделением большого количества энергии в ограниченном объеме
  • Придя вечером домой, вы почувствовали запах газа. Ваши действия:

    1.   ?    Откроете окна, перекроете газ. Если запах газа не устранится, позвоните от соседей.
    2.   ?    Сообщите соседям и от них позвоните в газовую службу
    3.   ?    Включите свет, позвоните по телефону «04»
  • Процесс горения протекает при наличии:

    1.   ?    горючего вещества, окислителя и источника воспламенения
    2.   ?    возможности для теплообмена
    3.   ?    горючего вещества и восстановителя
  • Совместно с родителями и соседями вам удалось ликвидировать пожар в квартире. Нужно ли после этого вызывать пожарную команду?

    1.   ?    Нужно
    2.   ?    Не нужно
    3.   ?    Нужно, но только в случае повторного возгорания
  • Что надо сделать при сильных ожогах и образовании пузырей.

    1.   ?    Наложить стерильную повязку (бинт или проглаженную утюгом ткань)
    2.   ?    Проколоть образовавшиеся пузыри
    3.   ?    Смазать кожу жиром, зеленкой
  • При отравлении угарным газом прежде всего необходимо:

    1.   ?    согреть пострадавшего, при остановке или нарушении дыхания провести искусственную вентиляцию легких
    2.   ?    вынести пострадавшего на свежий воздух и обеспечить доступ кислорода к дыхательным путям
    3.   ?    дать понюхать с ватки нашатырный спирт, срочно доставить пострадавшего в лечебное учреждение
  • Пожары, которые возникают и развиваются внутри зданий:

    1.   ?    внутренние
    2.   ?    скрытые
    3.   ?    наружные
  • Как вы поступите, если на вас загорелась одежда:

    1.   ?    завернетесь в одеяло или обмотаетесь плотной тканью
    2.   ?    побежите и постараетесь сорвать одежду
    3.   ?    остановитесь, упадете и покатитесь, сбивая пламя
    4.   ?    остановлюсь и стану тушить пламя голыми руками
  • Объект на котором производят, используют, перерабатывают, хранят или транспортируют легковоспламеняющиеся и пожаровзрывоопасные вещества, создающие реальную угрозу возникновения техногенной ЧС:

    1.   ?    пожаровзрывоопасный объект
    2.   ?    радиационно опасный объект
    3.   ?    гидродинамически опасный объект
    4.   ?    аварийно химически опасным объектом
  • Производства с непожароопасными технологоческими процессами относятся к:

    Проверить
  • Три стадии развития пожара в здании:

    Проверить
  • Распространение пожара, при котором перемещение пламени происходит по поверхности горючих веществ в том или ином направлении и в той или иной плоскости:

    1.   ?    объемное
    2.   ?    линейное
    3.   ?    комплексное
    4.   ?    равностороннее
    5.   ?    массовое
    6.   ?    отдельное
  • Процесс горения протекает при следующих условиях:

    Проверить
  • Причины возникновения пожаров в жилых и общественных зданиях:

    Проверить
  • Как вы поступите, если увидите, что маленькие дети разожгли во дворе костер и бросают в огонь бумагу, пластмассовые упаковки и баллончики из-под аэрозолей? Назовите правильные ответы:

    Проверить
  • К пожаро и взрывоопасным объектам относятся:

    Проверить
  • Выберите пожароопасные категории производственных объектов.

    Проверить
  • Совокупность отдельных пожаров, охватывающих более 90 % зданий комплексной застройки:

    Проверить
  • Распространение пожара, при котором перемещение пламени происходит в пределах одного помещения, между помещениями, в пределах зданий, а также между зданиями:

    1.   ?    объемное
    2.   ?    линейное
    3.   ?    комплексное
    4.   ?    наружное
  • В каком из перечисленных примеров могут создаться условия для возникновения процесса горения:

    Проверить
  • Основные поражающие факторы пожара:

    Проверить
  • Пожары, у которых признаки горения можно установить визуально:

    1.   ?    наружные
    2.   ?    срытые
    3.   ?    внутренние
  • Стадия пожара, для которой характерно резкое увеличение температуры горения до 1000оС и скорости распространения огня:

    1.   ?    стадия разгорания
    2.   ?    завершающая стадия
    3.   ?    начальная стадия
    4.   ?    массовая стадия
  • Где чаще всего происходят пожары и взрывы?

