Природен газ. Процеса на изгаряне

Изгарянето на дървесина представлява окисляването на компонентите му до въглероден диоксид СО2 и вода Н 2 О.

За да приложите този процес е необходимо достатъчен брой Окислител (кислород) и нагряване на загряване до определена температура.

Когато се нагрява без достъп на кислород, има термично разлагане на дърво (пиролиза), което води до въглища, газове, вода и летливи органични вещества.

В съответствие с теорията, разработена G. F. Knorre и други учени, изгарянето на дървесина може да бъде представено, както следва.

В началото на отоплението от дървесната влага се изпарява. В бъдеще термичното разлагане на компонентите се извършва. Композитни части от дърво са до голяма степен окислени, така че те се разпадат високи температури. Образуването на летливи вещества достига максимум (около 160 ° и суха дървесина започва с тегло) при 300 °.

Продуктите на първичната гниене на дървесина в резултат на сложни окислителни и редуциращи процеси преминават в газообразното състояние, в което могат лесно да се смесват с кислородни молекули, образувайки горивна смес, запалим при определени условия (излишък от кислород, достатъчно висока температура). В зависимост от качественото състояние, дървото е запалимо при 250-350 °.

Газовираните храни се осветят във външния ръб на пламъка, летливата пиролиза на дървесната пиролиза се превръща в газообразно състояние.

Пламъкът е причинен от горещи въглеродни частици в СО2 в външния си ръб по време на излишък от кислород. Напротив, с липса на кислород, когато температурата е сравнително малка, пламъкът има червеникав цвят и значително количество сажди се отличава от незаконните въглеродни частици.

Колкото по-голям е кислород, толкова по-висока е температурата, повече и по-ярка пламъка.

Външният вид на пламъка също зависи от състава на дървесината и предимно върху съдържанието на въглеводороди и смоли. Най-смолите в борови дървета и бреза, с чието изгаряне е дебел, ярък пламък. Пламъкът на Аспен, летливите вещества, чиито съдържат повече въглероден оксид и по-малко въглеводороди, са малки, прозрачно, има синкав цвят. При изгаряне на елдър, съдържащ малка смола, се образува и по-кратък и прозрачен пламък.

Последователността на термичното разлагане на дървени стърготини при образуването на дим дима може да бъде конвенционално в следващите етапи.

На първия етап следващата "свежа" частица от дървени стърготини под влиянието на гореща смес от пари и газове и термично излъчване на съседни горивни частици се загрява до 150-160 °. През този период не се наблюдава влага, забележимо намаляване на обема на частицата.

В следващите стъпки температурата на частицата също се увеличава, в резултат на което топлинното разлагане на органичната маса на дървесната частица и запалването на частите от газифицирани пиролизни продукти с изолиране на топлинна енергия; Част от летливите вещества заедно с определен брой неизгорели въглерод (сажди) се радват чрез конвекционни токове нагоре, образувайки дим. В края на процеса на разлагане на дърво и разделяне на летливите съединения, размерите на частиците са забележимо намалени.

Въглища (твърд въглерод), който се образува в процеса на термично разлагане на дървени стърготини, се нагрява чрез топлина, разпределена по време на окисляването на част от летливите съединения и започва да реагира с въглероден диоксид и кислород:

C + CO 2 → 2CO

2CO + O 2 → 2CO2

В същото време се образува малък, прозрачен синкав въглероден оксид.

Обемът на частицата продължава да се свива; на последен етап Пепелта се формира. Под действието на освободената топлина започва да се затопля следната "свежа" частица от дървени стърготини.

Механизмът и химията на изгарянето на дърво под формата на дърва за огрев, щипка или купчина дървени стърготини. Има разлики в количествените и висококачествени страни на процеса на изгаряне всъщност, т.е. окисление органични съединения Кислород, когато се използва дърва за огрев или дървени стърготини.

Тук сме изправени пред концепциите за така нареченото пълно и непълно изгаряне. При пълно изгаряне, летливи, пари и газообразни вещества са напълно окислени (или изгорени) до въглероден диоксид и водна пара.

Пример за пълно изгаряне може да бъде окислителната реакция на един от компонентите на дима дим - метилов алкохол CH 3 IT:

CH 3 е + O 2 → CO 2 + 2H2O

По същия начин могат да възникнат реакции, окисление и други органични съединения, произтичащи от термично разлагане на дърво.

