1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Горение и образование дыма

Вопрос № 1. Дым и его основные характеристики (75 мин)

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ

по дисциплине «ХИМИЯ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ»

Для специальности 280705.65 – пожарная безопасность

СМК-УМК 4.4.2-40-2012

Тема 1.: Физико-химическая природа процессов горения

Занятие № 1.5: Дым и его основные характеристики (4 час.)

I. Цели занятия

1.Учебная: обучение и закрепление основных характеристик дыма, дымообразующей способности веществ; контрольно-проверочная работа по теме 1

2. Воспитательная: воспитывать у обучающихся ответственность за подготовку к практической деятельности; стремление к углубленному освоению материала по теме занятия; обучение методам самостоятельной работы с учебными материалами.

II. Расчет учебного времени

III. Учебно-материальное обеспечение

1. Технические средства обучения: мультимедийная система, компьютерная техника, интерактивная доска.

2. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева, демонстрационные плакаты, схемы.

IV. Методические рекомендации преподавателю

По подготовке и проведению практического занятия

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ (3 мин.)

Преподаватель проверяет наличие слушателей (курсантов), объявляет тему, учебные цели и вопросы занятия, последовательность их отработки, ориентировочное время выполнения задания и напоминает, что к концу занятия каждый слушатель должен выполнить.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ (165 мин.)

Вопрос № 1. Дым и его основные характеристики (75 мин)

Продуктами сгорания называются газообразные, жидкие и твердые вещества, образующиеся в результате горения веществ в воздухе. Состав их зависит от состава горящего вещества и условий его горения. На пожарах чаще всего горят органические вещества (древесина, ткани, бензин, керосин, резина и др.), в состав которых входят углерод, водород, кислород, сера и азот. В зависимости от условий их горения могут образовываться продукты полного и неполного сгорания. К продуктам полного сгорания относятся углекислый газ, сернистый газ, пары воды, азот (при сгорании азотсодержащих соединений). Все они не способны гореть и не поддерживают горение большинства горючих веществ.

К продуктам неполного сгорания относятся окись углерода, сажа и продукты термоокислительного разложения.

Реже на пожарах горят неорганические вещества, такие как фосфор, натрий, калий, кальций, алюминий, титан, магний и др. Продуктами их сгорания являются твердые вещества. Одни из них (Р2О5, МgО, Na20) в продуктах сгорания мелко диспергированы и поднимаются в воздух в виде плотного дыма, другие (А12О3, ТiO2) в процессе горения находятся в расплавленном состоянии.

Продукты сгорания многих органических и неорганических веществ содержат взвешенные твердые частицы (сажа, окислы, соли и др.). Такая дисперсная система называется дымом.

Дым — это дисперсная система из продуктов горения и воздуха, состоящая из газов, паров и раскаленных частиц.

Дым представляет собой пример аэрозоля — дисперсной системы, состоящей из мельчайших твердых частиц (дисперсной фазы), взвешенных в дисперсионной газообразной среде (продуктах сгорания или смеси их с воздухом, или в чистом воздухе). Размер частиц дисперсной фазы дыма колеблется в пределах 10 -5 и 10 -8 м.

Дым, состоящий из мелкодисперсных частиц, образуется в результате неполного сгорания. Он образуется как при беспламенном, так и при пламенном горении, хотя характер частиц и формы их образования весьма различны. Дым при тлении аналогичен дыму, который получается, когда любой углеродсодержащий материал нагревается до температур, при которых происходит химическое разложение и эволюция летучих продуктов горения. Фракции с большим молекулярным весом конденсируются по мере их перемешивания с холодным воздухом, что приводит к образованию тумана, состоящего из мельчайших капель смолы и высококипящих жидкостей. Эти капли стремятся в условиях спокойного воздуха слипаться, образуя мелкие частицы со средним диаметром порядка одного микрона, и осаждаются на поверхностях, образуя маслянистый остаток.

По своему характеру дым при пламенном сгорании материалов отличается от дыма при тлении. Он состоит почти целиком из твердых частиц. В то время как небольшая часть этих частиц может быть образована при абляции твердого материала в условиях воздействия на этот материал мощного теплового потока, большая часть частиц образуется в газовой фазе в результате неполного сгорания и высокотемпературных реакций пиролиза при низких концентрациях кислорода. Следует заметить, что дым, состоящий из твердых частиц, может образоваться даже, если исходным горючим материалом является газ или жидкость.

Дымы обоих типов являются возгораемыми и могут образовывать воспламеняемую атмосферу. При поджигании такой атмосферы может произойти взрыв.