    1.   ?    на пожаро-и взрывоопасных объектах
    2.   ?    на объектах сельского хозяйства
    3.   ?    на социальных объектах
    4.   ?    на транспортных магистралях
  • По потенциальной опасности пожаро и взрывоопасные производства подразделяют на 5 категорий: А,Б,В,Г,Д.
    К какой категории относят пожароопасные объекты?

    1.   ?    А
    2.   ?    В
    3.   ?    Г
    4.   ?    Б
    5.   ?    Д
  • Что является не характерным для взрыва:

    1.   ?    появление большого количества дыма
    2.   ?    большая скорость химического превращения
    3.   ?    большое количество газообразных продуктов
    4.   ?    сильный звуковой эффект
    5.   ?    мощное дробящее действие
  • Взрывы бывают:

    Проверить
  • Разрушение зданий при взрыве зависит от:

    1.   ?    От ударной волны
    2.   ?    От продуктов взрыва
    3.   ?    От географического положения
    4.   ?    От температуры окружающей среды
  • Что такое взрыв?

    1.   ?    Неконтролируемое стихийно развивающееся горение
    2.   ?    Химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и свечением.
    3.   ?    Частный случай горения, протекающий мгновенно, с кратковременным выделением значительного количества тепла и света.
    4.   ?    Неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан
  • Причиной взрывов на промышленных предприятиях может быть:

    1.   ?    несвоевременное проведение ремонтных работ, повышение температуры и давления внутри производственного оборудования
    2.   ?    понижение давления в технологическом оборудовании, отсутствие специальных приборов, указывающих превышение концентрации химически опасных веществ
    3.   ?    отсутствие специальных устройств удаления дыма, легкосбрасываемых конструкций во взрывоопасных производствах, наличие инертных газов в зоне взрыва
  • Взрыв характеризуется следующими особенностями:

    Проверить
  • В зависимости от среды в которой происходят взрывы, они бывают:

    Проверить
  • В зданиях и сооружениях обрушены перекрытия и разрушены все основные несущие конструкции. Восстановление невозможно. Оборудование восстановлению не подлежит. В коммунальных и энергетических сетях имеются разрывы кабелей, разрушения участков трубопроводов, опор воздушных линий электропередач:

    1.   ?    полные разрушения
    2.   ?    средние разрушения
    3.   ?    слабые разрушения
    4.   ?    сильные разрушения
  • Среди перечисленных ниже причин укажите те, которые характерны для взрыва на промышленных предприятиях и в быту:

    Проверить
  • В результате взрыва насосной станции по перекачке нефтепродуктов, обрушено перекрытие. Произошло разрушение трубопровода и электрокабеля, другого оборудования. Оборудование восстановлению не подлежит. Какого типа обрушение?

    1.   ?    сильные разрушения
    2.   ?    слабые разрушения
    3.   ?    полные разрушения
    4.   ?    средние разрушения
  • В результате взрыва в одном из производственных зданий разрушены перегородки, крыша, окна и двери. В наружных стенах появились трещины, повреждены трубопроводы, электрокабель. Перекрытия здания не разрушены. Здание может быть восстановлено после капитального ремонта:

    1.   ?    средние разрушения
    2.   ?    полные разрушения
    3.   ?    слабые разрушения
    4.   ?    сильные разрушения
  • Зона действия взрыва, для которой характерно интенсивное дробящее действие:

    1.   ?    зона действия детонационный волны
    2.   ?    зона действия продуктов взрыва
    3.   ?    зона действия воздушной ударной волны
  • Зона действия взрыва, для которой характерно воздействие разширяюшихся продуктов взрыва:

    1.   ?    зона действия детонационный волны
    2.   ?    зона действия продуктов взрыва
    3.   ?    зона действия воздушной ударной волны
  • Наибольшим разрушениям продуктами взрыва и ударной волной подвергаются здания и сооружения.
    Разрушения подразделяются на:

    Проверить
  • vssoh2.ucoz.ru

    Условия, необходимые для горения.

    Известно, что для возникновения горения необходимо наличие:
    1. Горючего вещества
    2. Окислителя
    3. Источника зажигания (энергетический импульс)
    Эти три составляющие часто называют треугольником пожара. Если исключить одну из них, то горение возникнуть не может. Это важнейшее свойство треугольника используется на практике для предотвращения и тушения пожаров.

    Воздух и горючее вещество составляют систему, способную гореть, а температурные условия обуславливают возможность самовоспламенения и горения системы.

    Наибольшая скорость горения получается при горении вещества в чистом кислороде, наименьшая (прекращение горения) – при содержании 14–15% кислорода.