В резултат на пълно изгаряне се образува смес от пари, която се състои от въглероден диоксид и водна пара, не съдържа компоненти за пушене и не представлява стойност за пушене.

За да получите дим, подходящ за производство на дим, е необходимо да се създадат условия за непълно изгаряне на дървесина. За това, например, слой от навлажнена дървесина се поставя върху дърва за огрев, в резултат на което зоната и интензивността на горенето намаляват значително. В случай на непълно изгаряне, летливите органични вещества се окисляват само частично и димът е наситен с компоненти на дима.

Дълбочината на окисление на пиролизата на дърветата зависи от количеството кислород, както и върху температурата на горене и скоростта на летливите вещества от горивната зона.

С липсата на кислород, окисляването на летливи вещества, за пример за метилов алкохол, протича от следната реакция:

2SH 3 IT + O 2 → 2C + 4H 2O

Изключени въглеродни частици, излизащи от зоната на пламъка, бързо се охлаждат и образуват заедно с други, неокислени продукти от дим дим. Част от тях са уредени по стените на пушещите камери под формата на сажди (сажди). С не достатъчно добра изолация на пушещите камери по стените, също се виждат кондензираните пари (смола, катран).

С по-дълбоко, но и непълно окисление на горими вещества се образува въглероден оксид:

CH 3 на + O 2 → CO + 2H2O

Така количеството на кислород е един от най-съществените фактори, които влияят химичен състав Дим, по-специално, за промяна на съдържанието на метилов алкохол, формалдехид и мравчена киселина. Така, с ограничен достъп до въздуха до зоната на горене от метилов алкохол, се образува ANT ALDEHYDE:

CH 3 е + O 2 → CH2O + 4H2O

С допускането на повече въздух и следователно, оформеният с кислород формалдехид се окислява до мравчена киселина:

2SH 2 O + O 2 → 2COOH

С излишък от въздух, мравчевата киселина е напълно окислена до въглероден диоксид и вода:

2cnooh + O 2 → 2CO2 + 2H2O

С изгарянето на други продукти за пиролиза, в зависимост от степента на окисление, органичните вещества засягат състава на дима, са сходни.

На количеството кислород, който идва в горивния слой, температурата на горене също зависи. При нормални условия дървото под формата на лента не може да се изгори без пламък и следователно, без да се изолира топлина. В този случай той се окислява значително голямо количество Вещества, образувани от органична маса от дърво, отколкото при изгаряне) стърготини. Следователно, значителна част от летливите вещества при изгарянето на дърва за огрев не се използва за пушене, а димният дим е по-нисък от дима, получен по време на бавно изгаряне на дървени стърготини. Когато шофирате по горелата дърва за огрев, количеството дим се увеличава с мокри дървени стърготини, но в този случай дървата за огрев се консумира неинкомачително.

Температурният режим на естественото изгаряне (мисли) дървени стърготини е значително по-мек в сравнение с изгарянето на дърва за огрев. При изгаряне на въглища, които остават след отделянето на летливи вещества, се образува малък пламък. Получената топлина се консумира главно върху нагряването на съседните слоеве от дървени стърготини, които са подложени на термично разлагане без достъп на кислород, тъй като въздухът се избутва по двойки и газове на горещия слой.

Горенето продължава бавно. Значителна част от продуктите за термично разлагане не се окислява в пламъка, така че са дадени конвективни много летливи вещества.

Пример за непълно изгаряне на дървени стърготини може да бъде изгаряне на тях с интензивно по-ниско подаване на въздух. В този случай се комбинира само долният слой от дървени стърготини. Горещи газове и двойки изместват въздуха и се загрява горните слоеве от дървени стърготини, което води до сухо дестилация на дърво, в резултат на които се образуват въглища, газове, вода и органични съединения. С единно пристигане на пресен дървени стърготини отгоре, само долният въглищен слой, оформен от суха дестилация на надзиращия слой, е остър. В същото време се оказва по-наситен дим с летливи органични съединения.

Най-добрият начин за производство на дим, богат на компоненти на тютюнопушенето, е образуването на него в дим генератори, работещи на дървени стърготини с нагряване на димната къща с газ, глух ферибот или електричество, и триене дим генератори. В този случай се оказва дим с увеличено съдържание Летливи органични съединения, дължащи се на ниски температури на димната формация и незначително окисление на първичните дървесни продукти.