Концентрацию твердых частиц в дыме выражают в кг/м 3 или количеством частиц в единице объема (в 1 м 3 ). Весовая концентрация дисперсной фазы в дыме, образующейся на пожарах, колеблется в широких пределах и составляет обычно от десятых долей до (6-7)×10 -3 кг/м 3 , что соответствует содержанию в 1×10 -6 м3 (1 см 3 ) дыма нескольких миллионов твердых частиц. Так, на пожаре при горении древесины и хлопчатобумажной ткани концентрация твердых частиц в дыме в разных местах помещения составляла от 0,1×10 -4 до 6,5×10 -3 кг/м 3 .

Частицы, составляющие дым, подвергаются воздействию двух противоположно направленных сил: силы тяжести, которая увлекает твердые частицы вниз и ведет к их оседанию, и силы аэродинамического сопротивления. Твердые частицы дисперсной фазы дыма с радиусом менее 1×10 -5 м при падении быстро достигают постоянной скорости, при которой аэродинамическое сопротивление, действующее на частицу, становится равным силе тяжести, действующей на частицу.

Если размер частицы дисперсной фазы соизмерим со средней длиной свободного пробега молекул дисперсионной среды дыма, то удары молекул газа о поверхность частицы приводят к броуновскому движению, которое накладывается на процесс оседания частиц. Следовательно, броуновское движение придает кинетическую устойчивость частицам дисперсной фазы.

Кинетической устойчивостью называется способность дисперсных частиц удерживаться по взвешенном состоянии, не оседая и распределяясь в пространстве (по высоте) по определенному закону.

Решающим условием кинетической устойчивости дисперсной фазы дыма является степень ее дисперсности. Чем выше степень дисперсности фазы, тем больше сказывается броуновское движение. Следовательно, тем выше кинетическая устойчивость.

Экспериментальные данные свидетельствуют, что скорость оседания частиц уменьшается с уменьшением радиуса частиц, а скорость броуновского движения возрастает. Расчеты, даже без учета броуновского движения, показывают, что частицы с радиусом не выше 1×10 -5 м оседают медленно. Так, при радиусе частицы 1 ×10 -7 м и плотности дисперсной фазы 1 ×10 3 кг/м 3 скорость оседания будет равна:

Таким образом, за 3 ч частица пройдет путь, равный приблизительно 1×10 -2 м (1 см). Следовательно, перемещение облака дыма в основном определяется ветром, а при его отсутствии — конвективными потоками в атмосфере, а не воздействием силы тяжести.

Дым как дисперсная система проявляет, кроме того, и агрегативную

Коэффициент дымообразования

Коэффициент дымообразования – это показатель, характеризующий оптическую плотность дыма, образующегося при пламенном горении или термоокислительной деструкции (тлении) определенного количества твердого вещества (материала) в условиях специальных испытаний. Коэффициент дымообразования определяют по ГОСТ 12.1.044-89.

Твердые вещества (материалы) по дымообразующей способности классифицируются согласно данным, приведенным в таблице.

Классификация

Коэффициент дымообразования используется в противопожарном нормировании применения строительных материалов в зданиях (сооружениях), для подтверждения соответствия заданным в нормативно-технической документации требованиям. Значение коэффициент дымообразования включают в стандарты или технические условия на твердые вещества (материалы).

Более подробно о классификации горючих строительных материалов по дымообразующей способности в материале:

Значения

Метод определения

Определение коэффициента дымообразования, и соответственно дымообразующей способности горючих строительных материалов, проводится в соответствии с требованиями п. 4.18 ГОСТ 12.1.044-89. Сущность метода определения коэффициента дымообразования заключается в определении оптической плотности дыма, образующегося при горении или тлении известного количества испытуемого вещества или материала, распределенного в заданном объеме. Другими словами – фотометрически регистрируют ослабление освещенности при прохождении света через задымленное пространство.

