Теория горения и взрывов. Кинетическая реакция горения. Лекция 5

Содержание

Слайд 2

Учебные вопросы
Пределы воспламенения горючей смеси
Методы расчета температурных пределов воспламенения
Распределение энергии при взрыве

Тема:

Учебные вопросы Пределы воспламенения горючей смеси Методы расчета температурных пределов воспламенения Распределение
Кинетическая реакция горения

Слайд 3

Учебная литература:
Зинченко А.В. Теория горения и взрыва, 2016. URL:
http:// elib.spbstu.ru/dl/2/s16-138.pdf

Учебная литература: Зинченко А.В. Теория горения и взрыва, 2016. URL: http:// elib.spbstu.ru/dl/2/s16-138.pdf

Слайд 4

Пределы воспламенения горючей смеси

Пределы воспламенения горючей смеси

Слайд 5

Взрывоопасность горючей смеси возникает тогда, когда количество газов или паров в воздухе

Взрывоопасность горючей смеси возникает тогда, когда количество газов или паров в воздухе
составляет определенные величины (не больше и не меньше). Эти величины определяют концентрационные пределы воспламенения.
Пределы воспламенения - это предельные концентрации горючего вещества в воздухе или другой окислительной среде, при которых еще возможно распространение пламени по всей горючей смеси от источника зажигания.

Слайд 6

Концентрационные пределы воспламенения обозначаются КПВ.
Концентрационные пределы воспламенения называют также пределами взрываемости.
Различают нижний

Концентрационные пределы воспламенения обозначаются КПВ. Концентрационные пределы воспламенения называют также пределами взрываемости.
(НКПВ) и верхний (ВКПВ) пределы, характеризуемые соотношением минимального и максимального содержания горючего вещества в смеси.

Слайд 11

Верхний концентрационный предел воспламенения (ВКПВ) - это наибольшая концентрация горючих паров, газов

Верхний концентрационный предел воспламенения (ВКПВ) - это наибольшая концентрация горючих паров, газов
или пыли в смеси с воздухом, при которой смесь еще способна воспламеняться от источника зажигания с распространением пламени на весь ее объем.
Верхний концентрационный предел воспламенения характеризуется избытком горючего и малым количеством воздуха. При воспламенении такой газовоздушной смеси часть тепла химической реакции расходуется на нагрев не участвующего в реакции горючего, поэтому продукты горения нагреваются не до максимальной температуры, при этом давление может составлять 3-4 кг/см2, что грозит опасностью взрыва.
Смесь воздуха с горючим газом, паром или пылью на нижнем концентрационном пределе воспламенения содержит избыток воздуха, а при верхнем концентрационном пределе - недостаток воздуха.

Слайд 12

Интервал концентраций газов или паров в воздухе между нижним и верхним концентрационными

Интервал концентраций газов или паров в воздухе между нижним и верхним концентрационными
пределами воспламенения называется областью воспламенения.
Область воспламенения газов (паров) в воздухе определяется при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. (0, 1 М Па) и характеризуется тем, что внутри нее все смеси горючего с воздухом способны воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением горения на весь объем смеси.
Область воспламенения обозначается Φ. Для области воспламенения справедливо выражение:
НКПВ ≤Φ≤ВКПВ.

Слайд 13

Концентрационные пределы воспламенения зависят от следующих факторов:
• температуры смеси (повышение температуры расширяет

Концентрационные пределы воспламенения зависят от следующих факторов: • температуры смеси (повышение температуры
диапазон взрываемости за счёт увеличения энергии активации);
• давления смеси (обычно повышение давления не сказывается на НКПР, но ВКПР может сильно возрастать);
• объема и диаметра сосуда, негорючие добавки — флегматизаторы.
Значения НКПР и ВКПР по горючим газам и парам приведены в ГОСТ 51330.19-99 (МЭК 60079-20-96).

Слайд 14

Начальная температура горючей смеси влияет на пределы воспламенения. С повышением температуры увеличивается

Начальная температура горючей смеси влияет на пределы воспламенения. С повышением температуры увеличивается
скорость химической реакции, и область воспламенения расширяется. Наиболее сильное влияние оказывает температура на верхний концентрационный предел воспламенения (ВКПВ).

С повышением начальной температуры горючей смеси увеличивается скорость горения при предельных концентрациях этих смесей.
Смеси, сильно разбавленные горючим или воздухом и неспособные гореть при низких температурах, напротив, становятся горючими при высоких температурах.

Концентрационные пределы воспламенения , %

Температура смеси

Слайд 16

2.Методы расчета температурных пределов воспламенения

2.Методы расчета температурных пределов воспламенения

Слайд 17

Темnературные nределы могут быть рассчитаны. Расчетный метод заключается в следующем . Первоначально

Темnературные nределы могут быть рассчитаны. Расчетный метод заключается в следующем . Первоначально вычисляют давление Р н
вычисляют давление Р н

Слайд 20

Методы определения горючести

Методы определения горючести

Слайд 21

3. Распределение энергии при взрыве

3. Распределение энергии при взрыве

Слайд 22

Распределение энергии при взрыве

Энергия волны
Остаточная энергия в атмосфере («потерянная энергия»)
Кинетическая и тепловая

Распределение энергии при взрыве Энергия волны Остаточная энергия в атмосфере («потерянная энергия»)
энергии осколков оболочки
Кинетическая энергия источника
Тепловая (потенциальная) энергия источника
Излучение

It 2 — тепловая и кинетическая энергии источника; 3—4 — тепловая и кинетическая энергии осколков оболочки; 5 — остаточная энергия среды; 6 и 7 — тепловая и кинетическая энергии собственно волны; 8 — энергия излучения; 9 — энергия волны в зоне слабого взрыва.