    Горение веществ может происходить за счет кислорода, находящегося в составе других веществ, способных легко его отдавать. Такие вещества называются окислителями. Приведем наиболее известные окислители.

    · Бертолетова соль (KClO3).

    · Калийная селитра (KNO3).

    · Натриевая селитра (NaNO3).

    В составе окислителей содержится кислород, который может быть выделен путем разложения соли, например:

    2 KClO3 = 2KCl + 3 O2

    Разложение окислителей происходит при нагревании, а некоторых из них даже под воздействием сильного удара.

    2. Продукты горения. Полное и неполное сгорание. Экологические аспекты процессов горения.

    В процессе горения образуются продукты сгорания. Состав usшвисит от горящего вещества и условий горения. Продукты сгорания, за исключением окиси углерода, гореть не способны.

    Дым, образующийся при горении органических веществ, содержит твердые частицы и газообразные продукты (углекислый газ, окись углерода, азот, сернистый газ и другие). В зависи­мости от состава веществ и условий их горения получается различный по содержанию дым. Дымы, образующиеся при горении разных веществ, отличаются не только составом, но цветом и запахом. По цвету дыма можно определить, какое вещество горит, хотя цвет дыма изменяется в зависимости от условий трения. При горении древесины дым имеет серовато-черный пнет; бумаги, сена, соломы — беловато-желтый; ткани и хлоп­ка— бурый; нефтепродуктов — черный и т. д.

    Продукты горения – это газообразные, жидкие или твердые вещества, образующиеся в процессе горения. Состав продуктов сгорания зависит от состава горящего вещества и от условий его горения. Органические и неорганические горючие вещества состоят, главным образом, из углерода, кислорода, водорода, серы, фосфора и азота. Из них углерод, водород, сера и фосфор способны окисляться при температуре горения и образовывать продукты горения: СО, CO2, SO2, P2O5. Азот при температуре горения не окисляется и выделяется в свободном состоянии, а кислород расходуется на окисление горючих элементов вещества. Все указанные продукты сгорания (за исключение окиси углерода СО) гореть в дальнейшем больше не способны. Они образуются при полном сгорании, то есть при горении, которое протекает при доступе достаточного количества воздуха и при высокой температуре.

    Углекислый газ или двуокись углерода (СО2) – продукт полного горения углерода. Не имеет запаха и цвета. Горение магния, например, происходит в атмосфере углекислого газа по уравнению:

    CO2 +2 Mg = C + 2 MgO.

    При концентрации углекислого газа в воздухе, превышающей 3-4.5%, нахождение в помещении и вдыхание газа в течение получаса опасно для жизни.

    Оксид углеродаили угарный газ (СО) – продукт неполного сгорания углерода. Этот газ не имеет запаха и цвета, поэтому особо опасен.

    Сернистый газ (SO2) – продукт горения серы и сернистых соединений. Бесцветный газ с характерным резким запахом.

    ДымПри горении многих веществ, кроме рассмотренных выше продуктов сгорания выделяется дым – дисперсная система, состоящая из мельчайших твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в каком-либо газе.

    При неполном сгорании органических веществ в условиях низких температур и недостатка воздуха образуются более разнообразные продукты – окись углерода, спирты, кетоны, альдегиды, кислоты и другие сложные химические соединения. Они получаются при частичном окислении как самого горючего, так и продуктов его сухой перегонки (пиролиза). Эти продукты образуют едкий и ядовитый дым. Кроме того, продукты неполного горения сами способны гореть и образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Такие взрывы бывают при тушении пожаров в подвалах, сушилках и в закрытых помещениях с большим количеством горючего материала. Рассмотрим кратко свойства основных продуктов горения.

    Экологические аспекты процессов горения.Применение природного газа позволяет уменьшить загрязнение атмосферы оксидам серы, твердыми частицами и окисью углерода, однако в атмосферу поступает большое количество оксидов азота, окиси углерода и канцерогенных веществ (3,4-бенз(о)перен). Правильная организация горения, выбор рациональных способов сжигания позволяет свести к минимуму образование вредных веществ и выделение их в воздушный бассейн. Использование природного газа позволяет вести не только пассивную, но и активную борьбу за чистоту воздуха: использование установок для дожигания, использование выбросных газов для подачи в газовый горелки вместо соответствующего количества воздуха.

    Экологические проблемы горения. Задача – не навредить при сжигании топлив. Негативные проявления:

    -Техногенное тепловыделение соизмеримо с компонентами теплового баланса атмосферы;

    — Акустический шум турбулентных пламен при работе авиационных и ракетных двигателей – загрязнитель окружающей среды.