Установка для определения коэффициента дымообразования

1 – камера сгорания; 2 – держатель образца; 3 – окно из кварцевого стекла; 4, 7 – клапаны продувки; 5 – приемник света; 6 – камера измерений; 8 – кварцевое стекло; 9 – источник света; 10 – предохранительная мембрана; 11 – вентилятор; 12 – направляющий козырек; 13 – запальная горелка; 14 – вкладыш; 15 – электронагревательная панель

На рисунке показана схема установки для определения коэффициента дымообразования. Камера сгорания вместимостью 3×10 -3 м 3 выполнена из листовой нержавеющей стали толщиной 2,0 ± 0,1 мм. В ней имеются верхнее и нижнее отверстия сечением 30×160 мм, соединяющие ее с дымовой камерой. На боковой поверхности камеры сгорания расположено окно из кварцевого стекла для наблюдения за образцом при испытании. В камере сгорания установлены держатель образца и закрытая электронагревательная панель, смонтированная на верхней стенке камеры под углом 45° к горизонтали. Держатель образца выполнен в виде рамки размером 100x100x10 мм и закреплен на дверце камеры на расстоянии 60 мм от панели параллельно ее поверхности. В держатель устанавливают вкладыш из асбосилита, в центре которого имеется углубление для размещения образца. Над держателем образца установлена газовая горелка. При испытании материалов в режиме горения пламя горелки касается поверхности верхней части образца.

Дымовая камера размером 800x800x800 мм выполнена из листовой нержавеющей стали. Внутренние стенки камеры оклеены черной бумагой. В верхней стенке и в днище камеры имеются отверстия для возвратных клапанов продувки, осветителя и предохранительной мембраны. Внутри камеры находятся устройство для вертикального перемещения фотоэлемента и двухлопастный вентилятор для перемешивания дыма.

Испытания проводят в двух режимах: термоокислительного разложения (тления) и пламенного горения. Режим термоокислительного разложения (тления) обеспечивается при нагревании поверхности образца до 400 °С, при этом плотность теплового потока равна 18 кВт/м 2 . Материалы, термостойкость которых выше 400 °С, испытывают при нагревании до 600 °С, плотность теплового потока равна 38 кВт/м 2 . Во всех случаях материалы не должны самовоспламеняться при испытании. Режим пламенного горения обеспечивается при использовании газовой горелки и нагревании поверхности образца до 750 °С, при этом плотность теплового потока равна 65 кВт/м 2 . Для измерения плотности теплового потока используют датчик металлокалориметрического типа.

При наладке установки определяют подаваемое на электронагревательную панель напряжение, обеспечивающее указанные режимы испытания. Для этого вставляют в держатель вкладыш с контрольным образцом из асбестоцемента (40x40x10 мм), в центре которого укреплена термопара. Дверцу камеры сгорания закрывают и подают напряжение на спирали электронагревательной панели. Для контроля стабилизированных условий нагревания применяют потенциометр.

При проведении испытания в режиме пламенного горения вставляют в держатель вкладыш с асбестоцементным образцом, закрывают обе камеры, подают на спирали электронагревательной панели выбранное для данного режима напряжение. После выхода панели на стабилизированные условия нагревания включают осветитель, измерительный прибор люксметра, вентилятор перемешивания. Затем открывают камеру сгорания, вынимают вкладыш с асбестоцементным образцом, зажигают газовую горелку, камеру закрывают. Производят продувку дымовой камеры в течение 1 мин. Регулируют диафрагмами осветитель, установив освещенность 100 лк, и диаметр пучка света, равный диаметру светочувствительной поверхности фотоэлемента. Подготовленный образец испытуемого материала устанавливают во вкладыш, имеющий комнатную температуру, открывают дверцу камеры сгорания, без задержки вставляют вкладыш в держатель и закрывают дверцу. Продолжительность испытания определяется временем достижения минимальной освещенности, но не более 15 мин.

При испытании в режиме тления газовую горелку не зажигают, устанавливают вкладыш с асбестоцементным образцом, подают соответствующее напряжение на электронагревательную панель. Порядок проведения испытаний аналогичен порядку, установленному для режима пламенного горения. Испытывают по пять образцов материала в каждом режиме. По результатам каждого испытания рассчитывают коэффициент дымообразования D т max по формуле:

V – вместимость дымовой камеры, м 3 ;

L – длина светового пути в задымленном пространстве, м;

т – масса образца исследуемого материала, кг;

In(E/Emin) – оптическая плотность дыма;

E / Emin – соответственно начальная и минимальная освещенность, лк.

Для каждой серии испытаний рассчитывают среднее арифметическое не менее пяти значений коэффициента дымообразования. За окончательный результат принимают наибольшее значение из двух средних арифметических.

Протокол определения коэффициента дымообразования можно скачать по ссылке.

Источник: Пожарная безопасность. Энциклопедия. –М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2007; ГОСТ 12.1.044-89: Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения; Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Часть 1. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. –М.: 2004.

Горение и образование дыма

Горение древесины представляет собою окисление составных частей ее до углекислого газа СO2 и воды Н2О.

