Normalna prędkość rozprzestrzeniania się płomienia. Energia zapłonu i granice stężeń zapłonu. Prędkość propagacji fali uderzenia wodnego

Szybkość spalania laminarnego – prędkość, z jaką czoło płomienia przemieszcza się w kierunku prostopadłym do powierzchni zespołu paliwa świeżego.

– laminarna strefa spalania;

– prędkość spalania laminarnego.

    Spalanie turbulentne.

Turbulentna prędkość płomienia – prędkość, z jaką czoło płomienia porusza się w przepływie turbulentnym.

– turbulentna strefa spalania;

– normalne prędkości małych cząstek.

Spalanie laminarne nie zapewnia wymaganej szybkości wydzielania ciepła w silniku, dlatego wymagana jest turbulencja przepływu gazu.

Równanie Arrheniusa:
- prędkość reakcja chemiczna.

– stała reakcji chemicznej, zależna od składu mieszanki i rodzaju paliwa;

– ciśnienie reakcji chemicznej;

– rząd reakcji chemicznej;

–uniwersalna stała gazowa;

– temperatura reakcji chemicznej;

– energia aktywacji to energia potrzebna do rozerwania wiązań wewnątrzcząsteczkowych.

Wpływ różnych czynników na proces spalania w silniku spalinowym o zapłonie iskrowym.

    Skład mieszaniny.


– górna granica stężenia;

–dolna granica stężenia;

– normalne spalanie;

skład energetyczny mieszanki – maksymalna moc osiągana przez silnik.

skład ekonomiczny mieszanki – maksymalna wydajność.

    Stopień kompresji.


Wraz ze wzrostem prędkości wzrasta faza zapłonu, co prowadzi do późnego rozwoju procesu spalania i zmniejszenia ilości ciepła wydzielanego na cykl. Dlatego przy zmianie wymagana jest regulacja czasu zapłonu (IPA).

    Czas zapłonu.

Czas zapłonu – kąt obrotu wału korbowego od momentu podania iskry do GMP.

P
pod obciążeniem
zrozumieć kąt obrotu przepustnicy - to reguluje obciążenie silnika.

– kąt obrotu przepustnicy.

Główne zaburzenia procesu spalania w silnikach spalinowych o zapłonie iskrowym. Detonacja.

D
etonacja
– wybuchowe spalanie mieszanki, któremu towarzyszą fale uderzeniowe ciśnienia rozchodzące się w całej objętości komory spalania. Detonacja następuje w wyniku samozapłonu części mieszanki oddalonych od świecy zapłonowej, na skutek intensywnego nagrzewania i sprężania podczas propagacji czoła płomienia.

Po detonacji:

Odbijając się od ścian komory spalania, fala uderzeniowa tworzy fronty płomieni wtórnych i źródła samozapłonu. Zewnętrznie detonacja objawia się tępymi uderzeniami, gdy silnik pracuje pod dużym obciążeniem.

Konsekwencje pracy silnika z detonacją:

    Przegrzanie i przepalenie poszczególnych elementów silnika (zawory, tłoki, uszczelki głowicy, elektrody świec zapłonowych);

    Mechaniczne zniszczenie części silnika na skutek obciążeń udarowych;

    Zmniejszona moc i wydajność operacyjna.

To. Długotrwała praca z detonacją jest niedopuszczalna.

P
Oto czynniki powodujące detonację:


Charakteryzuje się zdolnością paliwa do samozapłonu odporność na detonację , i szacuje się odporność na detonację liczba oktanowa (OC) .

BARDZO – liczbowo równe ułamek objętościowy słabo ditonująca mieszanina izooktanu z łatwo ditonującym normalnym heptanem, równoważna właściwościom detonacyjnym tej benzyny.

Izooktan – 100 jednostek, zwykły heptan – 0 jednostek.

Na przykład: Liczba oktanowa wynosząca 92 oznacza, że ​​benzyna ta ma taką samą odporność na spalanie stukowe jak mieszanina referencyjna zawierająca 92% izooktanu i 8% normalnego heptanu.

A
– benzyna silnikowa;

oraz – metodę badawczą otrzymywania benzyny;

m – metoda motoryczna (litera zwykle nie jest zapisywana).

W metodzie badań silników stopień sprężania reguluje się do momentu rozpoczęcia detonacji, a liczbę oktanową określa się z tabel.

Metody motoryczne symuluj jazdę z pełnym obciążeniem (ciężarówka poza miastem).

Metoda badawcza symuluje jazdę przy częściowym obciążeniu (w mieście).

Jeżeli liczba oktanowa jest zbyt wysoka, wówczas prędkość rozprzestrzeniania się płomienia maleje. Proces spalania ulega opóźnieniu, co prowadzi do spadku wydajności i wzrostu temperatury spalin. Konsekwencją tego jest spadek mocy, zwiększone zużycie paliwa, przegrzanie silnika i wypalenie poszczególnych elementów. Maksymalne osiągi silnika osiąga się, gdy liczba oktanowa paliwa jest bliska progu detonacji.

