Кинетический и диффузионный режимы горения, Состав горючих веществ и окислителя при расчетах параметров горения в атмосфере - Принципы горения и взрыва

Горючие системы Подразделяются на однородные и неоднородные. Однородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров с воздухом). Горение таких систем называют Горением Кинетическим. Скорость его определяется скоростью химической реакции, значительной при высокой температуре. При определенных условиях такое горение может носить характер взрыва или детонации. Неоднородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела (твердые горючие материалы и не распыленные жидкости). В процессе горения неоднородных горючих систем кислород воздуха проникает (диффундирует) сквозь продукты горения к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют Диффузионным горением, Так как его скорость определяется главным образом, сравнительно медленно протекающим процессом-диффузией.

Состав горючих веществ и окислителя при расчетах параметров горения в атмосфере

При большинстве пожаров в основе горения лежат реакции соединения горючих веществ с кислородом воздуха и только в отдельных случаях, когда горят взрывчатые вещества, пиротехнические изделия и другие материалы с положительным кислородным балансом, горение происходит за счет кислорода, содержащегося в молекуле горючего вещества или кислорода окислителя.

Поскольку воздух состоит из 21% (об.) кислорода и 79% (об.) азота, т. е. в нем на 1 моль кислорода приходится 79/21 = 3,76 молей азота, то уравнение реакции горения вещества в воздухе составляют с учетом того, что на каждый моль кислорода приходится по 3,76 моля азота.

Например, реакции горения водорода, метана, этана, пропана, ацитилена и спирта, и запишутся в виде следующих уравнений:

2Н2 +02 +3,76N2 = 2H2 0 + 3,76N2.

СН4 + 202 + 2 * 3,76N2 = С02 + 2Н20 + 2 * 3,76N2;

С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 * 3,76N2;

С3Н8 + 502 + 5* 3,76N2 = 3С02 + 4Н20 + 5 * 3,76N2;

С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 * 3,76N2;

С2Н50Н + 302 + 3 * 3/76N 2 = 2С02 + ЗН20 + 3 * 3,76N2;

Азот в уравнениях химических реакций горения учитывается потому, что он поглощает часть теплоты, выделяемой в результате реакций горения, и входит в состав продуктов сгорания - дымовых газов. При написании уравнения горения и составлении материального баланса, как правило, записывают только продукты полного окисления СО2 и Н2О. Если в составе горючего вещества есть сера (S), то при сгорании образуется SО2 - его также записывают. Азот (N), входящий в состав горючего вещества, при горении в воздухе не окисляется, а выделяется в виде свободного азота (N2). Объясняется это тем, что при горении в воздухе температура горения относительно невысокая (1500-2000 К) и при такой температуре окислы азота не образуются. По уравнениям химических реакций горения рассчитывается количество воздуха, необходимого для полного сгорания единицы массы или единицы объема горючего вещества, а также состав и количество продуктов сгорания.

Похожие статьи




Кинетический и диффузионный режимы горения, Состав горючих веществ и окислителя при расчетах параметров горения в атмосфере - Принципы горения и взрыва

Предыдущая | Следующая