Ако сте намерили грешка, моля, изберете фрагмента на текста и кликнете върху Ctrl + Enter..

Горивото изгаряне в цилиндъра на двигателя е сложен химичен процес. Актуализира всички междинни етапи на процеса на горене, помислете за крайните химични реакции на елементи, включени в горивата, с въздушен кислород.

Химични реакции с пълно изгаряне на течно гориво. Елементарният състав на горивата се определя чрез уравнение (36).

При пълно изгаряне на гориво се приема, че в резултат на въглерод и водородни реакции с въздушен кислород се образуват съответно въглероден диоксид и водни пари. В този случай окислението на въглеродното и водородното гориво съответства на химическите уравнения: \\ t

Когато изчислявате първоначалните и крайните реакционни продукти в масовите единици, получаваме: за c kg с i

При изчисляване на KMOL.

От уравнения (40) и (41) може да се види, че в резултат на въглеродната реакция с кислород, обемът на молците на крайните реакционни продукти С02 е равен на обема на кислорода, участващ в реакцията. Реакциите на водород с кислород води до двукратно увеличение на обема (полюсите) на водните пари в сравнение с консумирания кислород.

Определяне на теоретично необходимото количество въздух с пълно изгаряне на течно гориво. Най-малкото количество O0 кислород, който се изисква отвън към горивото за пълното му окисление, се нарича теоретично необходимото количество кислород. От уравнения (38) и (39) следва, че за пълно изгаряне на 1 kg гориво се нуждаете от следното количество кислород при изчисляване:

или по уравнения (40) и (41) при изчисляване на kmol

В двигателите с вътрешно горене, кислородът, необходим за горене, се съдържа във въздуха, който се въвежда в цилиндъра по време на входа. Като се има предвид, че кислородът във въздуха по маса се съдържа приблизително 23%, и по отношение на 21%, ние получаваме теоретично необходимото количество въздух за горене, съответно

1 кг гориво в kg:

или в Комол

следователно:

за изгарянето на стехиометричния състав на сместа може да се намери чрез характеристиката на горивото 6, която се определя с формулата

Характеристики на горивото P "при изгаряне в атмосферен въздух Зависи от елементарния състав на горивото и количеството кислород във въздуха.

След някои трансформации с формула (45) при изчисляване

(в kmol) ще направи изглед

водена в таблица. пет.

"Moles 02 и получените m / z moles 320 се образуват. Тогава, като се вземат предвид наличието на кислородния кислород в този газ, реакцията на окисление на компонент се изразява от уравнението

с кислород въз основа на формула (49) има формата

определя изразяването

Обемни акции на отделни компоненти в газово гориво.

Свръх въздушният коефициент. В автомобилния двигател, в зависимост от вида на смесването, условията на запалване и изгаряне на гориво и режим на работа, количеството на наистина консумираните въздух може да бъде по-теоретично необходимо за пълно изгаряне, равно на него или по-малко.

в kmol) до количеството въздух, теоретично необходимо за изгаряне на 1 кг гориво, се нарича свръх въздушен коефициент и се обозначава с:

(Излишък от кислород), сместа се нарича беден.

поради липса на кислород

В дизелови двигатели, в които се използва регулиране на високо качество, коефициентът А, в зависимост от промените в натоварването през широк диапазон (от 5 или повече при ниско натоварване до 1.41.25 с пълна). На фиг. 18 показва кривите на зависимостта на коефициента А от товара на двигателя.

xG, често се използва при анализ на работния поток на двигателя и се нарича съотношение на горивото.

(Пълно изгаряне). В двигателя с искрово запалване, въздухът и горивото под формата на горима смес се въвеждат в цилиндъра по време на приема. С пълно изгаряне на 1 кг гориво, общият брой горивни смесица (в kmol), състояща се от гориво и въздушни пари, \\ t

където RT молекулно тегло на горивото (виж Таблица 5).

В дизела сместа от гориво се оформя в горивната камера по време на инжектирането на горивото в края на процеса на компресия и по време на горивния процес. В резултат на това, както и заради малък обем, зает от лекционната маса на горивото, не вземат под внимание

За газообразно гориво (в kmw или m3)

За всяка горивна маса на сместа (в kg)

Броят на отделните компоненти на продуктите за горене (в kmol) се определя от следните уравнения: \\ t

Маса на кислород, който участва в реакцията, колол.