Sposoby zwalczania detonacji:

W adiabacie, tj. spalaniu, któremu nie towarzyszą straty cieplne, przekształca się cały zapas energii chemicznej układu palnego energia cieplna produkty reakcji. Temperatura produktów spalania adiabatycznego nie zależy od szybkości reakcji zachodzących w płomieniu, a jedynie od ich całkowitego efektu cieplnego i pojemności cieplnej produktów końcowych. Wartość ta nazywana jest temperaturą spalania adiabatycznego T g. Ona jest ważna cechałatwopalne środowisko. Dla większości mieszanin palnych wartość T g mieści się w przedziale 1500 ÷ 3000°K. To oczywiste T d – maksymalna temperatura produktów reakcji przy braku ogrzewania zewnętrznego. Rzeczywista temperatura produktów spalania może być tylko niższa T d w przypadku utraty ciepła.

Zgodnie z termiczną teorią spalania, opracowaną przez radzieckich naukowców Ya. B. Zeldovicha i D. A. Franka-Kamenetsky'ego, rozprzestrzenianie się płomienia następuje poprzez przenoszenie ciepła z produktów spalania do niespalonej (świeżej) mieszaniny. Rozkład temperatur w mieszaninie gazów z uwzględnieniem wydzielania ciepła w wyniku reakcji chemicznej oraz przewodności cieplnej pokazano na rys. 6.1:

Ryż. 6.1. Rozkład temperatur w mieszaninie gazowej

Front płomienia, tj. strefa, w której zachodzi reakcja spalania i intensywne samonagrzewanie gazów spalinowych, zaczyna się od temperatury samozapłonu T St i kończy się w temp T G.

Przed frontem płomienia rozprzestrzeniającym się w prawo znajduje się świeża mieszanina, a za nimi produkty spalania. Uważa się, że w strefie grzewczej reakcja przebiega tak wolno, że pomija się wytwarzanie ciepła.

Proces wymiany ciepła podczas stacjonarnego rozprzestrzeniania się płomienia nie prowadzi do utraty ciepła i obniżenia temperatury w porównaniu do T d bezpośrednio za przodem płomienia. Odprowadzenie ciepła z każdej płonącej warstwy gazu przy zapaleniu sąsiedniej, jeszcze nienagrzanej warstwy gazu, jest kompensowane przez podobną ilość ciepła odebraną wcześniej w warstwie zapalającej podczas jej własnego zapłonu. Dodatkowe ciepło początkowego impulsu zapłonu nie zakłóca w sposób zauważalny ustalonego trybu spalania, gdyż jego rola maleje coraz bardziej wraz ze wzrostem ilości spalanego gazu.

Produkty spalania tracą ciepło dopiero w wyniku promieniowania i kontaktu z powierzchnią stałą. Jeśli promieniowanie jest nieznaczne, spalanie takie okazuje się praktycznie adiabatyczne. Zauważalne straty ciepła są możliwe dopiero w pewnej odległości za czołem płomienia.



Zatem inicjacja spalania mieszaniny gazów w jednym miejscu prowadzi do nagrzania sąsiedniej warstwy, która nagrzewa się pod wpływem przewodzenia ciepła od produktów reakcji aż do samozapłonu. Spalanie tej warstwy pociąga za sobą zapłon kolejnej itd. aż palna mieszanina całkowicie się wypali. Ciepło usunięte ze strefy reakcji do świeżej mieszaniny jest całkowicie kompensowane przez uwolnienie ciepła reakcji i pojawia się stabilny front płomienia. W wyniku spalania warstwa po warstwie czoło płomienia przemieszcza się przez mieszaninę, umożliwiając rozprzestrzenianie się płomienia.

Jeśli świeża mieszanina przemieszcza się w kierunku czoła płomienia z prędkością równą prędkości rozprzestrzeniania się płomienia, wówczas płomień będzie nieruchomy (nieruchomy).

Z jednostki powierzchni płomienia na jednostkę czasu do świeżej mieszanki dostarczana jest następująca ilość ciepła w wyniku przewodzenia ciepła:

(6.7)

gdzie jest współczynnikiem przewodności cieplnej; – szerokość czoła płomienia.

Ciepło to jest zużywane na ogrzewanie świeżej mieszanki od temperatury początkowej do temperatury spalania:

Gdzie Z– pojemność cieplna właściwa; – gęstość mieszaniny.

Biorąc pod uwagę równania (6.7) i (6.8) przy U pl =υ g prędkość rozprzestrzeniania się płomienia określona jest zależnością:

, (6.9)

gdzie jest współczynnikiem dyfuzyjności cieplnej.

Ponieważ szybkość spalania w dużym stopniu zależy od temperatury, spalanie większości gazu zachodzi w strefie, której temperatura jest zbliżona

Szybkość reakcji chemicznej określa równanie:

(6.10)
Wtedy prędkość rozprzestrzeniania się płomienia wynosi:

(6.11)

Gdzie B– wskaźnik zależny od właściwości mieszaniny.

Zatem płomień nie będzie mógł rozprzestrzenić się w palnej mieszaninie, jeśli jej temperatura będzie o wartość niższa od teoretycznej temperatury spalania.

