Дозвуковое горениеДозвуковое горение (так называют специалисты горение, не сопровождающееся детонацией) подразделяется на тепловое и цепное. В основе теплового горения лежит химическая реакция, способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяющегося тепла. Цепное горение встречается в случаях некоторых газофазных реакций при низких давлениях, поэтому также рассматриваться не будет. При фиксированных внешних условиях непрерывное горение может протекать в стационарном режиме, когда основные характеристики процесса — скорость реакции, мощность тепловыделения, температура и состав продуктов — не изменяются во времени, либо в периодическом режиме, когда эти характеристики колеблются около своих средних значений.

Вследствие сильной нелинейной зависимости скорости реакции от температуры горение отличается высокой чувствительностью к внешним условиям. Это же свойство горения обусловливает существование нескольких стационарных режимов при одних и тех же условиях. Очень важным элементом горения является пламя — явление, вызванное свечением раскаленной газообразной среды, в которой происходят превращения реагентов, приводящие к тепловыделению и саморазогреву.

Газообразная среда пламени содержит заряженные частицы, что обусловливает наличие электропроводности пламени и взаимодействие его с электромагнитными нолями. На этом принципе построены приборы, способные с помощью электромагнитного излучения приглушить пламя, оторвать его от горючих материалов или изменить его форму. Цвет пламени определяется в первую очередь тепловым излучением.

Температура воспламенения большинства твердых материалов — 300 °С. Температура пламени вторящей сигарете составляет 700-800 °С, в пламени спички — 750-850 °С, при этом температура воспламенения дерева — 300 °С, а температура его горения — примерно 800-1000 °С. Температура пламени пропан-бутана колеблется в пределах 800- 1970 °С, бензина — 1300-1400 °С, керосина — 1100 °С, магния — 2200 °С, а спирта — не выше 900 °С. Обычное пламя, которое наблюдается при горении свечи, зажигалки или спички, представляет собой поток раскаленных газов, вытянутый вертикально за счет силы Архимеда (горячие газы стремятся вверх). 15 невесомости конвекционные потоки отсутствуют, частички не поднимаются и пламя свечи принимает сферическую форму; материал свечи представляет собой смесь предельных углеводородов, при сгорании они выделяют водород, который горит голубым пламенем. Но вернемся все же на Землю. Условно пламя можно разделить на несколько зон. Для самой нижней зоны пламени характерно небольшое синее свечение — там много топлива и мало кислорода, поэтому происходит неполное сгорание топлива с образованием окиси углерода СО, которая, окисляясь на самом краю конуса пламени, придает ему синий цвет. За счет диффузии в среднюю зону пламени проникает больше кислорода, там происходит дальнейшее окисление топлива и температура выше, чем в нижней зоне, но его по-прежнему недостаточно для полного сгорания топлива. В этих двух зонах содержатся несгоревшие капельки топлива и частицы угля. Из-за сильного нагревания они светятся. Испарившееся топливо и продукты его горения — углекислый газ СО, и вода — почти не светятся. В верхней зоне пламени концентрация кислорода еще больше, можно даже говорить о его избытке; там происходит догорание несгоревших частиц топлива (наблюдается его недостаток, и помещенные в эту зону вещества интенсивно окисляются), которые светились в средней зоне, поэтому эта зона почти не светится, хотя там самая высокая температура. Здесь находится так называемое окислительное пламя, горючие вещества практически превращены в продукты горения. Восстановительное пламя — часть пламени, наиболее близко расположенная к центру или чуть ниже него. В этой области пламени много топлива и мало кислорода для горения, поэтому, если внести в эту часть пламени вещество, содержащее кислород, то кислород отнимается у вещества. Все это гораздо более детально описано в школьном учебнике химии.

Читайте так же:

Оставить комментарий

Последние публикации