Реферат горение (стр. 4 )

В зависимости от природы первоначального процесса, вызвавшего самонагревание материала, и значений Tсн различают химическое, микробиологическое и тепловое самовозгорание.

К химическому самовозгоранию относятся экзотермическое взаимодействие веществ (например, при попадании концетрата HNО3 на бумагу, древесные опилки и др.). Наиболее типичный и распространенный пример такого процесса-самовозгорание промасленной ветоши или иных волокнистых материалов с развитой поверхностью. Особенно опасны масла, содержащие соединения с ненасыщенными химическими связями и характеризующиеся высоким йодным числом (хлопковое, подсолнечное, джутовое и т. д.).

К явлениям химического самовозгорания относится также загорание ряда веществ (например, мелкораздробленные А1 и Fe, гидриды Si, В и некоторых металлов, металлоорганические соединения-алюминийорганические и др.) при контакте их с воздухом в отсутствие нагрева. Способность веществ к самовозгоранию в таких условиях называется пирофорностью. Особенность пирофорных в-в заключается в том, что их Tсвоз (или Tсв) ниже комнатной т-ры: - 200°С для SiH4, — 80 °С для А1(С2Н5)3. Для предупреждения химического самовозгорания порядок совместного хранения горючих веществ и материалов строго регламентирован.

Склонностью к микробиологическому самовозгоранию обладают горючие материалы, особенно увлажненные, служащие пи-тат. средой для микроорганизмов, жизнедеятельность которых связана с выделением теплоты (торф, древесные опилки и др.). По этой причине большое число пожаров и взрывов происходит при хранении сельскохозяйственных продуктов (например, силос, увлажненное сено) в элеваторах. Для микробиологического и химического самовозгорания характерно то, что Tсн не превышает-обычных значений Токр и может быть отрицательной. Материалы, имеющие Tсн выше комнатной температуры, способны к тепловому самовозгоранию.

Вообще склонностью ко всем видам самовозгорания обладают мн. твердые материалы с развитой поверхностью (например, волокнистые), а также некоторые жидкие и плавящиеся вещества, содержащие в своем составе непредельные соединения, нанесенные на развитую (в том числе негорючую) поверхность. Расчет критических условий для химического, микробиологического и теплового самовозгорания осуществляется по уравнениям (1) и (2). Методы экспериментального определения Тсн и Tсвоз и условий самовозгорания изложены в специальном стандарте.

2.6 Самовоспламенение

Самовоспламенение — резкое самоускорение экзотермических химических реакций, начальная стадия горения. Происходит при определенных (критических) условиях (температура, размеры реакционного сосуда и другие) из-за того, что тепловыделение в ходе реакции больше теплоотвода в окружающую среду.

Температура самовоспламенения — наименьшая температура горючего вещества, при нагреве до которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических объёмных реакций, приводящее к возникновению пламенного горения и/или взрыва. Эта температура требуется для достижения энергии активации реакции горения.

Из-за сложностей прямого измерения температуры самовоспламенения газов и паров, за неё принимают минимальную температуру стенки реакционного сосуда, при которой наблюдают самовоспламенение. Эта температура зависит от условий тепломассообмена как внутри реакционного сосуда, так и самого сосуда с окружающей средой, объёма смеси, а также каталитической активности стенки сосуда и ряда других параметров.

Показатель применяется для определения допустимой температуры нагревания горючих веществ, электрического и технологического оборудования, а также для установления группы взрывоопасной смеси. Для измерения температуры самовоспламенения жидкостей используют метод ASTM E 659.

По данным ГОСТ Р 51330.19-99 Данные по горючим газам и парам, относящиеся к эксплуатации электрооборудования

Силан: < 21,23 °C (70 °F); Белый фосфор: 34 °C (93 °F); Сероуглерод: 100 °C (212 °F); Бензин: 257 °C (495 °F); Ацетилен: 335 °C; Бутан: 372 °C (702 °F); Магний: 473 °C (883 °F); Водород: 536 °C (997 °F); Полистирол: 440 °C (824 °F).

В отличие от остальных веществ, температура воспламенения которых не меняется, у бензина эта величина будет меняться в зависимости от углеводородного состава [10].

2.7 Взрыв

Взрыв — быстропротекающий физический или физико-химический процесс, проходящий со значительным выделением энергии в небольшом объёме за короткий промежуток времени и приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду вследствие высокоскоростного расширения продуктов взрыва [10].

Дефлаграционный взрыв — энерговыделение в объёме облака горючих газообразных смесей и аэрозолей при распространении экзотермической химической реакции с дозвуковой скоростью.

Детонационный взрыв — взрыв, при котором воспламенение последующих слоев взрывчатого вещества происходит в результате сжатия и нагрева ударной волной, характеризующейся тем, что ударная волна и зона химической реакции следуют неразрывно друг за другом с постоянной сверхзвуковой скоростью [].