Maksymalna prędkość rozprzestrzeniania się płomienia obserwuje się nie przy stechiometrycznym stosunku paliwa i utleniacza w mieszance, ale przy nadmiarze paliwa. Podczas wstępnego podgrzewania mieszaniny prędkość rozprzestrzeniania się płomienia w warunkach rzeczywistych znacznie wzrasta, ponieważ jest proporcjonalna do kwadratu temperatury początkowej mieszaniny.

odległość przebyta przez czoło płomienia w jednostce czasu. (Patrz: ST SEV 383-87. Bezpieczeństwo przeciwpożarowe w budownictwie. Terminy i definicje.)

Źródło: „Dom: Terminologia budowlana”, M.: Buk-press, 2006.

  • - miara częstości występowania określonej choroby, oparta na jej rozmieszczeniu w populacji w pewnym momencie) lub w określonym przedziale czasu)...

    Terminy medyczne

  • - Ruch strefy korzeniowej palnika od wylotów palnika w kierunku przepływu paliwa lub mieszanki palnej. Zobacz wszystkie terminy GOST 17356-89. PALNIKI NA PALIWO GAZOWE I PŁYNNE...

    Słownik słownictwa GOST

  • - Ruch strefy korzeniowej palnika w kierunku przepływającej mieszaniny. Zobacz wszystkie terminy GOST 17356-89. PALNIKI NA PALIWA GAZOWE I PŁYNNE. TERMINY I DEFINICJE Źródło: GOST 17356-89...

    Słownik słownictwa GOST

  • - Naprzemienne zmiany parametrów palnika i lokalizacji jego strefy korzeniowej. Zobacz wszystkie terminy GOST 17356-89. PALNIKI NA PALIWA GAZOWE I PŁYNNE. TERMINY I DEFINICJE Źródło: GOST 17356-89...

    Słownik słownictwa GOST

  • - zjawisko charakteryzujące się przedostawaniem się płomienia do korpusu palnika. Źródło: „Dom: Terminologia Budowlana”, M.: Buk-press, 2006...

    Słownik konstrukcyjny

  • - rozprzestrzenianie się płonące spalanie na powierzchni substancji i materiałów. Źródło: „Dom: Terminologia Budowlana”, M.: Buk-press, 2006...

    Słownik konstrukcyjny

  • - czas trwania transportu towarów koleją...

    Odwołaj się do słownika komercyjnego

  • - wskaźnik hemodynamiczny: prędkość przemieszczania się fali ciśnienia wywołanej skurczem serca wzdłuż aorty i dużych tętnic...

    Duży słownik medyczny

  • - urządzenie wykrywające płomień i sygnalizujące jego obecność. Może składać się z czujnika płomienia, wzmacniacza i przekaźnika do przesyłania sygnału...

    Słownik konstrukcyjny

  • - zjawisko charakteryzujące się ogólnym lub częściowym oddzieleniem podstawy płomienia nad otworami palnika lub nad strefą stabilizacji płomienia. Źródło: „Dom: Terminologia Budowlana”, M.: Buk-press, 2006...

    Słownik konstrukcyjny

  • - jeden z fizycznych właściwości węgla mierzone obiektywnymi metodami ilościowymi. Jest to ściśle związane nie tylko ze strukturą i składem, ale także z obecnością pęknięć i porów, a także z minerałem. zanieczyszczenia...

    Encyklopedia geologiczna

  • - prędkość propagacji fazy zaburzenia sprężystego w rozkładzie. media elastyczne. W nieograniczonych ośrodkach izotropowych fale sprężyste rozchodzą się adiabatycznie, bez dyspersji...

    Encyklopedia geologiczna

  • - „...jest warunkowym bezwymiarowym wskaźnikiem charakteryzującym zdolność materiałów do zapalenia się, rozprzestrzeniania płomienia na powierzchni i wytwarzania ciepła…” Źródło: „NORMY BEZPIECZEŃSTWA POŻAROWEGO...

    Oficjalna terminologia

  • - „...: wskaźnik charakteryzujący zdolność powłoka malarska zapalić się, rozprzestrzenić płomień na swojej powierzchni i wytworzyć ciepło..." Źródło: "BEZPIECZEŃSTWO MATERIAŁÓW MALARSKICH...

    Oficjalna terminologia

  • - PŁOMIENIE. Płomień itp. zobacz płomień...

    Słownik wyjaśniający Uszakowa

  • - przym., liczba synonimów: 2 tlący się tlący...

    Słownik synonimów

„prędkość rozprzestrzeniania się płomienia” w książkach

Lód i trochę ognia

Z książki Ze wszystkich czterech stron autor Gill Adrian Anthony

Lód i trochę ognia Islandia, marzec 2000 Po co przy takiej obfitości krain stworzonych przez Boga ktoś w ogóle tu przyjechał? I dlaczego przyszli tutaj i rozejrzeli się, ci ludzie nie zawrócili swojej rodzinnej łodzi i nie odpłynęli daleko wraz ze wszystkimi swoimi dziećmi i

Bliźniacze płomienie

Z książki Integracja Duszy przez Rachel Sal

Bliźniacze Płomienie Witajcie kochani, tu Leah. Po raz kolejny jest mi niezmiernie miło móc z Państwem porozmawiać. Przez cały czas, gdy Arkturianie, Założyciele i Wyższa Jaźń tego kanału komunikowali się z wami, my także byliśmy z wami. Teraz porozmawiamy o temacie bliskim naszemu sercu