получаваме (в kmol)

След заместване на уравнение (57) на изрази (58) (60) и (62) откриваме:

стойността му от израза (45) ще има (в kmol)

Ние определяме броя на горивните продукти (в kmol) чрез характеристиката на горивото. От формули (58), (59), (61) и (62) имаме

След съответните трансформации получаваме

брой продукти на горенето (в Комол)

Съответно, масата на излишния азот и кислород в горивни продукти в зависимост от свръх въздушния коефициент.

Маса на горивни продукти (в kg) по време на изгаряне на 1 kg течно гориво

Ние определяме количеството горивни продукти по време на изгарянето на газообразни горива. За 1 молитва (или 1 m3) газообразно гориво, ние имаме броя на отделните компоненти (в mol или m3)

където N2 е количеството азот в горивото, mol или m3.

Когато изгарянето 1 се молеше или 1 m3 газообразно гориво, броя на горивните продукти (в mol или m3)

от формула (50), тогава

където mo в mol или m3.

Като се има предвид това

получаваме (в mol или m3)

от уравнение (74) имаме

той показва, че съотношението на броя на полюсите на водород и въглероден оксид е приблизително постоянно за това гориво и не зависи от стойността на a. Означава чрез това отношение

Химична въглеродна реакция с кислород в непълно изгаряне

обемът на продуктите на горенето се увеличава с 2 пъти в сравнение с обема на кислород, който участва в изгарянето.

) броя на продуктите

горивна точка (в Комол)

Броят на водните пари в горивните продукти в случай на непълно изгаряне се определя от уравнението

Количеството свободен водород (в kmol) в горивни продукти

Общо количество водни пари и водород в горивни продукти (в kmol)

Като се има предвид азот, съдържащ се във въздуха, общия брой на горивните продукти от уравнения (82) и (85) (в kmol)

чрез характеристика на горивото [уравнение

Количеството кислород, участващо в реакцията, необходима за изгаряне на въглерод

въглерод в това

водород

Общото количество кислород, участващ в реакцията,

От уравнения (82), (85) и (79) ние имаме

След заместване на изрази (92) и (93) в уравнение (91) получаваме

Количеството на всеки компонент (в KMOL), който е част от горивните продукти, се определя от следните формули, получени съответно от изрази (79), (92), (93) и (95): \\ t

Брой азот

Продажба на частици твърд филтрат, състоящ се главно от твърд въглерод S.

топлинният ефект на реакцията се намалява в резултат на образуването на въглерод. Наличието на тези компоненти е изключително нежелано, тъй като те имат токсични свойства. Посочените компоненти, премахнати от цилиндъра на двигателя с отработените газове, замърсяват въздушния басейн и вредно засягат здравето на хората. Следователно Б. напоследък изплаща специално внимание Изхвърлянето на отработените газове, хвърлени в атмосферата. Детски оксиди, образувани по време на изгарянето на ядения бензин (вж. Таблица 2) също включват токсични компоненти на горивни продукти.

алдехиди и сажди са резултат от непълно изгаряне и термично разлагане на въглеводороди, дори когато има излишък от кислород. Броят на тези компоненти зависи от естеството на появата на междинни химични реакции.

Въпреки това, концентрацията му е сравнително малка.

в горивните продукти той се обяснява с наличието на зони на сън "в горивната камера, където поради контакт с заряда със стени, имащи относително ниски температури, пламъкът се почиства.

Алдехидите се получават по това време, когато процесът на окисление се извършва при ниски температури. Такова явление се наблюдава в началото, както и на работни режими в тези зони, където изгарящата смес се охлажда от относително студени повърхности, които ограничават горивната камера. В дизелов двигател, където инжектирането на горивата започва непосредствено преди изгаряне, алдехидите се образуват с така наречените суспендирани реакции, протичащи по време на получаването на горивото и въздушната смес до горенето (виж ch. Vi). Дизелово гориво върху силно изчерпана смес, характерна за малки натоварвания, както и изгарянето на последната част от горивото в бензиновите двигатели, когато се използват специален метод Организацията на горивния процес (смесването на слой-слой) води до образуването на алдехиди.

