237.56K
Категория: ХимияХимия

Гомогенный и гетерогенный процесс горения. Теоретический и практический расход воздуха. Температура горения

1.

ГОМОГЕННЫЙ И
ГЕТЕРОГЕННЫЙ
ПРОЦЕСС ГОРЕНИЯ
Преподаватель: Баринова Е.О.

2.

Гомогенное и гетерогенное горение

1. Гомогенное горение газов и паров горючих веществ в среде газообразного окислителя.

2. Гетерогенное горение твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя.

3.

Гомогенное горючее

4.

Гетерогенное горение

5.

Воспламенение

- Начальная стадия горения, в течение которой энергия, подводимая к системе от
внешнего источника энергии, приводит к резкому ускорению химической реакции из-за
прогрессивного накопления энергии (тепловое воспламенение) или активных
промежуточных частиц

Классическим явлением воспламенения является процесс возникновения горения в
небольшой части горючей смеси

6.

Вспышка воспламенения

Вспышка представляет собой воспламенение смеси воздуха с парами над жидкостью или
твердым телом без загорания жидкости или твердого тела

Фактически вспышка – процесс неустойчивого, быстро прекращающегося горения

7.

Насыщенные искры

Для каждой горючей смеси существует минимальная мощность электрической искры,
способной ее воспламенить. Эта минимальная мощность зависит от состава,
температуры, давления смеси

Увеличение мощности искр ведет к расширению концентрационных или температурных
пределов воспламенения газовых смесей

Искры такой мощности называют насыщенными.

Насыщенные искры можно считать разновидностью высокотемпературных источников
воспламенения

8.

Воспламенение гетерогенных горючих

Из твердых горючих веществ наиболее легко воспламеняются волокнистые и
мелкораздробленные материалы

Все они обладают малой теплопроводностью и большой удельной поверхностью, что
способствует сохранению тепловой энергии искры в небольшом объеме горючего
вещества и, как следствие, быстрому нагреву

9.

Распространение пламени
Детонационная волна
Волна горения


Эта волна поджигает следующую
порцию газа. Главный признак
детонационной волны - огромная
разница давлений перед фронтом и
позади его. Скорость детонационной
волны выше скорости звук и процесс
протекает как взрыв
Распространяется посредством
диффузии активных частиц в соседние
зоны и теплопередачи к соседним
слоям газа

10.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ И
ПРАКТИЧЕСКИЙ
РАСХОД ВОЗДУХА
НА ГОРЕНИЕ

11.

Удельный теоретический расход
воздуха

Vв° называется минимальное его количество, необходимое для полного сгорания единицы
массы горючего вещества при нормальных условиях.

12.

Стехиометрическое количество
воздуха

Вуравнении реакции горения предполагает, что при данном соотношении компонентов,
участвующих в реакции горения, воздух расходуется полностью. Объем воздуха в данном
случае называется теоретическим (Vвтеор ).

13.

Практический объем воздуха

Избыточный воздух DVв

Vвпр = Vвтеор + DVв

и, следовательно, избыток воздуха будет равен

DVв= Vвпр - Vвтеор

14.

Коэффициент избытка воздуха при
кинетическом горении

Показывает отклонение газопаровоздушной смеси от стехиометрической концентрации

При стехиометрической концентрации α=1

Величина a является важной характеристикой машин и агрегатов, в которых осуществляется
организованное горение

Почти всегда a несколько больше единицы и находится в интервале значений:

1,02 – 1,3 в зависимости от характера сжигаемого вещества. Именно этим обусловлено название
коэффициента a - коэффициент избытка воздуха. В действительности для кинетического горения его
значения могут быть как больше, так и меньше 1.

При a > 1 горючую смесь называют бедной по горючему компоненту, а при a < 1 – богатой по горючему
компоненту.

Избыток воздуха имеется только в смеси, бедной по горючему компоненту. Избыток воздуха равен:

DVв= Vвтеор(a -1) (3)

15.

Диффузионный режим горения

В закрытом объеме диффузионное горение большинства горючих материалов возможно
только до определенной пороговой концентрации кислорода, так называемой остаточной
концентрации кислорода в продуктах горения. Т.е. при диффузионном горении, кислород
воздуха не весь задействуется на горение

Коэффициент избытка воздуха для диффузионного горения правильнее
назвать коэффициент участия воздуха в горении. Эта характеристикаболее полно
отражает суть процесса горения на пожаре и не дает ошибочных представлений и
понятий

Отношение объема воздуха, практически пошедшего на горение при диффузионном
горении, к теоретически необходимому, называется коэффициентом избытка воздуха и
обозначается греческой буквой α (альфа):

16.

Практический объем воздуха

Формула для расчета практического объема воздуха для сгорания заданного количества
горючего вещества имеет вид:

где:

α - коэффициент избытка воздуха.

17.

Диффузионный режим горения

его можно определить также по выражению:

где:

возд
О2 концентрация кислорода в воздухе до начала горения, в объемных %, обычно, если
не задано иное, принимают 21%;

остаточное
- концентрация кислорода в воздухе, при которой прекращается горение
О2
данного вещества (остаточное содержание кислорода), в объемных %.

18.

Вычисление горючих веществ

Индивидуальные химические соединения с известной химической формулой

Конденсированные горючие вещества неизвестного химического строения, но с
известным элементным составом

Смесь газов или паров

19.

Температура горения и ее виды

В условиях закрытого пожара температурой горения Тгор называют температуру продуктов
горения. Продукты горения быстро заполняют объем и изолируют пламя, поэтому его
излучением можно пренебречь

В условиях открытого пожара под температурой горения понимают температуру пламени

20.

Виды температур

Теоретическую температуру горения – такая температура, до которой бы нагрелись продукты горения, если
бы все выделившееся тепло пошло на их нагревание, за исключением тепла, расходуемого на диссоциацию
продуктов горения:
2СО2 2СО + О2 – 566 кДж;
2Н2О 2Н2 + О2 – 478 кДж.

Калориметрическую температуру горения – температура, до которой нагрелись бы продукты горения при
следующих условиях:
потерь тепла нет;
температура горючего вещества и воздуха равно нулю градусов по Цельсию;
коэффициент избытка воздуха α= 1;
горение полное.

Адиабатическую температуру горения. В отличие от калориметрической учитывается состав горючей смеси,
т.е. 1;

Действительную температуру горения, т.е. такую температуру, до которой нагреваются продукты горения в
реальных условиях (температура пожара).

21.

Факторы, влияющие на
температурный режим
нагрузка;
вид горючего вещества.
потери тепла;
начальная температура Тн окружающей среды;
условия воздухообмена.
English     Русский Правила