DEDYKOWANE PŁOMIENIU

Z książki Tajemnica ognia. Kolekcja autor Halla Manleya Palmera

DEDYKOWANY PŁOMIENIU Ten, kto żyje Życiem, będzie wiedział

1.6. Czy prędkość wymiany informacji może przekroczyć prędkość światła?

Z książki Magia kwantowa autor Doronin Siergiej Iwanowicz

1.6. Czy prędkość wymiany informacji może przekroczyć prędkość światła? Dość często słyszy się, że eksperymenty testujące nierówności Bella, które obalają lokalny realizm, potwierdzają obecność sygnałów nadświetlnych. Sugeruje to, że informacja może

Medytacja nad płomieniem

Z księgi Mudry. Mantry. Medytacje. Podstawowe praktyki przez Loy-So

Medytacja nad płomieniem Istnieje inny rodzaj medytacji, który ma potężne działanie lecznicze i poprawiające zdrowie. Mówimy o medytacji przy świecy. Płomień, podobnie jak popiół, był od dawna czczony we wszystkich kulturach, reprezentując oczyszczoną esencję przedmiotu. Wierzono, że

UPR. Medytacja nad płomieniem

Z książki NIC ZWYCZAJNEGO przez Millmana Dana

UPR. Medytacja nad płomieniem Następnym razem, gdy będziesz mieć nieprzyjemne, niespokojne myśli, wykonaj prostą, ale pełną mocy medytację: Weź równomiernie i równomiernie płonącą świecę na stole - z dala od łatwopalnych przedmiotów, takich jak zasłony.

Prędkość propagacji oddziaływań grawitacyjnych

Z książki Grawitacja [Od kryształowych kul do tuneli czasoprzestrzennych] autor Pietrow Aleksander Nikołajewicz

Prędkość rozprzestrzeniania się oddziaływania grawitacyjne Na koniec rozdziału omówimy jeszcze jedno ciekawy problem. Ogólna teoria względności obejmuje dwie podstawowe stałe: stałą grawitacji G i prędkość światła c. Obecność pierwszego z nich jest oczywista i naturalna – z czym mamy do czynienia

19.22. Wygaszenie płomienia

Z książki Stratagemy. O chińskiej sztuce życia i przetrwania. TT. 1, 2 autor von Sengera Harro

19.22. Ugaszenie płomieni Podczas wojny Jom Kippur (6-22 października 1973) sukces był po stronie Arabów (wojska egipskie dzięki niespodziewanemu atakowi przekroczyły Kanał Sueski i odbiły część Półwyspu Synaj), Związek Radziecki nie domagał się zawieszenia broni. 9 października o godz

Prędkość rozprzestrzeniania się

Z książki Życie codzienneśredniowiecznych mnichów Europa Zachodnia(X-XV wiek) autorstwa Moulina Leo

Szybkość rozprzestrzeniania się Szerokość jego rozprzestrzeniania się jest niezwykła, ale jeszcze bardziej imponująca jest prędkość, z jaką rozprzestrzeniał się wpływ monastycyzmu. Bo gdy tylko wyszło na jaw, że garstka ludzi osiedliła się na jakiejś „pustyni”, dosłownie tuż obok nich

W płomieniach

Z książki Partyzanci podejmują walkę autor Łobanok Władimir Eliseevich

W płomieniach wojny każdy, kto ją przeżył, pozostawił głęboki, niezatarty ślad. Wydarzenia dręczą ją każdego dnia, czasem nie pozwalają spać w nocy, a niepokoją ją wciąż gołe rany serca. Tak chyba powinno być i tak będzie, póki żyją ci, którzy byli na froncie

WYKŁAD XI TRZY SPOSOBY ROZKŁADU WPŁYWU MAGNETYCZNEGO. – 1) FOTOGRAFIA PSYCHICZNA. – 2) METODA SPLETU SŁONECZNEGO. – 3) METODA MIĘŚNIOWA TRZY SPOSOBY BEZPOŚREDNIEGO ROZKŁADU WPŁYWU MAGNETYCZNEGO.

Z książki Magnetyzm osobisty (przebieg wykładów) autor Danielsa Wanga Taila

WYKŁAD XI TRZY SPOSOBY ROZKŁADU WPŁYWU MAGNETYCZNEGO. – 1) FOTOGRAFIA PSYCHICZNA. – 2) METODA SPLETU SŁONECZNEGO. – 3) METODA MIĘŚNIOWA TRZY SPOSOBY BEZPOŚREDNIEGO ROZKŁADU WPŁYWU MAGNETYCZNEGO. Korzystając z każdej z trzech metod, musisz przede wszystkim

Lekcja 1. Św. apostołowie z lat 70.: Jazon, Sosipater i wraz z nimi inni święci męczennicy (O tym, co święci apostołowie zrobili dla szerzenia wiary chrześcijańskiej i co my powinniśmy czynić, aby ją szerzyć)

Z książki Pełny roczny krąg krótkich nauk. Tom II (kwiecień – czerwiec) autor Dyaczenko Grigorij Michajłowicz

Lekcja 1. Św. apostołowie z lat 70: Jazon, Sosipater i inni święci męczennicy z nimi (O tym, co święci apostołowie uczynili, aby szerzyć Wiara chrześcijańska i co mamy zrobić, żeby to szerzyć) I. Św. apostołowie Jazon i Sosipater, których pamięć dzisiaj jest obchodzona, uczniowie i

Szybkość czytania treningowego powinna być trzykrotnie większa niż prędkość normalnego czytania.