    — Выброс вредных продуктов сгорания – окислов азота, окислов металлов, угарного газа (при высоких Тг), окислов серы, канцерогенных веществ – продуктов неполного пиролиза органических горючих, сажи, углекислого газа (при низких Тг) – является причиной: изменения оптических свойств атмосферы и уменьшения потока солнечного излучения, возникновения кислотных дождей, усиления «парникового эффекта», разрушения озонового слоя Земли, негативного воздействия на флору и фауну, здания и конструкции. Общий итог : глобальное потепление, климатические катастрофы (циклоны, бураны, смерчи, цунами, наводнения, засухи, сходы лавин, сели)..

    3. Уравнения горения веществ в кислороде и на воздухе, методика их составления. Термодинамика процессов горения. Тепловые эффекты реакций горения.

    Общее уравнение реакции горения любого углеводорода
    CmHn + (m + n/4) O2 = mCO2 + (n/2) Н2O + Q (8.1)
    где m, n — число атомов углерода и водорода в молекуле; Q — тепловой эффект реакции, или теплота сгорания.

    Тепловой эффект (теплота сгорания) Q — количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кмоля, 1 кг или 1 м3 газа при нормальных физических условиях. Различают высшую Qв и низшую Qн теплоту сгорания: высшая теплота сгорания включает в себя теплоту конденсации водяных паров в процессе горения (в реальности при сжигании газа водяные пары не конденсируются, а удаляются вместе с другими продуктами сгорания). Обычно технические расчеты обычно ведут по низшей теплоте сгорания, без учета теплоты конденсации водяных паров (около 2400 кДж/кг).
    КПД, рассчитанный по низшей теплоте сгорания, формально выше, но теплота конденсации водяных паров достаточно велика, и ее использование более чем целесообразно. Подтверждение этому — активное применение в отопительной технике контактных теплообменников, весьма разнообразных по конструкции.
    Для смеси горючих газов высшая (и низшая) теплота сгорания газов определяется по соотношению
    Q = r1Q1 + r2Q2 + … + rnQn (8.2)
    где r1, r2, …, rn — объемные (молярные, массовые) доли компонентов, входящих в смесь; Q1, Q2, …, Qn— теплота сгорания компонентов.
    Процесс горения протекает гораздо сложнее, чем по формуле (8.1), так как наряду с разветвлением цепей происходит их обрыв за счет образования промежуточных стабильных соединений, которые при высокой температуре претерпевают дальнейшие преобразования. При достаточной концентрации кислорода образуются конечные продукты: водяной пар Н2О и двуокись углерода СО2. При недостатке окислителя, а также при охлаждении зоны реакции, промежуточные соединения могут стабилизироваться и попадать в окружающую среду.
    Высокотемпературное горение углеводородов имеет весьма сложный характер и связано с образованием активных частиц в виде атомов и радикалов, а также промежуточных молекулярных соединений. В качестве примера приводятся реакции горения простейшего углеводорода — метана:

    1. Н + О2 —› ОН + О
    СН4 + ОН —› СН3 + Н2О
    СН4 + О —› СН2 + Н2О
    2. СН3 + О2 —› НСНО + ОН
    СН2 + О2 —› НСНО + О
    3. НСНО + ОН —› НСО + Н2О
    НСНО + О —› СО + Н2О
    НСО + О2 —› СО + О + ОН
    4. СО + О —› СО2
    СО + ОН —› СО2 + Н

    Итог единичного цикла:
    2СН4 + 4О2 —› 2СО2 + 4Н2О

    Термодинамика горения

    Исходный состав горючей смеси характеризуется молярными или массовыми долями компонентов и начальными давлением и температурой. Если состав смеси подобран так, что при её сгорании и горючее, и окислитель полностью преобразуются в продукты реакции, то такая смесь называется стехиометрической. Смеси с избытком топлива называются богатыми, а с недостатком топлива — бедными. Степень отклонения состава смеси от стехиометрического характеризуется коэффициентом избытка топлива (англ. equivalenceratio)[35]:

     

    где YF и YO — массовые доли топлива и окислителя соответственно, а (YF/YO)st — их отношение в стехиометрической смеси. В русскоязычной литературе используется также коэффициент избытка окислителя (или воздуха), обратный коэффициенту избытка топлива.

    Адиабатическая температура горения смесей CH4 с воздухом в зависимости от коэффициента избытка топлива. P = 1 бар, T0 = 298,15 K.