Химический взрыв неконденсированных веществ от горения отличается тем, что горение происходит, когда горючая смесь образуется в процессе самого горения [].

Продукты взрыва обычно являются газами с высокими давлением и температурой, которые, расширяясь, способны совершать механическую работу и вызывать разрушения других объектов. В продуктах взрыва помимо газов могут содержаться и твёрдые высокодисперсные частицы. Разрушительное действие взрыва вызвано высоким давлением и образованием ударной волны. Действие взрыва может быть усилено кумулятивными эффектами.

По происхождению выделившейся энергии различают следующие типы взрывов:

Химические взрывы взрывчатых веществ — за счёт энергии химических связей исходных веществ. Взрывы ёмкостей под давлением (газовые баллоны, паровые котлы, трубопроводы) — за счет энергии сжатого газа или перегретой жидкости. К ним, в частности, относятся:

- Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (BLEVE).

-Взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях.

-Взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой.

Ядерные взрывы — за счет энергии, высвобождающейся в ядерных реакциях. Электрические взрывы (например, при грозе). Вулканические взрывы. Взрывы при столкновении космических тел, например, при падении метеоритов на поверхность планеты.

Взрывы, вызванные гравитационным коллапсом (взрывы сверхновых звёзд и др.).

Единого мнения о том, какие именно химические процессы следует считать взрывом, не существует. Это связано с тем, что высокоскоростные процессы могут протекать в виде детонации или дефлаграции (медленного горения). Детонация отличается от горения тем, что химические реакции и процесс выделения энергии идут с образованием ударной волны в реагирующем веществе, и вовлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны, а не путём теплопроводности и диффузии, как при медленном горении. Различие механизмов передачи энергии и вещества влияют на скорость протекания процессов и на результаты их действия на окружающую среду, однако на практике наблюдаются самые различные сочетания этих процессов и переходы горения в детонацию и обратно. В связи с этим обычно к химическим взрывам относят различные быстропротекающие процессы без уточнения их характера.

Существует более жёсткий подход к определению химического взрыва как исключительно детонационному. Из этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией (сгоранием), сгорающее вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс, как правило, имеет диффузионный характер. Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путём диффузии. Однако, если перемешать газ с воздухом, он взорвётся от небольшой искры — объёмный взрыв. Существуют очень немногие примеры химических взрывов, не имеющих своей причиной окисление/восстановление, например реакция мелкодисперсного оксида фосфора(V) с водой, но её можно рассматривать и как паровой взрыв.

Индивидуальные взрывчатые вещества, как правило, содержат кислород в составе своих собственных молекул. Это метастабильные вещества, которые способны храниться более или менее долгое время при нормальных условиях. Однако при инициировании взрыва веществу передаётся достаточная энергия для самопроизвольного распространения волны горения или детонации, захватывающей всю массу вещества. Подобными свойствами обладают нитроглицерин, тринитротолуол и другие вещества. Бездымные пороха и чёрный порох, который состоит из механической смеси угля, серы и селитры, в обычных условиях не способны к детонации, но их традиционно также относят к взрывчатым веществам.

Ядерный взрыв — это неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучевой энергии в результате цепной ядерной реакции расщепления атома или реакции термоядерного синтеза. Искусственные ядерные взрывы в основном используются в качестве мощнейшего оружия, предназначенного для уничтожения крупных объектов и скоплений.

Технологии на основе взрывных процессов применяются в военном деле, на взрыве основано действие боеприпасов.

Мирные технологии включают в себя разрушение конструкций направленным взрывом, сварку взрывом, взрывной синтез материалов и др. [10]

Заключение

Рассмотрев понятие и классификацию горения, удалось выделить такие виды, как: вспышка, возгорание, воспламенение, самовозгорание, самовоспламенение, взрыв.

Горение – весьма обширное понятие, зачастую подразумевается сразу пожар.

Однако, выделив отдельно каждый вид горения можно заметить отличия каждого.

Список использованных источников и литературы

[1] - , . Газодинамика горения. — М.: Изд-во Моск. ун-та., 1987. — С. 165. — 307 с.

[2] - Горение // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. . — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

[3] - Горение. Химическая энциклопедия.

[4] - Key World Energy Statistics. — International Energy Agency (IEA), 2012. — P. 6. — 80 p.

[5] - International Energy Outlook 2013 with Projections to 2040 (англ.) 1. U. S. Energy Information Administration (EIA)

[6] - Mallard E., Le Chatelier H. L. Thermal model for flame propagation // Annals of Mines. — 1883. — Vol. 4. — P. 379

[7] - , , Современное состояние тепловой теории зажигания, М., 1970

[8] - , Теория зажигания конденсированных веществ, Новосиб., 1984.

Электронные ресурсы:

[9] – История развития знаний о горении// http://koi. tspu. ru/koi_books/arhipov/1str2.htm

[10] - https://ru. wikipedia. org/