Z książki Szybkie czytanie. Jak zapamiętać więcej, czytając 8 razy szybciej przez Kamp Petera

Szybkość czytania treningowego powinna być trzykrotnie większa od szybkości normalnego czytania. Podstawowa zasada treningu jest taka, że ​​jeśli chcesz czytać z określoną prędkością, to musisz czytać treningowo około trzy razy szybciej. Więc,

52. Prędkość propagacji fali uderzeń wodnych

Z książki Hydraulika autor Babaev M A

52. Prędkość propagacji fali uderzeń wodnych B obliczenia hydrauliczne Bardzo interesująca jest prędkość propagacji fali uderzeniowej szoku hydraulicznego, a także sam szok hydrauliczny. Jak to ustalić? Aby to zrobić, rozważ okrągły poprzek

51. Prędkość wypływu w kanale zwężającym się, prędkość przepływu masowego

Z książki Inżynieria cieplna autor Burchanowa Natalia

51. Prędkość wypływu w zwężającym się kanale, masowa prędkość ruchu przepływu. Rozważmy proces adiabatycznego wypływu materii. Załóżmy, że płyn roboczy o określonej objętości (v1) znajduje się w zbiorniku pod

Spalanie- są to intensywne chemiczne reakcje utleniania, którym towarzyszy wydzielanie ciepła i blasku. Spalanie zachodzi w obecności substancji łatwopalnej, utleniacza i źródła zapłonu. Tlen i kwas azotowy mogą działać jako utleniacze w procesie spalania. Jako paliwo - wiele związków organicznych, siarka, siarkowodór, piryty, większość wolnych metali, tlenek węgla, wodór itp.

W prawdziwym pożarze utleniaczem w procesie spalania jest zwykle tlen z powietrza. Zewnętrznym objawem spalania jest płomień, który charakteryzuje się jarzeniem i wydzielaniem ciepła. W przypadku systemów spalania składających się wyłącznie z fazy stałej, ciekłej lub ich mieszanin, płomień może nie wystąpić, tj. bezpłomieniowy spalanie lub zbutwiały.

W zależności od stanu skupienia substancji początkowej i produktów spalania rozróżnia się je równomierne spalanie, spalanie materiałów wybuchowych, spalanie heterogeniczne.

Jednorodne spalanie. Przy jednorodnym spalaniu materiały wyjściowe i produkty spalania znajdują się w tym samym stanie agregacji. Do tego typu zalicza się spalanie mieszanin gazów (gazu ziemnego, wodoru itp. z utleniaczem – zwykle tlenem z powietrza)/

Spalanie materiałów wybuchowych związany z przejściem substancji ze stanu skondensowanego do stanu gazowego.

Spalanie heterogeniczne. W spalaniu heterogenicznym substancje wyjściowe (na przykład paliwo stałe lub ciekłe oraz utleniacz gazowy) występują w różnych stany skupienia. Do najważniejszych procesów technologicznych spalania heterogenicznego zalicza się spalanie węgla, metali, spalanie paliw ciekłych w piecach olejowych, silnikach spalinowych i komorach spalania silników rakietowych.

Nazywa się ruch płomienia przez mieszaninę gazów rozprzestrzenianie się płomienia. W zależności od prędkości rozprzestrzeniania się płomienia spalania może on być deflagracyjny z prędkością kilku m/s, wybuchowy z prędkością rzędu dziesiątek i setek m/s oraz detonacyjny z prędkością tysięcy m/s. S.

Spalanie deflagracyjne dzieli się na laminarne i turbulentne.

Spalanie laminarne charakteryzuje się normalną szybkością rozprzestrzeniania się płomienia.

Normalna prędkość rozprzestrzeniania się płomienia, jest prędkością ruchu czoła płomienia względem niespalonego gazu, w kierunku prostopadłym do jego powierzchni.

Temperatura zwiększa normalną prędkość rozprzestrzeniania się płomienia stosunkowo słabo, obojętne zanieczyszczenia ją zmniejszają, a rosnące ciśnienie prowadzi do zwiększenia lub zmniejszenia prędkości.

W laminarnym przepływie gazu prędkości gazu są małe. Szybkość spalania w tym przypadku zależy od szybkości tworzenia się palnej mieszaniny. W turbulentnym płomieniu wir strumieni gazu poprawia mieszanie reagujących gazów, ponieważ zwiększa się powierzchnia, przez którą zachodzi dyfuzja molekularna.

Wskaźniki zagrożenia pożarowego i wybuchowego gazów. Ich charakterystyka i zakres

Zagrożenie pożarowe procesy technologiczne w dużej mierze zdeterminowane są właściwościami fizykochemicznymi surowców, półproduktów i produktów końcowych wykorzystywanych w produkcji.

