Cтраница 2
Автокаталитическое ( или цепное) горение происходит при сравнительно низких температурах, например белый фосфор горит на воздухе при температуре около 50 С. Выделяющаяся энергия при таком горении расходуется на образование новых реакционноспособ-ных промежуточных частиц в еще большем количестве, что способствует автоускорению и пространственному распространению реакции. В некоторых случаях возможно последовательное или стадийное развитие сложного химического окисления. При достижении определенных концентраций промежуточных каталитических продуктов в системе автокаталитический процесс может переходить в тепловой, при этом температура горения резко возрастает. Процесс при этом имеет двухстадийное развитие. Однако чаще всего встречается тепловое горение. [16]
Если самоускорение является только малой поправкой к действию внешних факторов, то процесс нет смысла относить к горению. Самоускорение оказывается основным фактором при условии, если скорость реакции при начальной температуре и в отсутствии активных продуктов пренебрежимо мала. Это условие следует включить в определение горения. Как мы увидим ниже, оно играет фундаментальную роль в математической теории горения. Важнейшее приближение, которое в ней делается, заключается в пренебрежении скоростью реакции при начальной температуре в исходной смеси. Такое пренебрежение будет оправданным при тепловом горении, если скорость реакции достаточно сильно зависит от температуры и если температуры, развивающиеся при горении, будут достаточно высоки. Иными словами, энергия активации и тепловой эффект реакции должны быть велики. [17]
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. [18]
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 ло 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. [19]