Кривая, характеризующая выход летучих органических соединений в зависимости от температуры пиролиза древесины

Для осуществления этого процесса необходимо достаточное количество окислителя (кислорода) и нагревание древесины до определенной температуры.

При нагревании без доступа кислорода происходит термическое разложение древесины (пиролиз), в результате чего образуются уголь, газы, вода и летучие органические вещества.

В соответствии с теорией, развитой Г. Ф. Кнорре и другими учеными, горение древесины можно представить следующим образом.

В начале нагревания из древесины испаряется влага. В дальнейшем происходит термическое разложение составных частей ее. Составные части древесины в значительной степени окислены, поэтому они распадаются при невысокой температуре. Образование летучих веществ, достигает максимума (до 85% к весу начинается около 160° и сухой древесины) при 300°.

Продукты первичного распада древесины в результате сложных окислительных и восстановительных процессов переходят, в газообразное состояние, в котором они могут легко перемешиваться с молекулами кислорода, образуя горючую смесь, воспламеняющуюся при определенных условиях (избыток кислорода, достаточно высокая температура). В зависимости от качественного состояния древесина воспламеняется при 250—350°.

Газифицированные продукты горят во внешней кромке пламени, внутри же пламени летучие продукты пиролиза древесины превращаются в газообразное состояние.

Свечение пламени вызывается раскаленными частицами углерода, сгорающими в СО2 во внешней его кромке при избытке кислорода. Наоборот, при недостатке кислорода, когда температура сравнительно невелика, пламя имеет красноватый цвет, при этом за счет несгоревших частиц углерода выделяется значительное количество копоти.

Чем больше подача кислорода, тем выше температура, больше и ярче пламя.

Внешний вид пламени также зависит от состава древесины и в первую очередь от содержания углеводородов и смол. Больше всего смол в сосновых деревьях, и березе, при горении которых образуется густое, яркое пламя. Пламя осины, летучие вещества которой содержат больше окиси углерода и меньше углеводородов, невелико, прозрачно, имеет синеватый оттенок. При горении ольхи, содержащей мало смол, также образуется более короткое и прозрачное пламя.

Последовательность термического разложения опилок при образовании коптильного дыма можно условно представить следующими этапами.

На первом этапе очередная «свежая» частица древесных опилок под воздействием горячей смеси паров и газов и теплового излучения соседних горящих частиц прогревается до 150—160°. В этот период в основном испаряется влага, заметного уменьшения объема частицы не наблюдается.

В последующие этапы температура частицы также повышается, вследствие чего происходит термическое разложение органической массы древесной частицы и воспламенение части газифицированных продуктов пиролиза с выделением тепла; часть же летучих веществ вместе с некоторым количеством несгоревшего углерода (сажи) увлекается конвекционными токами вверх, образуя дым. В конце процесса разложения древесины и выделения летучих соединений заметно уменьшаются размеры частицы.

Уголь (твердый углерод), образовавшийся в процессе термического разложения древесных опилок, нагревается теплом, выделяемым при окислении части летучих соединений и начинает реагировать с углекислотой и кислородом:

При этом образуется небольшое, полупрозрачное синеватое пламя горения окиси углерода.

Объем частицы продолжает сокращаться; на заключительном этапе образуется зола. Под действием выделяющегося тепла начинает прогреваться следующая «свежая» частица древесных опилок.

Механизм и химизм сгорания древесины в виде поленьев дров, щепок или кучи опилок одинаков. Имеются отличия в количественной и качественной сторонах процесса собственно горения, т. е. окисления органических соединений кислородом при использовании дров или опилок.

Здесь мы сталкиваемся с понятиями так называемого полного и неполного горения. При полном горении летучие, паро- и газообразные вещества полностью окисляются (или сгорают) до углекислого газа и паров воды.

Примером полного горения может служить реакция окисления одного из компонентов коптильного дыма — метилового спирта СН3ОН:

Аналогично могут протекать реакции, окисления и других органических соединений, возникающих при термическом разложении древесины.

В результате полного горения образуется парогазовая смесь, которая состоит из углекислого газа и паров воды, не содержит коптильных компонентов и не представляет ценности для копчения.

Чтобы получить дым, пригодный для коптильного производства, необходимо создать условия неполного горения древесины. Для этого, например, сверху на дрова помещают слой увлажненных опилок, в результате чего зона и интенсивность горения значительно уменьшаются. При неполном горении летучие органические вещества окисляются лишь частично, а дым насыщается коптильными компонентами.