Wskaźniki zagrożenia pożarowego i wybuchowego wykorzystywane są przy kategoryzacji pomieszczeń i budynków, przy opracowywaniu systemów zapewniających bezpieczeństwo pożarowe i przeciwwybuchowe.

Gazy to substancje, których bezwzględna prężność par w temperaturze 50 °C jest równa lub większa niż 300 kPa lub temperatura krytyczna które są niższe niż 50°C.

Do gazów mają zastosowanie następujące wskaźniki:

Grupa palności-wskaźnik mający zastosowanie do wszystkich stanów agregacji.

Palność to zdolność substancji lub materiału do spalania. W oparciu o palność substancje i materiały dzieli się na trzy grupy.

Niepalny(niepalne) - substancje i materiały, które nie nadają się do spalania w powietrzu. Substancje niepalne mogą stwarzać zagrożenie pożarowe (na przykład utleniacze, a także substancje uwalniające produkty łatwopalne podczas interakcji z wodą, tlenem z powietrza lub między sobą).

Niska palność(trudne do spalenia) - substancje i materiały, które mogą zapalić się w powietrzu od źródła zapłonu, ale po jego usunięciu nie są zdolne do samozapłonu.

Zapalny(palne) - substancje i materiały zdolne do samozapłonu, a także zapalają się od źródła zapłonu i palą się samodzielnie po jego usunięciu. Z grupy substancji i materiałów łatwopalnych wyróżnia się substancje i materiały łatwopalne.

Zapalne to substancje i materiały łatwopalne, które mogą zapalić się w wyniku krótkotrwałego (do 30 s) narażenia na działanie źródła zapłonu o niskiej energii (płomień zapałki, iskra, tlący się papieros itp.).

Palność gazów określa się pośrednio: gaz, który ma w powietrzu stężenie graniczne zapłonu, klasyfikuje się jako zapalny; jeżeli gaz nie ma granicznych stężeń palności, ale zapala się samorzutnie w określonej temperaturze, klasyfikuje się go jako środek zmniejszający palność; w przypadku braku stężeń granicznych temperatury zapłonu i temperatury samozapłonu, gaz klasyfikuje się jako niepalny.

W praktyce grupa palności służy do podziału materiałów ze względu na palność, przy ustalaniu klas stref zagrożonych wybuchem i pożarem według PUE, przy ustalaniu kategorii pomieszczeń i budynków według zagrożenia wybuchem i pożarem, przy opracowywaniu środków zapewniających bezpieczeństwo pożarowe i pożarowe. bezpieczeństwo przeciwwybuchowe urządzeń i pomieszczeń.

Temperatura samozapłonu- najbardziej niska temperatura substancja, w której w specjalnych warunkach testowych następuje gwałtowny wzrost szybkości reakcji egzotermicznych kończących się płomienistym spalaniem.

Granice stężeń rozprzestrzeniania się płomienia (zapłonu) - j.w zakres stężeń, w którym możliwe jest spalanie mieszanin palnych par i gazów z powietrzem lub tlenem.

Dolna (górna) granica stężenia rozprzestrzeniania się płomienia - minimalna (maksymalna) zawartość paliwa w mieszaninie substancji palnej i ośrodka utleniającego”, przy której płomień może rozprzestrzenić się w mieszaninie na dowolną odległość od źródła zapłonu. W tych granicach mieszanina jest palna, poza nimi mieszanina nie jest zdolna do zapalenia się.

Granice temperaturowe rozprzestrzeniania się płomienia(zapłon) - taka temperatura substancji, w której jej pary nasycone tworzą w określonym środowisku utleniającym stężenia równe odpowiednio dolnej (dolna granica temperatury) i górnej (górna granica temperatury) granicy stężenia rozprzestrzeniania się płomienia.

Zdolność do wybuchu i spalania podczas interakcji z wodą, tlenem z powietrza i innymi substancjami- wskaźnik jakościowy charakteryzujący szczególne zagrożenie pożarowe niektórych substancji. Ta właściwość substancji jest wykorzystywana przy określaniu kategorii produkcji, a także przy wyborze bezpiecznych warunków prowadzenia procesów technologicznych oraz warunków wspólnego przechowywania i transportu substancji i materiałów.

Normalna prędkość rozprzestrzeniania się płomienia to prędkość, z jaką czoło płomienia porusza się względem niespalonego gazu w kierunku prostopadłym do jego powierzchni.

Do obliczenia szybkości narastania ciśnienia wybuchu mieszanin gazowych i parowo-powietrznych w zamkniętych, nieszczelnych urządzeniach i pomieszczeniach, średnicy krytycznej (gaśniczej) przy opracowywaniu i wykonywaniu urządzeń odcinających ogień należy stosować wartość normalnej prędkości rozprzestrzeniania się płomienia, obszar łatwo resetowalnych konstrukcji, membran bezpieczeństwa i innych urządzeń rozprężających; przy opracowywaniu środków zapewniających bezpieczeństwo pożarowe i wybuchowe procesów technologicznych zgodnie z wymaganiami GOST 12.1.004 i GOST 12.1.010.

