Cтраница 3
Принципиальная схема печи - кипящего слоя показана на рис. III-4. Воздух поступает через решетку в днище с такой скоростью, которая обеспечивает обжиг колчедана во взвешенном состоянии при интенсивном перемешивании ( кипение), благодаря чему достигается равномерность температуры в слое и высокая скорость горения. Высота кипящего слоя определяется положением течки для отвода огарка. [31]
Эффективность огнепреградителей в большой мере зависит от природы горючих газообразных смесей. Особенно сложно локализовать пламя быстрогорящих смесей, к которым относятся практически все смеси горючих газов и паров с кислородом ( а не с воздухом), а также воздушные смеси водорода, ацетилена и некоторых других газов, имеющих высокую скорость горения. [32]
Пылевидный колчедан сгорает весьма быстро ( примерно за 1 сек), поэтому в печи одновременно находится очень небольшое количество колчедана. Это облегчает автоматическое регулирование процесса обжига колчедана, а также предотвращает затруднения при внезапных остановках печи. Ввиду высокой скорости горения пылевидного колчедана загрузку его в печь следует производить возможно более равномерно; незначительные перебои в подаче колчедана вызывают заметные колебания концентрации SO. Изменения содержания сернистого ангидрида в обжиговом газе могут быть вызваны также неравномерным содержанием серы в поступающем колчедане. [33]
Пылевидный колчедан сгорает весьма быстро ( примерно за 1 сек), поэтому в печи одновременно находится очень небольшое количество колчедана. Это облегчает автоматическое регулирование процесса обжига колчедана, а также предотвращает затруднения при внезапных остановках печи. Ввиду высокой скорости горения пылевидного колчедана загрузку его в печь следует производить возможно более равномерно; незначительные перебои в подаче колчедана вызывают заметные колебания концентрации SO2 в газе, выходящем из печи. Изменения содержания сернистого ангидрида в обжиговом газе могут быть вызваны также неравномерным содержанием серы в поступающем колчедане. [34]
Пентаборан хорошо растворяется в углеводородах. Это позволяет использовать его в смеси с углеводородными топливами. Положительными свойствами пентаборана являются высокая скорость горения ( в несколько раз выше, чем у керосина) и стабильность пламени, что особенно важно для прямоточных двигателей. [35]
Замена горючих газов, обладающих высокими скоростями распространения пламени, газами, имеющими низкие скорости распространения пламени, приводит в бытовых горелках к увеличению высоты факела пламени и снижению его температуры. Увеличение высоты факела пламени вызывает необходимость увеличения расстояния между горелочными головками бытовых газовых приборов и нагреваемой посудой, что представляет при массовом потреблении газа непреодолимые трудности. Если газовые горелки были отрегулированы на сжигание газа с высокой скоростью горения, то при подаче к ним газов с низкой скоростью горения пламя может отрываться от горелочных отверстий. [36]
Замена горючих газов, обладающих высокими скоростями распространения пламени, газами, имеющими низкие скорости распространения пламени, приводит в бьповых горелках к увеличению высоты факела пламени и снижению его температуры. Увеличение высоты факела пламени в свою очередь вызывает необходимость увеличения расстояния между горелочными головками бытовых газовых приборов и нагреваемой посудой, что представляет при массовом потреблении газа практически непреодолимые трудности. Если газовые горелки были отрегулированы на сжигание газа с высокой скоростью горения, то при подаче к ним газов с низкой скоростью горения пламя может отрываться от горелочных отверстий. [37]
Фотографирование процесса горения смесевых топлив, выполненное авторами работы [74], отчетливо свидетельствует о неодномерности поверхности конденсированной фазы. Поверхность горения имеет ячеистую структуру с впадинами и выступами, что обусловлено гетерогенностью системы и неодновременным разложением компонентов топлива. При этом, по мнению некоторых авторов, в зависимости от условий может наблюдаться образование выступов из окислителя или горюче-связующего материала. В работе [93] отмечается, что при высоких давлениях и высоких скоростях горения, кристаллы перхлората образуют на поверхности впадины, а прослойки горюче-связующего вещества - выступы. При низких, давлениях и низких скоростях горения эта разница сглаживается или кристаллы окислителя начинают образовывать выступы. Для установления возможного взаимодействия газообразных продуктов разложения окислителя и горюче-связующего вещества в конденсированной фазе были сделаны попытки определить состояние горящей поверхности: остается ли она сухой или компоненты топлива находятся в расплавленном состоянии. [38]
