Сутність та види поцесів самозаймання. Теплове самозаймання

1. СУТНІСТЬ ТА ВИДИ ПОЦЕСІВ САМОЗАЙМАННЯ

Теплове
самозаймання.

2.

• Ключові слова:
• Самозаймання (СЗ), летючі продукти
розкладання (ЛПР), Тсн, СС, СН, твердий
горючий маиеріал (ТГМ), летючі продукти
розкладання (ЛПР), твердий вуглецевий
залишок (ТВЗ)
• План лекції:
• 1. особливості процесів самозаймання.
• 2. умови і фактори виникнення
самозаймання.
• 3. Теплове самозаймання

3. 1. ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСІВ САМОЗАЙМАННЯ.

Самозаймання виникає у скупченні матеріалу
а умови q(+) > q(-).
Найменша температура речовини, при якій
виникає
її
самонагрівання,
називається
температурою самонагрівання Тсн.
Виникнення горіння речовин за рахунок їх
самонагрівання
під
впливом
внутрішніх
екзотермічних процесів і відсутності джерела
запалювання називається самозайманням.

4.

Речовини у яких:
1) Тсн > 50оС, здатні до лише до теплового
самозаймання.
2) Тсн < 50оС - пірофорні речовини, що здатні до
горіння без додаткового нагріву, тому що Т0 ≥ Тсн.
При СЗ для виникнення горіння необхідні:
1) первинний тепловий імпульс всередині системи,
який надалі викликає окиснення ГР;
2) накопичення тепла всередині системи. Це
призводить до: 1. q(+) > q(-), 2. самонагрівання,
3. Наявності підготовчого етапу – часу
індукції перед виникненням горіння.

5.

Відмінності СЗ від СС.
1. При СЗ горіння виникає в тій частині купи ГР, де
є найменші q(-) і тому максимальну температуру.
2. До СЗ схильні багато речовини з Тсн < 50оС.
3. До СЗ схильні пористі, волокнисті, сипучі ТГМ.
Процес протікає в глибині матеріалу як тління, яке
може перейти в полум'яне горіння на поверхні.
4. При СЗ - дифузійне гетерогенне (окислення по
поверхні твердої речовини в порах).

6.

• 5. Період індукції при СЗ більший, ніж при СС.
• 6. СЗ трапляється частіше, ніж СС.
• 7. До СС призводить самонагрівання при
окисленні ГР. До СЗ призводить самонагрівання за
рахунок екзотермічних процесів:
• 1) фізичних, 2) хімічних, 3) мікробіологічних; 4)
термодеструкція з окисненням продуктів
розкладання.
• За первинним чинником самонагрівання
речовини розрізнюють види СЗ:
• - мікробіологічне, - хімічне, - фізичне; - теплове.

7.

імічне СЗ виникає при реакціях речовин з
виділенням тепла: 1. з О2 повітря. 2) з водою 3) з
іншими окисниками.
Фізичне СЗ є наслідком тепловиділення фізичних
процесів: 1. адсорбції. 2. абсорбції. 3.
тепловиділення при терті.
Мікробіологічне
СЗ
властиво
рослинним
матеріалам, в яких можлива життєдіяльність
мікроорганізмів.
Теплове СЗ виникає при нагріві речовин до
температури розкладання. Продукти розкладання
окислюються з виділенням тепла, що спричиняє
самонагрівання.

8. 2. УМОВИ І ФАКТОРИ ВИНИКНЕННЯ СЗ

СЗ виникає за умов, що сприяють накопиченню
тепла в системі, коли q(+) > q(-)
При окисленні матеріалу виділяється тепло:
q(+) = Q rм K jок - це тепло витрачається на нагрів
матеріалу і повітря, на втрати в навколишнє середовище,
випаровування вологи Ф, шляхом теплопровідності.
• q(-) = qнагр матер + qнагр пов. + qвтрат =
= rм см dT/dt + rп сп wп dT/dу + l 2Т + aS(T-T0) + Ф
де Q- ?; K-константа адсорбції;
l, rм, rп см, сп, dT/dt, dT/dу - ?;
vпов - швидкість повітря;
2Т - зміна в часі температурного поля.

9.

Фактори, що впливають на можливість СЗ:
1.Хімічні: якщо jок↑; Еакт↓; Q↑ то Тсн↓ ПНБ↑
2.Фізичні: Sпит, дисперсність, пористість, сумарна
поверхня часток, кількість повітря в матеріалі,
вологість, rм, см, сп: якщо см, сп.↑ Тсн↑ ПНБ↓
при Sхр>>Sзовн Тсн↓ ПНБ↑.
Так, при зменшенні висоти штабелю вугілля
Sзовн↑ Sпит↑, q(-)↑ і самозаймання стає
неможливим.
3. Стан навколишнього середовища, То, vпов. α
• Т0↑, q(-)↓ Тсн↓ ПНБ↑
• α↑ q(-)↑ Тсн↑ ПНБ↓

10. 3. ТЕПЛОВЕ САМОЗАЙМАННЯ

Стадії теплового СЗ:
• 1. Тривалий зовнішній нагрів.
• 2. Термічне розкладання ГР на летючі та тверді
продукти.
• 3. Окислення ЛПР.
• 4. Накопичення тепла реакції.
5. Окислення ТВЗ.
6. Накопичення тепла
7. Поява тління.
8.Поява полум’яного горіння.

11.

Умови виникнення теплового СЗ:
1. Підвищена Т0; 2. Малий q(-). 3. Є доступ
кисню вглиб речовини.
Розрахунково схильность речовин до
теплового СЗ визначають за показниками:
1. Мінімальна Тсн матеріалу.
2. Період індукції.
3. Питома поверхня матеріалу
S пит = Sповн /V
За експериментом - ?.

12.

Завдання на самопідготовку:
1. Вивчити літературу: Демидов, Шандыба,
Щеглов - Горение и свойства горючих
материалов, с.68-70,
2. И.М.Абдурагимов и др. - Процессы
горения, стр.58-85
Демидов, Саушев - Горение и свойства
горючих веществ, стр.121-131.