Istota metody wyznaczania normalnej prędkości rozprzestrzeniania się płomienia polega na przygotowaniu w naczyniu reakcyjnym palnej mieszaniny o znanym składzie, zapaleniu jej w środku źródło punktowe, rejestrując zmiany czasu ciśnienia w naczyniu i przetwarzając eksperymentalną zależność „ciśnienie od czasu” z wykorzystaniem matematycznego modelu procesu spalania gazu w naczyniu zamkniętym i procedury optymalizacyjnej. Model matematyczny pozwala uzyskać obliczoną zależność ciśnienie od czasu, której optymalizacja przy zastosowaniu podobnej zależności eksperymentalnej skutkuje zmianą prędkości normalnej w trakcie rozwoju wybuchu dla konkretnego testu.

Normalna prędkość spalanie to prędkość rozprzestrzeniania się czoła płomienia w stosunku do niespalonych reagentów. Szybkość spalania zależy od szeregu właściwości fizykochemicznych odczynników, w szczególności przewodności cieplnej i szybkości reakcji chemicznej, i ma bardzo specyficzną wartość dla każdego paliwa (przy stałe warunki spalanie). W tabeli Tabela 1 przedstawia szybkości spalania (i granice zapłonu) niektórych mieszanin gazowych. Stężenia paliw w mieszankach oznaczono w temperaturze 25°C i normalnym ciśnieniu atmosferycznym. Z odnotowanymi wyjątkami granice palności uzyskuje się przy rozprzestrzenianiu się płomienia w rurze o średnicy 0,05 m, zamkniętej z obu stron. Współczynniki nadmiaru paliwa definiuje się jako stosunek objętościowej zawartości paliwa w rzeczywistej mieszance do mieszanki stechiometrycznej (j1) i do mieszanki przy maksymalnej szybkości spalania (j2).

Tabela 1

Szybkość spalania mieszanin skondensowanych (utleniacz nieorganiczny + magnez)

Arkusz
Nr dokumentu
Podpis
Data
Arkusz
TGiV 20.05.01.070000.000 PZ
41,6
1,60 28,8 74,9 2,48 39,4 KNO3 37,6 0,74 12,5 75,5 1,30 20,0 Ca(NO3)2 42,6 0,46 73,1 1,00 Ba(NO3)2 31,8 0,34 62,8 0,74 Sr(NO3)2 36,5 0,32 6,4 65,4 0,72 12,3 Pb(NO3)2 26,8 0,26 60,2 0,70 NaClO4 44,3 0,24 78,0 0,96 KClO4 41,3 0,23 4,2 77,1 0,68 10,9 NH4ClO4 29,2 0,22 3,6 79,3 0,42 6,5

Jak widać podczas spalania mieszanin powietrza i gazu pod ciśnieniem atmosferycznym ty max mieści się w przedziale 0,40-0,55 m/s, a - w przedziale 0,3-0,6 kg/(m2-s). Tylko dla niektórych związków nienasyconych o niskiej masie cząsteczkowej i wodoru ty max mieści się w przedziale 0,8-3,0 m/s i osiąga 1-2 kg/(m2s). Przez wzrost I max badanych substancji palnych może występować w mieszaninach z powietrzem

ułóż w następującym rzędzie: benzynę i płynne paliwa rakietowe - parafiny i związki aromatyczne– tlenek węgla – cykloheksan i cyklopropan – etylen – tlenek propylenu – tlenek etylenu – acetylen – wodór.

Zmiana
Arkusz
Nr dokumentu
Podpis
Data
Arkusz
TGiV 20.05.01.070000.000 PZ
Prześledzono wpływ budowy cząsteczki paliwa na szybkość spalania węglowodorów drobnocząsteczkowych o łańcuchu prostym. Szybkość spalania wzrasta wraz ze wzrostem stopnia nienasycenia cząsteczki: alkany – alkeny – alkadieny – alkiny. Wraz ze wzrostem długości łańcucha efekt ten maleje, lecz w dalszym ciągu szybkość spalania mieszanin powietrza dla n-heksanu jest o około 25% większa niż dla n-heksanu.

Szybkość liniowego spalania mieszanin tlenu jest znacznie wyższa niż mieszanin powietrza (dla wodoru i tlenku węgla - 2-3 razy, a dla metanu - ponad rząd wielkości). Masowa szybkość spalania badanych mieszanin tlenu (z wyjątkiem mieszaniny CO + O2) mieści się w przedziale 3,7-11,6 kg/(m2 s).

W tabeli W tabeli 1 przedstawiono (wg N. A. Silina i D. I. Postovsky'ego) szybkości spalania zagęszczonych mieszanin azotanów i nadchloranów z magnezem. Do przygotowania mieszanin wykorzystano sproszkowane komponenty o wielkości cząstek azotanów 150-250 mikronów, nadchloranów 200-250 mikronów i magnezu 75-105 mikronów. Mieszanką napełniono skorupy kartonowe o średnicy 24-46 mm do współczynnika zagęszczenia 0,86. Próbki spalano w powietrzu pod normalnym ciśnieniem i temperaturą początkową.

Z porównania danych w tabeli. 1 i 1,25 wynika, że ​​mieszaniny skondensowane są lepsze pod względem masy od mieszanin gazowych i gorsze pod względem masy prędkość liniowa palenie Szybkość spalania mieszanin z nadchloranami jest mniejsza niż szybkość spalania mieszanin z azotanami, a mieszaniny z azotanami metali alkalicznych spalają się szybciej niż mieszaniny z azotanami metali ziem alkalicznych.