Глубина окисления продуктов пиролиза древесины зависит от количества кислорода, а также от температуры горения и скорости отвода летучих веществ из зоны горения.

При недостатке кислорода окисление летучих веществ, на пример метилового спирта, протекает по следующей реакции:

Несгоревшие частички углерода, выйдя из зоны пламени, быстро охлаждаются и образуют вместе с другими, не окисленными до конца продуктами разложения древесины дым. Часть их оседает на стенках коптильных камер в виде копоти (сажи). При недостаточно хорошей изоляции коптильных камер на стенках их оседают также сконденсированные парообразные летучие вещества дыма (смола, деготь).

При более глубоком, но также неполном окислении горючих веществ образуется окись углерода:

Содержание окиси углерода в дымовых газах характеризует степень полноты горения.

Таким образом, количество кислорода — один из самых существенных факторов, влияющих на химический состав дыма, в частности на изменение содержания в нем метилового спирта, формальдегида и муравьиной кислоты. Так, при ограниченном доступе воздуха в зону горения из метилового спирта образуется муравьиный альдегид:

При поступлении большего количества воздуха, а, следовательно, и кислорода образовавшийся формальдегид окисляется до муравьиной кислоты:

При избытке воздуха муравьиная кислота полностью окисляется до углекислого газа и воды:

При горении других продуктов пиролиза в зависимости от степени окисления аналогично образуются органические вещества, влияющие на состав дыма.

От количества кислорода, поступающего в сгорающий слой, зависит также температура горения. В обычных условиях древесина в виде поленьев не может сгорать без пламени, а, следовательно, без выделения тепла. В этом случае окисляется значительно большее количество веществ, образующихся из органической массы древесины, чем при сгорании (тлении) опилок. Поэтому значительная часть летучих веществ при сжигании дров не используется для копчения, а коптильный дым по составу уступает дыму, полученному при медленном сгорании опилок. При засыпке горящих дров влажными опилками увеличивается количество дыма, но и в этом случае дрова расходуются неэкономично.

Температурный режим естественного сгорания (тления) опилок значительно мягче по сравнению со сгоранием дров. При горении угля, оставшегося после выделения летучих веществ, образуется небольшое пламя. Полученное тепло расходуется главным образом на нагревание соседних слоев опилок, которые подвергаются термическому разложению без доступа кислорода, так как воздух оттесняется парами и газами горящего слоя.

Сгорание протекает медленно. Значительная часть продуктов термического разложения не окисляется в пламени, поэтому конвекционными потоками отводится сравнительно много летучих веществ.

Примером неполного сгорания опилок может служить сжигание их при нефорсированной нижней подаче воздуха. В этом случае сгорает полностью только нижний слой опилок. Горячие газы и пары вытесняют воздух и нагревают верхние слои опилок, что приводит к сухой перегонке древесины, в результате которой образуются уголь, газы, вода и органические соединения. При равномерном поступлении свежих опилок сверху горит только нижний слой угля, образующегося в результате сухой перегонки вышележащего слоя. При этом получается дым более насыщенный летучими органическими соединениями.

Лучшим способом получения дыма, богатого коптильными компонентами, является образование его в дымогенераторах, работающих на опилках с подогревом коптильной среды газом, глухим паром или электричеством, и во фрикционных дымогенераторах. В этом случае получается дым с повышенным содержанием летучих органических соединений, что обусловлено низкими температурами образования дыма и незначительным окислением первичных продуктов распада древесины.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Дым продукт горения

«Дым продукт горения» в книгах

Продукт

Продукт При разработке маркетингового плана вы должны иметь четкое представление о своей продукции (услуге). Что именно вы продаете?Многие предприниматели совершают ошибку при определении своего продукта, когда пытаются ответить на вопрос: «Что это такое?» Например, «Мы

09. Механизм горения

09. Механизм горения Процесс горения происходит в химических элементах вещества в результате повышения температуры элементарных частиц, входящих в состав данных элементов. Главным образом, повышается температура периферических элементарных частиц. Способ повышения

[в) Обмен капитала на капитал среди производителей средств производства. произведенный за год продукт труда и продукт вновь присоединенного в данном году труда]

[в) Обмен капитала на капитал среди производителей средств производства. произведенный за год продукт труда и продукт вновь присоединенного в данном году труда] Итак, рассмотрим вопрос в том виде, в каком он предстоит теперь перед нами.Стоимость 10/12 (или 5/6) арш.

