Ускорение - распространение - пламя
Cтраница 1
Ускорение распространения пламени под действием лучистого теплового потока значительно и рис. 7.11, б дает об этом четкое представление. Связь этого явления с развитием пожара в помещениях рассматривается в разд. Этот переход называется полным охватом помещения пламенем ( разд. [1]
Хотя общие представления о роли турбулентности в ускорении распространения пламени появились, по крайней мере, еще с работ Маллара и Ле Шателье в виде воздействия на пламя движения свежего газа, создаваемого самим пламенем, но первые идеи о механизме воздействия турбулентных пульсаций скорости на пламя были сформулированы только в 1940 г. [29] применительно к стабилизированному пламени горелки Бунзена. В дальнейшем проблема определения скорости турбулентного горения рассматривается независимо от самого способа стабилизации, которая, как отмечалось ( см. § 15), сводится в конечном счете к воспламенению потока свежего газа от пламенных газов - пилотного пламени, в рециркуляционной зоне за плохо обтекаемым телом или над краем горелки. [2]
Хотя общие представления о роли турбулентности в ускорении распространения пламени появились, по крайней мере, еще с работ Маллара и Ле Шателье в виде воздействия на пламя движения свежего газа, создаваемого самим пламенем, но первые идеи о механизме воздействия турбулентных пульсаций скорости на пламя были сформулированы только в 1940 г. 129 ] применительно к стабилизированному пламени горелки Бунзепа. В дальнейшем проблема определения скорости турбулентного горения рассматривается независимо от самого способа стабилизации, которая, как отмечалось ( см. § 15), сводится в конечном счете к воспламенению потока свежего газа от пламенных газов - пилотного пламени, в рециркуляционной зоне за плохо обтекаемым телом или над краем горелки. [3]
При поджигании смеси в аппарате или трубопроводе происходит ускорение распространения пламени из-за турбулизации фронта горения и образования ударных волн. Вследствие расширения продуктов сгорания перед огнепреградителем сжимается еще не сгоревшая смесь. Поэтому, как показали опыты, давление горючей смеси при подходе пламени к огнепреградителю может в несколько раз превышать начальное давление газа в трубопроводе. Чем больше скорость пламени и давление горючей смеси, тем большее количество тепла в единицу времени должна поглотить насадка огнепре-градителя для гашения пламени. [4]
 |
Схема развития событий, приводящих к взрыву парогазового облака в. [5] |
Вначале возник большой пожар, а затем в результате ускорения распространения пламени образовалась ударная волна, которая вызвала серьезные разрушения как на территории предприятия, так и на территории близлежащих поселков. В результате взрыва погибло 28 человек, 36 работников предприятия и 53 человека вне предприятия получили серьезные ранения. Ударной волной взрыва было разрушено 1821 здание, 167 магазинов и различных учреждений. [6]
Из предыдущего вытекает, что интенсификация массо - и теплообмена в зоне горения приводит к ускорению подогрева свежей смеси и, как следствие, к расширению фронта пламени и увеличению скорости его распространения. Естественно предположить, что турбулизация потока исходной смеси должна привести к ускорению распространения пламени. Основы теории горения в турбулентном потоке были развиты Дамкелером [86] и К - И. [7]
Из предыдущего вытекает, что интенсификация массо - и теплообмена в зоне горения приводит к ускорению подогрева свежей смеси и, как следствие, к расширению фронта пламени и увеличению скорости его распространения. Естественно предположить, что турбулизация потока исходной смеси должна привести к ускорению распространения пламени. [8]
Тушение пламени в узких трубках Хольм объясняет не теплоотдачей в стенки трубы, а усилением теплового потока в свежий газ по мере увеличения кривизны фронта пламени. Ошибочность этой трактовки следует уже из того, что усиление теплопередачи к свежему газу, например увеличение поверхности горения ( па единицу площади сечения трубы), может привести только к ускорению распространения пламени. В действительности же влияние диаметра трубы обусловлено изменением относительного теплоотвода в стенки трубы. [9]
Тушение пламени в узких трубках Хольм объясняет не теплоотдачей в стенки трубы, а усилением теплового потока в свежий газ по мере увеличения кривизны фронта пламени. Ошибочность этой трактовки следует уже из того, что усиление теплопередачи к свежему газу, например увеличение поверхности горения ( на единицу площади сечения трубы), может привести только к ускорению распространения пламени. В действительности же влияние диаметра трубы обусловлено изменением относительного теплоотвода в стенки трубы. [10]
Появление очагов горения приводит к общему повышению температуры в камере, что ускоряет процесс испарения капель и протекание предпламенных реакций в топливо-воздушной смеси. Одновременный рост давления вызывает дополнительное сжатие смеси и повышение температуры. Это способствует ускорению распространения пламени по всей смеси от первоначально возникших и вновь образующихся очагов. [11]
 |
Кривые изменения давления при сгорании топлива. о-в бомбе. б - в цилиндре. [12] |
Установлено, что скорость распространения пламени и общая продолжительность сгорания зависят от интенсивности вихревых движений горючей смеси, ее состава, загрязнения продуктами сгорания и ряда других причин. При этом необходимо иметь в виду, что увеличение относительного количества отработавших газов, переобеднение или переобогащение смеси увеличивает продолжительность сгорания. Установлено также, что повышающаяся интенсивность вихревого движения смеси вследствие увеличения числа оборотов коленчатого вала способствует ускорению распространения пламени, но общая продолжительность сгорания по углу поворота коленчатого вала может увеличиться как за счет удлинения первого лериода, так и вследствие того, что при увеличении оборотов коленчатый вал за период сгорания успеет повернуться на больший угол и сгорание будет заканчиваться значительно позже. [13]
При аварии иногда в печи скапливается взрывоопасная смесь паров топлива и воздуха, которая при соприкосновении с перегретым материалом в самой печи или каким-нибудь внешним источником пламени может взорваться. При таком взрыве в закрытом пространстве температура дымовых газов достигает 2000 С, а давление 11 ата. При особом случае взрыва - детонации, когда в результате сжатия еще не сгоревшей смеси взрывной волной может произойти ускорение распространения пламени, давление может достичь 20 ата, причем скорость распространения пламени достигает 2000 - 3000 м / сек. Детонация возможна только при определенной конденсации паров топлива в воздухе, и границы этой концентрации значительно уже, чем границы концентрации при взрыве. [14]
В отличие - от газовых смесей образование взрывоопасного облака аэрозоля в помещении может происходить в процессе самого взрыва; взрыву в большинстве случаев предшествуют локальные хлопки в оборудовании и воспламенение в отдельных участках здания, что вызывает встряхивание пыли, осевшей на полу, стенах и других строительных конструкциях и оборудовании. Это приводит к образованию взрывоопасных концентраций пыли во всем объеме, взрыв которой вызывает сильные разрушения. В других случаях облако пыли образуется не сразу в объеме помещения, а непосредственно перед фронтом пламени, распространяющегося над твердыми поверхностями; осевшая пыль при этом быстро переходит во взвешенное состояние, а ускорение распространения пламени ц объеме свежей смеси приводит к формированию ударной волны и дальнейшему образованию больших объемов пылевзвеси. [15]
Страницы: 1 2