В монографии изложены основные закономерности процесса горения. Главной закономерностью является диссоциация окислителя в процессе горения. Огромную роль в процессе горения топлив играют цепные реакции. Цепная реакция горения углерода объясняет высокие скорости горения топлива в промышленных топках и других топливоиспользующих устройств. [39]
Ракетные топлива должны обеспечивать выделение заданного количества энергии с желаемой скоростью при вполне определенных условиях. В соответствии с этим требованием и следует выбирать характеристики топлива. Основным направлением в разработке перспективных ракетных топлив является поиск веществ с высоким удельным импульсом, но во многих случаях вследствие существования других технических требований приходится принимать компромиссные решения. Например, в газогенераторе желательно иметь низкую скорость горения и относительно низкую температуру продуктов сгорания ТРТ. Для некоторых ракет малого радиуса действия, например реактивного противотанкового гранатомета типа Базука, требуется высокая скорость горения. Для стратегических ракет высокой боеготовности обеспечение компактности двигателя и безопасности зарядов при транспортировке и хранении более важно, чем достижение максимального удельного импульса. К тактическим ракетам выдвигается требование минимального дымообразова-ния. Твердые ракетные топлива удобно характеризовать некоторой совокупностью свойств, которые можно разделить на следующие группы: энергетические свойства, баллистические, механические и общие. [40]
Двухкомпонентные топлива мягче, имеют меньший срок годности при хранении и в большей степени подвержены выщелачиванию в морской воде, чем Однокомпонентные. Двухкомпонентные топлива, частицы которых имеют форму шариков или хлопьев с большим отношением площади поверхности к объему, используются в патронах для, пистолетов, ружей и винтовок. Эти сорта в большей степени склонны к раз-рушению в морской воде, чем зернистые топлива с меньшим отношением площади поверхности к объему, применяемые в боеприпасах более крупного калибра. Двухкомпонентные топлива используются также в минных метательных зарядах и во многих ракетных двигателях. Топливо для мин имеет вид пластинок или выдавленных гранул с относительно высоким отношением площади поверхности к объему и высокой скоростью горения. [41]
При выборе оптимальных условий выполнения анализа прежде всего стремятся выполнить два требования: снижение предела обнаружения определяемых элементов и обеспечение высокой надежности результатов определения. При выборе способа атомизации остановимся на пламени, которое до сих пор остается удобным, стабильным и экономичным способом получения атомных паров. В течение многих лет практически в любом атомно-абсорбционном спектрометре применяли воздушно-ацетиленовое пламя с предварительным смешением и горелкой камерного типа с щелевой насадкой. И в настоящее время это пламя успешно применяют для определения содержания большинства элементов, не образующих термостойких оксидов. Это объясняется необходимостью более высоких температур пламени для элементов с высокой температурой парообразования. Более высокие температуры можно получить при горении смеси кислород - водород и ацетилен-кислород, но эти смеси имеют высокую скорость горения и трудно поддаются контролю. Поэтому предложенная Виллисом [320] смесь оксид азота ( I) - ацетилен сразу получила широкое признание, поскольку наряду с высокой температурой она обладает низкой скоростью распространения пламени [321] и тем самым более безопасна в работе, чем смеси с кислородом. [42]