Книгопечатание — это не только технология, это — такой же природный ресурс или продукт производства, как хлопок, лес или радио, и как любой продукт производства оно формирует не только чувственность частного человека, но также и формы взаимозависимости людей в обществе

Книгопечатание — это не только технология, это — такой же природный ресурс или продукт производства, как хлопок, лес или радио, и как любой продукт производства оно формирует не только чувственность частного человека, но также и формы взаимозависимости людей в

ЛЕКЦИЯ II СВЕЧА. ЯРКОСТЬ ПЛАМЕНИ. ДЛЯ ГОРЕНИЯ НЕОБХОДИМ ВОЗДУХ. ОБРАЗОВАНИЕ ВОДЫ

ЛЕКЦИЯ II СВЕЧА. ЯРКОСТЬ ПЛАМЕНИ. ДЛЯ ГОРЕНИЯ НЕОБХОДИМ ВОЗДУХ. ОБРАЗОВАНИЕ ВОДЫ На прошлой лекции мы рассмотрели общие свойства и расположение жидкой части свечи, а также и то, каким образом эта жидкость попадает туда, где происходит горение. Вы убедились, что когда свеча

ЛЕКЦИЯ III ПРОДУКТЫ ГОРЕНИЯ. ВОДА, ОБРАЗУЮЩАЯСЯ ПРИ ГОРЕНИИ. ПРИРОДА ВОДЫ. СЛОЖНОЕ ВЕЩЕСТВО. ВОДОРОД

ЛЕКЦИЯ III ПРОДУКТЫ ГОРЕНИЯ. ВОДА, ОБРАЗУЮЩАЯСЯ ПРИ ГОРЕНИИ. ПРИРОДА ВОДЫ. СЛОЖНОЕ ВЕЩЕСТВО. ВОДОРОД Надеюсь, вы хорошо помните, что в конце прошлой лекции я использовал выражение «продукты горения свечи». Ведь мы убедились, что когда горит свеча, мы можем при помощи

ЛЕКЦИЯ V КИСЛОРОД СОДЕРЖИТСЯ В ВОЗДУХЕ. ПРИРОДА АТМОСФЕРЫ. ЕЕ СВОЙСТВА. ДРУГИЕ ПРОДУКТЫ ГОРЕНИЯ СВЕЧИ. УГЛЕКИСЛОТА, ЕЕ СВОЙСТВА

ЛЕКЦИЯ V КИСЛОРОД СОДЕРЖИТСЯ В ВОЗДУХЕ. ПРИРОДА АТМОСФЕРЫ. ЕЕ СВОЙСТВА. ДРУГИЕ ПРОДУКТЫ ГОРЕНИЯ СВЕЧИ. УГЛЕКИСЛОТА, ЕЕ СВОЙСТВА Мы уже убедились, что водород и кислород можно получить из воды, полученной нами при горении свечи. Вы знаете, что водород берется из свечи, а

ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ

ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ Во второй половине XVIII века химия была на подъеме — открытия сыпались за открытиями. В это время выдвигается ряд блестящих экспериментаторов — Пристли, Блэк, Шееле, Кавендиш и другие. В работах Блэка, Кавендиша и в особенности Пристли ученым открывается

Определение сварочной дуги, ее строение, условия зажигания и горения

Определение сварочной дуги, ее строение, условия зажигания и горения Электрической сварочной дугой называют устойчивый электрический разряд в сильно ионизированной смеси газов и паров материалов, происходящий при давлении, близком к атмосферному, используемом при

Зеркало горения

Как же отличить молочный продукт от настоящего молока, творожный продукт от творога?

Как же отличить молочный продукт от настоящего молока, творожный продукт от творога? Безусловно, кефирный, йогуртный, творожный и любой другой продукт имеют право на существование, однако мы должны точно знать, как отличить его от настоящего.И быть уверены, что для их

3. УСТОЙЧИВОСТЬ ГОРЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

3. УСТОЙЧИВОСТЬ ГОРЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ Мы видели, что основным отличием трёх классов взрывчатых веществ друг от друга, отличием, на котором основано их техническое использование, является различная степень устойчивости их горения: наименьшая у инициирующих

3. Устойчивость горения взрывчатых веществ

3. Устойчивость горения взрывчатых веществ Мы видели, что основным отличием трех классов взрывчатых веществ друг от друга, отличием, на котором основано их техническое использование, является различная степень устойчивости их горения: наименьшая у инициирующих

5. Основные положения теории горения

5. Основные положения теории горения Горением называют процесс быстрого химического соединения горючих элементов топлива с окислителем (обычно с кислородом воздуха), сопровождающийся выделением теплоты и света.Факел – один из видов пламени, который образуется при

6. Аналитический расчет горения топлива

6. Аналитический расчет горения топлива Для расчетов используют следующие соотношения и величины:1) отношение объемного содержания азота к кислороду в обычном воздухе, не обогащенном кислородом, k= 3,76;2) молекулярную массу химических элементов (для водорода она

Охрана труда

Общие сведения о горении

Сущность процесса горения

Одним из первых химических явлений, с которым человечество познакомилось на заре своего существования, было горение. Вначале оно использовалось для приготовления пищи и обогрева, и лишь через тысячелетия человек научился использовать его для преобразования энергии химической реакции в механическую, электрическую и другие виды энергии.