    Если горение происходит адиабатически при постоянном объёме, то сохраняется полная внутренняя энергия системы, если же при постоянном давлении — то энтальпия системы. На практике условия адиабатического горения приближённо реализуются в свободно распространяющемся пламени (без учёта теплопотерь излучением) и в других случаях, когда потерями тепла из зоны реакции можно пренебречь, например, в камерах сгорания мощных газотурбинных установок или ракетных двигателей.

    Адиабатическая температура горения — это температура продуктов, достигаемая при полном протекании химических реакций и установлении термодинамического равновесия. Для термодинамических расчётов используются таблицы термодинамических функций[36] всех компонентов исходной смеси и продуктов. Методы химической термодинамики позволяют рассчитать состав продуктов, конечное давление и температуру при заданных условиях сгорания. В настоящее время доступно много программ, способных выполнять эти расчёты[37][38].

    Теплота сгорания — это количество теплоты, выделившейся при полном сгорании исходных компонентов, то есть до CO2 и H2O для углеводородных топлив. На практике часть выделившейся энергии расходуется на диссоциацию продуктов, поэтому адиабатическая температура горения без учёта диссоциации оказывается заметно выше той, что наблюдается на практике[39].

    Термодинамический расчёт позволяет определить равновесный состав и температуру продуктов, но не даёт никакой информации о том, с какой скоростью система приближается к равновесному состоянию. Полное описание горения требует знания механизма и кинетики реакций и условий тепло- и массообмена с окружающей средой.

     

    4. Типы пламени и скорость горения. Теории горения: тепловая, цепная, диффузионная.

    В общем случае скорость горения зависит от скорости смешения исходных компонентов в зоне прогрева и зоне реакции (для гетерогенных систем), от скорости химических реакций между компонентами, от скорости передачи тепла и активных частиц из зоны реакции к исходной системе. Нормальная скорость горения (и тем более форма фронта горения) зависит от условий течения свежей смеси и продуктов горения (особенно при горении в двигателях).

    Поэтому в теории горения рассматривается несколько основных типов пламен. Они неодинаковы по своему научному и практическому значению и степени изученности. Неодинаковы параметры, представляющие наибольший интерес для данного типа пламени. Существенно отличается подход к теоретическому рассмотрению каждого типа пламени. Некоторые различия имеются и в экспериментальных методах.

    Перечислим наиболее важные для теории горения типы пламен:

    1) ламинарное пламя в гомогенной газовой смеси. К этому же типу относится пламя при горении летучих взрывчатых веществ;

    2) ламинарное диффузионное пламя при горении струи горючего газа в окислительной атмосфере. К этому типу примыкает пламя при диффузионном горении жидкого горючего, налитого в цилиндрический сосуд, и т. п.;

    3) пламя при горении капли жидкого горючего или частицы твердого горючего в окислительной атмосфере;

    4) турбулентные пламена в гомогенных или в предварительно не смешанных газовых смесях;

    5) пламя при горении нелетучих взрывчатых веществ, порохов и т. д. в тех случаях, когда существенную роль играет реакция в конденсированной фазе.

    Коротко рассмотрим некоторые характеристики основных типов пламен в той мере, в какой это полезно для понимания закономерностей горения конденсированных смесей.

    Предварительно следует остановиться на определении скорости горения. При ламинарном горении газовых смесей и гомогенных конденсированных систем большое принципиальное значение имеет понятие нормальной скорости горения (). По определейию, равна скорости перемещения пламени относительно свежей смеси в направлении, перпендикулярном поверхности пламени в данной точке. Размерность в системе СИ — м/сек, однако для скорости горения эта единица пока употребляется редко и только для газовых систем. Обычно величину для газовых систем выражают в см/сек, а для конденсированных систем в мм/сек (если выражать скорость горения конденсированных систем в м/сек, то в обычном диапазоне давлений получаются очень малые дробные числа).

    Для гомогенных конденсированных систем чаще всего измеряется скорость горения цилиндрических зарядов, горящих с торца, причем фронт горения полагается плоским (опыт показывает, что в большинстве случаев при наличии надлежащей оболочки это допущение справедливо, и искажения наблюдаются лишь на краях заряда). К тому же для твердых веществ (и достаточно вязких жидких веществ) исходное (твердое или жидкое) вещество неподвижно во время горения. Поэтому в данном случае нормальная скорость горения просто равна видимой скорости пламени (в лабораторной системе координат) и постоянна в различных точках заряда.

    

    infopedia.su

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *