Cтраница 2
Необходимо подчеркнуть, что при тепловом горении также имеют место диффузионные процессы и точная тепловая теория горения обязана их учитывать. Но в отличие от цепного горения, повышение температуры при тепловом горении является основной причиной ускорения реакции. Так как скорость реакции зависит от температуры по экспоненциальному, а от концентраций веществ только по степенному закону, то действие нагревания, как правило, существеннее. Поэтому автокаталитическое горение удается наблюдать только в строго изотермических условиях - в сильно разбавленных смесях и по преимуществу при низких давлениях, когда тепло сразу же отводится из системы. Распространившиеся в последние годы в литературе диффузионные теории горения для давлений порядка или выше атмосферы достигают успеха лишь за счет неоправданного пренебрежения тепловым эффектом реакции. Классические же опыты школы Н. Н. Семенова по цепному воспламенению проводились в основном при давлениях порядка всего лишь десятков мм рт. ст. В технике основное значение имеют процессы теплового горения, хотя кинетика реакций в большинстве случаев цепная. [16]
Впервые возможность погасания пламени в потоке воздуха была предсказана Н. Н. Семеновым [54] в выдвинутой им тепловой теории горения. [17]
В работах Касселя сформулированы результаты экспериментальных исследований горения аэрозолей в вертикальных трубах, объяснение которым не укладывалось в традиционную тепловую теорию горения. [18]
Последовательное применение чисто теплового механизма распространения пламени в общем виде впервые было осуществлено в работах Зельдовича и Франк-Каменецкого [9] и Семенова [30], создавших своего рода модельную схему для тепловой теории горения. При тепловом механизме распространения пламени диффузионное перемешивание свежего газа с продуктами сгорания можно рассматривать, как дополнительный, наряду с теплопроводностью, фактор переноса тепла. В приведенной формулировке тепловой механизм горения относится к неавтокаталитическим реакциям, для которых исключено само существование активных центров реакции. Задача тепловой теории горения, как она формулируется в этих работах, сводится к определению физико-химических условий, при которых возможно получение замкнутого аналитического решения системы уравнений баланса тепла и вещества, описывающих процессы теплопроводности и диффузии в пламени. [19]
Последовательное применение чисто теплового механизма распространения пламени в общем виде впервые было осуществлено в работах Зельдовича и Франк-Каменецкого [9] и Семенова [30], создавших своего рода модельную схему для тепловой теории горения. При тепловом механизме распространения пламени диффузионное перемешивание свежего газа с продуктами сгорания можно рассматривать, как дополнительный, Наряду с теплопроводностью, фактор переноса тепла. В приведенной формулировке тепловой механизм горения относится к неавтокаталитическим реакциям, для которых исключено само существование активных центров реакции. Задача тепловой теории горения, как она формулируется в этих работах, Сводится к определению физико-химических условий, при которых возможно получение замкнутого аналитического решения системы уравнений баланса тепла и вещества, описывающих процессы теплопроводности и диффузии в пламени. [20]
Позднее было установлено, что тепловая теория горения газов может быть успешно применена для описания горения летучих гомогенных конденсированных систем. Для нелетучих гомогенных систем положения тепловой теории горения использовались главным образом применительно к реакции в конденсированной фазе. [21]
Из формулы видно, что скорость горения ВВ должна зависеть от Гтах - максимальной температуры, рамвивающейся при горении данного вещества. Если экспериментальные данные по горению газов показывают, что в большинстве случаев скорость горения газов определяется процессами, которые соответствуют температурам, близким к максимальным ( этот же принцип положен в основу построения тепловой теории горения газов), то рассмотрение экспериментальных данных по горению взрывчатых веществ и порохов показымает, что во многих случаях нельзя точно указать, при каких температурах проходят основные реакции, определяющие скорость горения ВВ. При горении ВВ реакции превращения исходных продуктов в конечные являются сложными и протекают в несколько стадий. Скорость горения зависит от всех стадий процесса и их взаимодействия. [22]
Если зажечь горючее вещество в одном месте, то по соседству оно загорается без подвода тепла извне вследствие самонагревания. Задача теории горения состоит в том, чтобы определить условия, при которых горение может самоподдерживаться. Тепловая теория горения Ле-Ша - телье и Малляра ( 1883) объясняла распространение пламени в горючем материале передачей тепла вследствие теплопроводности самого горючего материала. [23]
За последние годы четко определилась новая область газовой динамики - аэротермохимия, занимающаяся изучением интенсивных химических реакций в потоке, условий существования таких процессов и их срыва. В частности, характерной задачей этого направления является зажигание ( гашение) реагирующего газа накаленными ( холодными) телами. Принципиальная постановка задачи и ее решение с позиции тепловой теории горения были даны Д. А. Франк-Каменецким [1947] и Я. Б. Зельдовичем [1939] применительно к покоящимся средам. Несмотря на то, что указанными авторами было сделано значительное допущение - отсутствие движения в пограничном слое - полученные результаты подтвердили плодотворность идеи теплового механизма зажигания. [24]
Последовательное применение чисто теплового механизма распространения пламени в общем виде впервые было осуществлено в работах Зельдовича и Франк-Каменецкого [9] и Семенова [30], создавших своего рода модельную схему для тепловой теории горения. При тепловом механизме распространения пламени диффузионное перемешивание свежего газа с продуктами сгорания можно рассматривать, как дополнительный, наряду с теплопроводностью, фактор переноса тепла. В приведенной формулировке тепловой механизм горения относится к неавтокаталитическим реакциям, для которых исключено само существование активных центров реакции. Задача тепловой теории горения, как она формулируется в этих работах, сводится к определению физико-химических условий, при которых возможно получение замкнутого аналитического решения системы уравнений баланса тепла и вещества, описывающих процессы теплопроводности и диффузии в пламени. [25]
Последовательное применение чисто теплового механизма распространения пламени в общем виде впервые было осуществлено в работах Зельдовича и Франк-Каменецкого [9] и Семенова [30], создавших своего рода модельную схему для тепловой теории горения. При тепловом механизме распространения пламени диффузионное перемешивание свежего газа с продуктами сгорания можно рассматривать, как дополнительный, Наряду с теплопроводностью, фактор переноса тепла. В приведенной формулировке тепловой механизм горения относится к неавтокаталитическим реакциям, для которых исключено само существование активных центров реакции. Задача тепловой теории горения, как она формулируется в этих работах, Сводится к определению физико-химических условий, при которых возможно получение замкнутого аналитического решения системы уравнений баланса тепла и вещества, описывающих процессы теплопроводности и диффузии в пламени. [26]
Поскольку скорость окисления сильно зависит от температуры частицы и окружающей среды, реакция окисления при воздействии теплового импульса становится более интенсивной и при определенном соотношении между теплотой реакции и теплоотводом может стать самоускоряющейся. Это, в свою очередь, приводит к нарушению окисной пленки, воспламенению частицы и еще более резкому повышению температуры. Характерно, что аэровзвесь взрывоопасна только в области, ограниченной нижним и верхним концентрационными пределами взрываемости. Процесс взрыва пыли чрезвычайно сложен и поэтому до настоящего времени не существует достаточно полной теории его протекания. Однако существует ряд особенностей пылевого взрыва, приближающих его к более изученному процессу горения газовых смесей, основные положения которого изложены в тепловой теории горения и взрыва. В 1927 - 1928 гг. школой академика Н.Н. Семенова введено понятие теплового и цепного взрывов и экспериментально доказано существование этих двух различных типов взрывов. В это же время были изучены и явления нижнего и верхнего концентрационных пределов распространения пламени для газовых смесей. Семенова является основой для работ в этой области. [27]