Горение — это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и свечением. В печах, двигателях внутреннего сгорания, на пожарах всегда наблюдается процесс горения, в котором участвуют какие-либо горючие вещества и кислород воздуха. Между ними протекает реакция соединения, в результате которой выделяется тепло и продукты реакции нагреваются до свечения. Так горят нефтепродукты, дерево, торф и многие другие вещества.

Однако процесс горения может сопровождать не только реакции соединения горючего вещества с кислородом воздуха, но и другие химические реакции, связанные со значительным выделением тепла. Водород, фосфор, ацетилен и другие вещества горят, например, в хлоре; медь — в парах серы, магний — в углекислом газе. Сжатый ацетилен хлористый азот и ряд других веществ способны взрываться. В процессе взрыва происходит разложение веществ с выделением тепла и образованием пламени. Таким образом, процесс горения является результатом реакций соединения и разложения веществ.

Условия, способствующие горению

Для возникновения горения необходимы определенные условия: наличие горючей среды (горючее вещество + окислитель) и источника воспламенения. Воздух и горючее вещество составляют систему, способную гореть, а температурные условия обуславливают возможность воспламенения и горения этой системы.

Как известно, основными горючими элементами в природе являются углерод и водород. Они входят в состав почти всех твердых, жидких и газообразных веществ, например, древесины, ископаемых углей, торфа, хлопка, ткани, бумаги и др.

Воспламенение и горение большинства горючих веществ происходит в газовой или паровой фазе. Образование паров и газов у твердых и жидких горючих веществ происходит в результате их нагревания. Твердые горючие вещества, например, сера, стеарин, фосфор, некоторые пластмассы при нагревании плавятся и испаряются. Дерево, торф, каменный уголь при нагревании разлагаются с образованием паров, газов и твердого остатка — угля.

Рассмотрим этот процесс подробнее на примере древесины. При нагревании до 110°С происходит высушивание древесины и незначительные испарения смолы. Слабое разложение начинается при 130°С. Более заметное разложение древесины (изменение цвета) происходит при 150°С и выше. Образующиеся при 150-200°С продукты разложения составляют, в основном, воду и углекислый газ, поэтому гореть не могут.

При температуре выше 200°С начинает разлагаться главная составная часть древесины — клетчатка. Газы, образующиеся при этих температурах, являются горючими, так как они содержат значительное количество окиси углерода-, водорода, углеводородов и паров других органических веществ. Когда концентрация этих продуктов в воздухе станет достаточной, при определенных условиях произойдет их воспламенение.

Все горючие жидкости способны испаряться, и горение их происходит в газовой фазе. Поэтому, когда говорят о горении или воспламенении жидкости, то под этим подразумевают горение или воспламенение ее паров.

Горение всех веществ начинается с их воспламенения. У большинства горючих веществ момент воспламенения характеризуется появлением пламени, а у тех веществ, которые пламенем не горят, — появлением свечения (напала).

Начальный элемент горения, возникающий под действием источников, имеющих более высокую температуру, чем температура самовоспламенения вещества, называется воспламенением.

Некоторые вещества способны без воздействия внешнего источника тепла выделять теплоту и самонагреваться. Процесс самонагревания, заканчивающийся горением, принято называть самовозгоранием.

Самовозгорание — это способность вещества воспламеняться не только при нагревании, но и при комнатной температуре под воздействием химических, микробиологических и физико-химических процессов.

Температура, до которой нужно нагреть горючее вещество, чтобы оно воспламенилось без поднесения к нему источника зажигания, называется температурой самовоспламенения.

Процесс самовоспламенения вещества проходит следующим образом. При нагревании горючего вещества, например, смеси паров бензина с воздухом, можно достигнуть такой температуры, при которой в смеси начинает протекать медленная реакция окисления. Реакция окисления сопровождается выделением тепла, и смесь начинает нагреваться выше той температуры, до которой ее нагрели.