Tabela 2

Granice zapłonu i szybkość spalania mieszanin z powietrzem (I) i tlen (II) pod normalnym ciśnieniem i temperatura pokojowa

Arkusz
Nr dokumentu
Podpis
Data
Arkusz
TGiV 20.05.01.070000.000 PZ
1,06 0,39 0,35-0,52 3,7-5,1 0,38-0,45 4,15 Etan 0,0564 0,50 2,72 1,12 0,46 Propan 0,0402 0,51 2,83 1,14 0,45 0,57 0,41 Butan 0,0312 0,54 3,30 1,13 0,44 0,54 n-Pentan 0,0255 0,54 3,59 1,15 0,44 n-heksan 0,0216 0,51 4,00 1,17 0,45 n-Heptan 0,0187 0,53 4,50 1,22 0,45 Cyklopropan 0,0444 0,58* 2,76* 1,13 0,55 Cykloheksan 0,0227 0,48 4,01 1,17 0,45 Etylen 0,0652 0,41 <6,1 1,15 0,79 0,88 0,72-0,89 7,61 6,45 Propylen 0,0444 0,48 2,72 1,14 0,50 Buten-1 0,0337 0,53 3,53 1,16 0,50 Acetylen 0,0772 0,39* 1,33 1,63 1,86 1,65-1,73 11,6 Butin-1 0,0366 1,20 0,67 Benzen 0,0271 0,43 3,36 1,08 0,47 0,61 4,6 0,6 4,6 Toluen 0,0277 0,43 3,22 1,05 0,40 Hetralina C10H12 0,0158 1,01 0,38 Tlenek etylenu 0,0772 1,25 1,05 1,13 1,12 Tlenek propylenu 0,0497
Zmiana

Metody obliczania szybkości wypalania cieczy

Zmiana
Arkusz
Nr dokumentu
Podpis
Data
Arkusz
TGiV 20.05.01.070000.000 PZ
Jeżeli znane są parametry stanu badanej cieczy zawarte we wzorach (14) - (23), to w zależności od dostępnych danych szybkość wypalenia ( M) w dowolnym trybie spalania można obliczyć bez przeprowadzania badań eksperymentalnych, korzystając ze wzorów:

; (16)

Gdzie M- bezwymiarowy współczynnik wypalenia;

; (17)

M. F- masa cząsteczkowa cieczy, kg mol -1;

D- charakterystyczna wielkość płonącego zwierciadła cieczy, m. określona jako pierwiastek kwadratowy powierzchni spalania; jeżeli obszar spalania ma kształt koła, wówczas charakterystyczny rozmiar jest równy jego średnicy. Obliczając szybkość spalania turbulentnego, można przyjąć D= 10 m;

T k- temperatura wrzenia cieczy, K.

Procedura obliczeniowa jest następująca.

O sposobie spalania decyduje wartość kryterium Galileo Ga, obliczone według wzoru

Gdzie G- przyspieszenie swobodnego spadania, m s -2.

W zależności od trybu spalania obliczana jest bezwymiarowa szybkość wypalenia M. Dla trybu spalania laminarnego:

Dla trybu spalania przejściowego:

jeśli, to , (20)

jeśli , to , (21)

Dla trybu spalania turbulentnego:

; , (22)

M0- masa cząsteczkowa tlenu, kg mol -1;

n 0- współczynnik stechiometryczny tlenu w reakcji spalania;

n F- współczynnik stechiometryczny cieczy w reakcji spalania.

B- bezwymiarowy parametr charakteryzujący intensywność przenoszenia masy, obliczany ze wzoru

, (23)

Gdzie Q- dolne ciepło spalania cieczy, kJ kg -1;

Zmiana
Arkusz
Nr dokumentu
Podpis
Data
Arkusz
TGiV 20.05.01.070000.000 PZ
- bezwymiarowa wartość masy tlenu potrzebnego do spalenia 1 kg cieczy;

C- izobaryczna pojemność cieplna produktów spalania (przyjmuje się, że jest równa pojemności cieplnej powietrza c = 1), kJ kg -1 K -1 ;

T0- temperatura otoczenia, przyjęta jako 293 K;

H- ciepło parowania cieczy w temperaturze wrzenia, kJ kg -1;

c e- średnia izobaryczna pojemność cieplna cieczy w zakresie od T0 Do T. do.

Jeżeli znana jest lepkość kinematyczna pary lub masa cząsteczkowa i temperatura wrzenia badanej cieczy, wówczas szybkość spalania turbulentnego oblicza się na podstawie danych eksperymentalnych zgodnie ze wzorem

Gdzie ja- wartość doświadczalna szybkości wypalenia w trybie spalania przejściowego, kg m -2 s -1;

ja- średnica palnika, dla której uzyskano wartość ja, m. Zaleca się stosowanie palnika o średnicy 30 mm. W przypadku zaobserwowania spalania laminarnego w palniku o średnicy 30 mm należy zastosować palnik o większej średnicy.

Załadunek...
Szczyt