Имеются сообщения, что из 71 случая взрывов паровых облаков только три были связаны с водородом. Как уже отмечалось, в СССР из 150 промышленных взрывов 27 связаны со взрывами водорода и только в замкнутых объемах помещений. Крупных взрывов водорода в открытой атмосфере не зарегистрировано. По сравнению с ежегодным мировым объемом производства водорода ( 1200 км3) число его взрывов в виде неорганизованного облака невелико, что также обусловлено его свойствами. При аварийных сбросах водорода в атмосферу вследствие низкой его плотности ( 0 09 кг / м3) образование облака значительной массы в наземных слоях атмосферы оказывается редким явлением. Вместе с тем феноменальные взрывоопасные свойства - широкий интервал концентрационных пределов воспламенения [ 4 - 74 % ( об.) ], низкое минимальное содержание кислорода в смеси ( 5 % в отличие от углеводородных газов-11 %), высокая скорость горения ( 2 67 м / с), низкий уровень энергии зажигания смеси ( 0 017 МДж; для углеводородов - 0 24 МДж) - способствуют быстрому воспламенению ( самовоспламенению) смесей в начальной стадии истечения водорода в атмосферу до образования больших масс газовых смесей. Однако вследствие высокой объемной плотности энерговыделения водородовоздушных смесей даже в небольших замкнутых объемах помещений взрывы их оказываются весьма разрушительными. Следует полагать также, что опасность взрывов водорода в незамкнутых объемах значительно выше при аварийных выбросах жидкого водорода или внезапных единовременных выбросах больших масс газообразного водорода. [43]
Имеются сообщения, что из 71 случая взрывов паровых облаков только три были связаны с водородом. Как уже отмечалось, в СССР из 150 промышленных взрывов 27 связаны со взрывами водорода и только в замкнутых объемах помещений. Крупных взрывов водорода в открытой атмосфере не зарегистрировано. По сравнению с ежегодным мировым объемом производства водорода ( 1200 км3) число его взрывов в виде неорганизованного облака невелико, что также обусловлено его свойствами. При аварийных сбросах водорода в атмосферу вследствие низкой его плотности ( 0 09 кг / м3) образование облака значительной массы в наземных слоях атмосферы оказывается редким явлением. Вместе с тем феноменальные взрывоопасные свойства - широкий интервал концентрационных пределов воспламенения [ 4 - 74 % ( об.) ], низкое минимальное содержание кислорода в смеси ( 5 % в отличие от углеводородных газов - 11 %), высокая скорость горения ( 2 67 м / с), низкий уровень энергии зажигания смеси ( 0 017 МДж; для углеводородов - 0 24 МДж) - способствуют, быстрому воспламенению ( самовоспламенению) смесей в начальной стадии истечения водорода в атмосферу до образования больших масс газовых смесей. Однако вследствие высокой объемной плотности энерговыделения водородовоздушных смесей даже в небольших замкнутых объемах помещений взрывы их оказываются весьма разрушительными. Следует полагать также, что опасность взрывов водорода в незамкнутых объемах значительно выше при аварийных выбросах жидкого водорода или внезапных единовременных выбросах больших масс газообразного водорода. [44]
Все сказанное не исключает возможность развития при подходящих условиях детонации из очага горения, образованного внутри жидкости. Вопрос состоит лишь в том, каким образом очаг создается. Красивый пример нетривиального механизма возбуждения детонации ЖВВ представляют опыты И. А. Воскобойни-кова ( ИХФ АН СССР, 1962 г.), поставленные на стехиометриче-ской смеси тетранитрометана и нитробензола. Очагом воспламенения служила капля металлического натрия, которую бросали в пробирку со смесью. Фоторегистрация показывает, что вначале около капли натрия возникает горение с небольшой скоростью. Инерционные силы обеспечивают на короткое время ( - 50 мксек) возможность развития внутри смеси изолированного очага горения под нарастающим давлением. Высокая скорость горения смеси ТНМ с нитробензолом позволяет развиться возмущенному горению уже при тех небольших давлениях ( 2 - 5 атм) и коротких временах, которые характеризуют данный эксперимент. Как показывает фоторегистрация процесса, в смеси возникает детонационная волна, идущая со скоростью порядка 7000 м / сек. Данный опыт наглядно демонстрирует принципиальную возможность возникновения детонации от изолированного очага горения внутри жидкого ВВ, хотя для окончательного решения вопроса необходимы дополнительные исследования. [45]