Распространение - холодное пламя
Cтраница 3
Образование алкоксильного радикала RO с энергией, достаточной для его распада, приводит, как будет показано ниже ( § 4), к развитию либо особого механизма перекисного окисления, либо высокотемпературного окисления. В этом случае реакция 4 становится фактором самоторможения холоднопламенного процесса. В итоге распространение холодного пламени осуществляется главным образом диффузией из зоны реакции в свежий газ радикалов R, ROO, либо без переноса тепла, либо независимо от него, а иногда даже вопреки ему. [31]
Самовоспламенение последней части заряда топливно-воздушной меси происходит в три стадии в соответствии с изменением ее температуры. Образование холодного пламени в этой стадии связывается с взрывным распадом накопившихся в смеси перекисей. В результате распространения холодного пламени реагирует 5 - 10 % смеси и образуется большое количество высокоактивных соединений - перекисей, альдегидов и радикалов. В результате распространения вторичного холодного пламени реагирует - 50 % несгоревшей смеси. [32]
 |
Влияние примеси метиламина на период индукции смеси С4Н8 02 при 290 мм. [33] |
Рубиной и Р. Б. Шноль [12] исследовано влияние ингибиторов, в частности, метиламина и тетраметилсвинца, на скорость распространения холодного пламени этилового эфира. Как видно из рассмотрения рис. 8 ( кривая 2), скорость распространения холодного пламени в смеси С2Н6 - ОС2Н5 02 была равна 5 см / сек. [34]
 |
Скорость распространения пламени в зависимости от. [35] |
Уравнение ( V-14), в котором константа k0 оказалась постоянной при разных температурах, хорошо согласуется с экспериментальными данными. Как видим, получено вполне удовлетворительное совпадение рассчитанных и экспериментально определенных скоростей распространения пламен. Это служит подтверждением того, что включение в кинетику реакции квадратичного автокатализа дает возможность объяснить диффузионным механизмом распространение холодного пламени сероуглерода в практически изотермических условиях по холодной среде. [36]
Судя по приведенным данным, средняя длина цепи при распаде перекиси значительно больше, чем при цепном распаде ( крекинге) углеводородов. С этой точки зрения, противоречивые результаты опытов Неймана и английских авторов находят простое объяснение в том, что цепной распад перекисей в определенных условиях ( пониженного теплоотвода) может приобретать характер теплового взрыва, представляя, таким образом, в общем случае явление цепочечно-теплового взрыва. Однако тепловой взрыв, в котором выделение тепла связано с образованием конечных продуктов распада, сам по себе не может создать необходимую для распространения холодного пламени локальную концентрацию активных центров и играет поэтому подчиненную роль в явлении холодного пламени. [37]
Судя по приведенным данным, средняя длина цепи при распаде перекиси значительно больше, чем при цепном распаде ( крекинге) углеводородов. С этой точки зрения, противоречивые результаты опытов Неймана и английских авторов находят простое объяснение в том, что цепной распад перекисей в определенных условиях ( пониженного теплоотвода) может приобретать характер теплового взрыва, представляя, таким образом, в общем случае явление цепочечно-теплового взрыва. Однако тепловой взрыв, в котором выделе ние тепла связано с образованием конечных продуктов распада, сам по себе не может создать необходимую для распространения холодного пламени локальную концентрацию активных центров и играет поэтому подчиненную роль в явлении холодного пламени. [38]
Дальнейшее изложение построено следующим образом. Сначала исследуются свойства изотермического пламени с простой, но достаточно общей кинетической схемой. Затем приводится ряд общих результатов теории изотермических пламен в многокомпонентной смеси газов и в заключение - данные экспериментов и численных расчетов скорости и пределов распространения холодного пламени окисления сероуглерода. [39]
После воспламенения рабочей смеси от искры цепные реакции предпламенного окисления резко ускоряются в связи с повышением температуры и давления. Концентрация перекисей в рабочей смеси перед фронтом пламени возрастает, и появляется так называемое холодное пламя. Холодным пламенем называется своеобразное свечение реакционной смеси в результате возбуждения реагирующих молекул от тепла, выделяющегося при реакции окисления, и взрывного разложения накопившихся перекисей. В результате распространения холодного пламени, в рабочей смеси продолжает возрастать количество перекисей, альдегидов, свободных радикалов. Такая активизация смеси приводит к образованию вторичного холодного пламени. Температура повышается еще выше. В несгоревшей части смеси возрастает концентрация окиси углерода и различных активных частиц. В реакции окисления вовлекаются больше половины молекул не сгоревшей смеси. В результате последняя часть топливного заряда вместе с образовавшейся окисью углерода мгновенно самовоспламеняются. Холодное пламя превращается в горячее, что и приводит к образованию детонационной волны и скачкообразному подъему давления. Очевидно, чем выше скорость образования перекисей в данной рабочей смеси, тем скорее возникает взрывное сгорание, тем раньше нормальное распространение фронта пламени перейдет в детонационное и последствия детонации скажутся сильнее. Отсюда следует, что основным фактором, от которого зависит возникновение и интенсивность детонации, является химический состав топлива, так как известно, что склонность к окислению у углеводородов различного строения при сравнимых условиях резко различна. Если в топливе преобладают углеводороды, не образующие в условиях предпламенного окисления значитель ного количества перекисей, то взрывного распада не произойдет, смесь не перенасытится активными частицами, и сгорание будет проходить с обычными скоростями, без детонации. [40]
Самовоспламенение последней части заряда топливно-воздушной меси происходит в три стадии в соответствии с изменением ее температуры. Образование холодного пламени в этой стадии связывается с взрывным распадом накопившихся в смеси перекисей. В результате распространения холодного пламени реагирует 5 - 10 % смеси и образуется большое количество высокоактивных соединений - перекисей, альдегидов и радикалов. В результате распространения вторичного холодного пламени реагирует - 50 % несгоревшей смеси. [41]
Не входя в детальное обсуждение влияния на интенсивность холодно-пламенного процесса различных параметров режима двигателя, отметим лишь, что здесь всегда необходимо учитывать сложное переплетение действия отдельных факторов. Но вызванное тем же повышением температуры сокращение периода индукции холодного пламени приводит к сдвигу всей холодно-пламенной стадии к фазе цикла с максимальным давлением и тем самым к возрастанию интенсивности холодного пламени. С этой точки зрения получают естественное объяснение наблюдения Энью [17] распространения холодных пламен в цилиндре двигателя. [42]
Нетрудно видеть, однако, что в цепных реакциях, в которых скорости обрыва и разветвления линейно связаны с концентрацией активных частиц, иначе говоря, где каждая цепь развивается как бы самостоятельно, нет никаких причин для цепного диффузионного распространения пламени, если нет разогрева соседних слоев. Положение, однако, меняется, если возникает прложнтельное взаимодействие цепей, выражающееся в появлении дополнительных разветвлений и в появлении в уравнении для изменения во времени числа активных центров члена, зависящего от квадрата концентрации активных центров. Мы видели, что искусственное увеличение исходных активных частиц ( например, путем освещения) расширяет предел воспламенения и делает возможным воспламенение в условиях, когда в отсутствие фотохимического инициирования воспламенение не происходит. Во время цепного горения образуется много активных частиц, которые, дифун-дируя в соседний слой, создают там концентрации частиц, значительно большие нормальных, и тем обеспечивают воспламенение этих соседних слоев при температурах, более низких, чем те, которые нужны для самовоспламенения, подобно тому, как это имеет место при дополнительном фотохимическом инициировании. Это делает возможным распространение чисто диффузионного холодного пламени. [43]
Страницы: 1 2 3