Тепловая теория потухания

Выдержка из книги И.М. Абдурагимова, А.С. Андросова, Л.К. Исаева, Е.В. Крылова "Процессы горения"

 

Раздел IV. Предотвращение и прекращение процессов горения.


Глава 9. Предельные явления в горении и тепловая теория потухания пламени


Параграф 9.2. Тепловая теория потухания


Из работ Я. Б. Зельдовича [10], развитых в дальнейшем Д‚ А. Франк-Камецким [19], Л. А. Вулисом [б]. В. И, Блиновым [5] и другими советскими учеными, следует, что если температуру среды в зоне протекания химических реакций горения снизить 1000°С любым способом, то процесс самопроизвольного горения станет невозможным н горение прекратится.

 

Добиться такого снижения температуры в зоне горения можно различными способами, в том числе изменением соотношения компонентов горючего и окислители и ту или другую сторону (доводя их до бедного или богатого концентрационного предела горения): разбавлением зоны горения нейтральными газами; введением химически активных ингибиторов, снижающих скорость химических реакцией; снижением давления в зоне реакций горения (если это возможно) и многими др. Во всех указанных способах будет снижаться скорость протекания химических реакций окисления, в результате чего уменьшится интенсивность тепловыделения и, соответственно, понизится температура в зоне горения. Возможны и принципиально иные способы снижения температуры в зоне горения, основанные не на уменьшении интенсивности процессов тепловыделения в зоне горения, а на интенсификации процессов теплоотвода из зоны горения. Повысить интенсивность теплоотвода из зоны горения можно, увеличив либо излучательную способность компонентов в зоне горения, либо их теплопроводность, либо отнимая значительную часть тепла на эндотермические процессы фазового превращения посторонних компонентов в зоне протекания высокотемпературных реакции горении, либо одновременным сочетанием и комбинацией некоторых из указанных выше способов. Осуществления этих способов можно добиться путем введения некоторых специальных ингредиентов в зону протекания химических реакций горения. Например, тонкодисперсных нейтральных термостойких порошков, металлизированных частиц, тонкораспыленной воды и др.

 

Схематическое изображения возможных механизмов прекращения процессов горения, рассмотренных выше, показано на рис. 9.5.

 

Тепловая теория потухания

Рисунок 9,5. Схема снижение температуры пламени до температуры потухания при тушении пожаров


На практике редко удается реализовать в чистом виде какой-нибудь один из этих способов. Чаще всего они неизбежно проявляются совокупно. т. е. в комбинации, в сочетании тех, других и третьих механизмов одновременно.

 

Например, при введении в зону горения тонкораспыленной воды одновременно происходит и отъем тепла на ее испарение (что ведет к снижению температуры среды в зоне протекания химических реакций горения) и разбавление реагирующих компонентов: горючего и окислителя образовавшимися парами воды, что снижает скорость протекания химических реакций окисления, уменьшая тем самым интенсивность тепловыделения. Это также ведет к снижению температуры зоны химических реакций горения. Отъем тепла на повышение температуры паров воды (со 100°C) до температуры среды в зоне горении (до ̴1000°С) ведет к дальнейшему отъему тепла из зоны химических реакций горения и понижению температуры пламени. Такое многостороннее снижение температуры в зоне химических реакций горения, в свою очередь, ведет к уменьшению скорости их протекания, т. е. к снижению интенсивности тепловыделения в зоне горения и т. д.‚ пока температура в зоне горении не достигнет предельного критического значения ̴1000°С и процесс горения прекратится. Поэтому условно эта температура называется температурой потухания пламени. Это произойдет, если количество подаваемой в зону горения воды будет соответствовать расчетному, а способ ее подачи будет обеспечивать полное ее использованию на реализацию указанных выше процессов снижения температуры в зоне горения до критического значения - температуры потухания пламени.

 

Аналогично выглядит процесс тушения пламени и при подаче в зону горения некоторых испаряющихся или разлагающихся порошковых средств и во многих других случаях.


 

 




 

 


 

 Размещено: 12 марта 2021 года

 

Все права на текст статьи принадлежат автору. Копирование, распространение, использование и иные действия, за исключением ознакомления на данной странице сайта ptm01.ru запрещены.

Разрешено: копировать ссылку (url) на данную страницу и направлять скопированную ссылку неограниченному кругу лиц.

В случае сомнений, руководствуйтесь правилом: всё, что не разрешено - запрещено