Однако вместе с выделением тепла и повышением температуры смеси происходит теплоотдача от реагирующей смеси в окружающую среду. При малой скорости окисления величина теплоотдачи всегда превышает выделение тепла, поэтому температура смеси после некоторого повышения начинает снижаться и самовоспламенение не происходит. Если смесь нагреть извне до более высокой температуры, то вместе с увеличением скорости реакции увеличивается количество тепла, выделяемого в единицу времени.

При достижении определенной температуры тепловыделение начинает превышать теплоотдачу, и реакция приобретает условия для интенсивного ускорения. В этот момент происходит самовоспламенение вещества. Температура самовоспламенения у горючих веществ разная.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Образование — дым

Это позволяет избежать образования дыма из мелких кристалликов хлорида аммония при взаимодействии паров соляной кислоты с аммиаком. Соляная кислота образуется в результате разложения хлористого калия минеральными кислотами. [16]

Влияние расхода горючего на образование дыма проверяли на двух 100 — т печах, работающих на твердой завалке, при выплавке стали одной и той же марки. [17]

В связи с этим образование дыма предотвращается путем создания во всех точках пламени достаточной концентрации кислорода. При сжигании перечисленных выше газовых смесей в производстве ацетилена это достигается разбавлением их паром, в результате чего кислород более равномерно распределяется в смеси. Количество пара, необходимого для бездымного сжигания газа, зависит главным образом от свойств сжигаемой газовой смеси и возрастает с увеличением молекулярного веса ее компонентов и содержания в смеси не-прелельных углеводородов. [18]

Посмотрите, что вызывает образование дыма . [19]

Интенсивное горение газа без образования дыма обеспечивается при принудительной механической подаче воздуха на факел. Однако подача воздуха компрессорами или газодувками экономически невыгодна. Поэтому подача необходимого количества воздуха для сжигания газа достигается главным образом инжектированием водяным паром и применением горелок типа труб Вентури — под давлением газа, сбрасываемого на факел. [20]

В каждый момент времени образования дыма ввиду протекания самопроизвольных процессов свойства дыма меняются. Выпадение дисперсной фазы в осадок приводит в конечном счете к разрушению всей дисперсной системы. Таким образом, можно сказать, что дым обладает определенным временем жизни. [21]

Радикальный способ борьбы с образованием дыма — впрыскивание воды или водяного пара в горящий факел / При этом снижается температура горения, улучшается перемешивание газа с воздухом и распределение воздуха в потоке сжигаемого газа. Кроме того, протекает эндотермическая реакция между углеродом и водяным паром. [22]

Горение спирановых топлив происходит без образования дыма и нагара. Некоторые из этих топлив обладают хорошими низкотемпературными свойствами. [23]

Основные факторы, влияющие на образование дыма при факельном сжигании газа, — количество и распределение кислорода в зоне горения. Количество воздуха, которое необходимо для полного сгорания газа, зависит от того, какие углеводороды содержатся в сжигаемых газах. Около 20 % воздуха, требуемого для полного сгорания алканов ( — 30 % при сгорании алкенов), должно быть подано в зону первичного смешения и тщательно перемешано с газом, подаваемым на сжигание, до воспламенения смеси. [24]

Гидролиз в особых условиях приводит к образованию дыма , состоящего из сферических частиц размером — 100 А. Этот дым, оседая, образует тончайший порошок, так называемый аэросил. Все эти порошки широко используют в качестве адсорбентов, катализаторов, а также наполнителей в полимерных материалах. [25]

Гидролиз в особых условиях приводит к образованию дыма , состоящего из сферических частиц размером л 10 нм. Этот дым, оседая, образует тончайший порошок, так называемый аэросил. Такие порошки широко используют в качестве адсорбентов, катализаторов, а также наполнителей в полимерных материалах. [26]

Предназначены для выявления открытых пожаров с образованием дыма и без него. [27]

Меры, направленные на борьбу с образованием дыма на нефтеперерабатывающих заводах, широко известны. Сжигание нефтяных отходов в земляных амбарах практически полностью прекращено. Улучшен контроль процесса сгорания в нефтезаводских печах, заводские факелы для сжигания отходящих газов переоборудуются для так называемого бездымного горения. Серьезные нарекания вызывают запахи, возникающие в районе некоторых нефтеперерабатывающих заводов. [28]

Возможны два случая: образование тумана и образование дыма . [29]

Этот метод дает возможность оценить вероятную интенсивность образования дыма при активном горении или разложении того или иного полимерного материала. [30]

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector