ТГиВ Лекция 2

1. Горение и окисление

2. Виды реакций

• Экзотермические реакции – это реакции,
проходящие с выделением тепла.
• Эндотермические реакции – это реакции,
проходящие с поглощением тепла.

3. 1. Продукты горения

1. Продукты горения
• Продукты горения – это газообразные,
жидкие
или
твердые
вещества,
образующиеся в процессе горения.

4. Углекислый газ

• Углекислый газ или двуокись углерода (СО2) –
продукт полного горения углерода. Не имеет запаха
и цвета. Плотность его по отношению к воздуху ρ =
1,52. Плотность углекислого газа при температуре Т
= 0 С и при нормальном давлении р = 760 мм
ртутного столба равна 1,96 кг/м3 (плотность воздуха
при этих же условиях равна ρ = 1,29 кг/м3).
Углекислый газ хорошо растворим в воде (при Т = 15
С в одном литре воды растворяется один литр газа).
Углекислый газ не поддерживает горение веществ,
за исключением щелочных и щелочно-земельных
металлов.

5. Оксид углерода

• Оксид углерода или угарный газ (СО) – продукт неполного
сгорания углерода. Этот газ не имеет запаха и цвета, поэтому
особо опасен. Относительная плотность ρ = 0,97. Плотность
угарного газа при Т = 0 С и р = 760 мм рт. ст. составляет 1,25
кг/м3. Этот газ легче воздуха и скапливается в верхней части
помещения при пожарах. В воде оксид углерода почти не
растворяется. Способен гореть и с воздухом образует
взрывчатые смеси. Угарный газ при горении дает пламя
синего цвета. Угарный газ является очень токсичным.
Вдыхание воздуха с концентрацией угарного газа 0,4 %
смертельно для человека. Стандартные противогазы от
угарного газа не защищают, поэтому при пожарах
применяются специальные фильтры или кислородные
изолирующие приборы.

6. Сернистый газ

• Сернистый газ (SO2) – продукт горения серы и
сернистых соединений. Бесцветный газ с
характерным резким запахом. Относительная
плотность сернистого газа ρ = 2,25. Плотность этого
газа при Т = 0 С и р = 760 мм рт. ст. составляет 2,9
кг/м3, т.е. он намного тяжелее воздуха. Сернистый
газ хорошо растворяется в воде, например, при
температуре Т = 0 С в одном литре воды
растворяется восемьдесят литров SO2, а при Т = 20 С
– сорок литров. Сернистый газ горение не
поддерживает. Действует раздражающим образом
на слизистые оболочки дыхательных путей,
вследствие чего является очень токсичным.

7. Дым

• При 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. Диаметр частиц
дыма составляет 10–4–10–6 см (от 1 до 0,01 мкм). Более
крупные твердые частицы, образующиеся при горении,
быстро оседают в виде копоти и сажи. При горении
органических веществ дым содержит твердые частицы сажи,
взвешенные в CO2, CO, N2, SO2 и других газах. В зависимости
от состава и условий горения вещества получаются
различные по составу и по цвету дымы. При горении дерева,
например, образуется серовато черный дым, ткани – бурый
дым, нефтепродуктов – черный дым, фосфора – белый дым,
бумаги, соломы – беловато-желтый дым.

8. 2. Понятие о кинетическом и диффузионном горении

• Область горения, в которой время сгорания
зависит только от скорости химической
реакции между кислородом и горючим,
называется кинетической.
• Область горения, в которой скорость процесса
зависит только от времени, необходимого для
возникновения
физического
контакта
кислорода и горючего или от скорости другого
физического
процесса,
называется
диффузионной.

9. Схема процесса горения паров или газов

10. Схема диффузии кислорода в зону горения твердого вещества (гетерогенное горение)

11. Зависимость скорости U кинетического (1) и диффузионного (2) режимов от температуры

12. 3. Дефлаграционное и детонационное горение

3. Дефлаграционное и
детонационное горение
• Нормальное горение – это горение, при котором
распространение пламени происходит при
отсутствии
внешних
возмущений
(турбулентности или изменения давления газов).
• Процесс распространения пламени по горючей
газовой смеси, при котором самоускоряющаяся
реакция горения распространяется вследствие
разогрева путем теплопроводности от соседнего
слоя
продуктов
реакции,
называется
дефлаграцией.

13. Процесс распространения пламени в трубе

14. 4. Детонационное горение

4. Детонационное горение

15. 5. Пиролиз

• Пиролиз – это нагрев органических
веществ до высоких температур без
доступа воздуха. При этом происходит
разложение, или расщепление, сложных
соединений на более простые (коксование
угля, крекинг нефти, сухая перегонка
дерева).

16. Процесс пиролиза