в различни зони на камерата

Заедно с изгарянето се появява гниене на гориво и се освобождава въглерод (сажди). При двигатели на карбуратора, съставът на сместа е хомогенен (хомогенен) и сажди при нормална работа на двигателя се образува в почти малки количества.

Азотните оксиди се получават в присъствието на атомния кислород в тези зони на горивната камера, в която температурата в резултат на химическа реакция на окисление на горивни въглеводороди се увеличава. Количеството оксид на азот зависи от съдържанието на азот и кислород в продуктите на горенето.

определя се от условията за потока на обмен на разпространение на горивни продукти с атмосферния въздух.

в горивни продукти, когато двигателят работи с искрово запалване без товар празен ход (Gost 1653370) и върху съдържанието на дим в отработените газове на дизелови двигатели (GOST 1902573).

Състава на продуктите от горенето. В зависимост от това кои изисквания са поставени при определяне на състава на горивни продукти, са избрани подходящото методология за оборудване и анализ. Оборудването и методите за анализиране на газовите проби са посветени на специална литература.

На фиг. 19 показва извивки на горивни продукти в отработените газове на дизелов двигател и карбураторно двигател в зависимост от основата на А. Промяна на коефициента A зависи от товара на двигателя.

по отношение на суха маса (фиг. 19, а)

се увеличава.

2 нараства рязко и в горивни продукти, има малко количество кислород, който не е участвал в горенето.

когато процесът на горене се влошава.

Q 2 \u003d 570.6 kJ

Q 3 \u003d 392.9 kJ

Тъй като първоначалните и крайните продукти и в двата случая са еднакви, техните общи термични ефекти в съответствие със закона са равни, т.е.

Q 1 + Q SG \u003d Q2 + Q 3

или Q SG \u003d Q 2 + Q3 -Q 1=570,6+392,9-74,8=888,7 kJ.

Според закона на HESS G.G. Топлината на изгаряне на химикала (или сместа) е равна на разликата между топлината на образуването на образуването на горивни продукти и топлината на образуването на изгорено вещество (или вещества, съставляващи горивна смес).

Топлината на образованието се нарича термичен ефект, който се получава при образуването на едно молитвено вещество от свободните елементи в стандартни условия. За стандартните условия се вземат температура 25 Щампа и налягане 1. aTM.. Всички вещества, участващи в реакцията. Топлината на образуването на химикали се определя от термохимични таблици. Топлинно образуване на горивни продукти:

½ \u003d 94.5. kcal / mole.

½ \u003d 26.4. kcal / mole.

½ \u003d 57.7. kcal / mole.

Трябва да се отбележи, че топлината на образуването на прости вещества (et al.) Се взема равна на нула.

Пример. Определят топлината на въглеродното изгаряне (C).

Решение.1. Съставяме уравнението на реакцията на изгаряне на въглерод, като приемаме стойностите на А \u003d 1, В \u003d С \u003d d \u003d 0 уравнение (1.33).

2. Намерете топлината на въглероден диоксид и въглерод От.Според обясненията, дадени по-горе

½ \u003d 94.5 kcal / mol, ½ \u003d 0

3. Определете топлината на въглеродното изгаряне

Топло от изгаряне различни вещества Също така се определя експериментално в калориметрична бомба и газ калориметър.

Разграничават се най-високата и ниска топлина. Смята се, че най-високата топлина на горенето е по-голяма от по-ниската чрез изпаряване на влагата в горивни продукти. Дадено е по-смъртоносно определяне, например в.

Най-високата топлина на горенето се нарича количеството топлинна енергия, разпределена в пълно изгаряне на горивна маса при условие, че водородът, съдържащ се в него, изгаря до образуването на течна вода (при кондензация на водна пара). Долната топлина на горенето се нарича количеството топлина, разпределено по подобен начин на пълното изгаряне на единицата на горивото вещество, при състоянието на изгарянето на водород преди образуването на водна пара и изпаряване на влагата на горивото вещество.

При определяне на елементарния състав на твърдо или течно запалимо вещество в тегло (маса) процент за определяне и се препоръчва да се използват формули d.i. Менделеева:

където и е най-високата и по-ниска топлина на горенето;

[° С.], [Х.], [О.], [С.], W. - съдържание в горимо вещество на въглерод, водород, кислород, сяра и влага, \\ t % .

Пример.Определете ниската топлина на изгарянето на масло за сяра, което включва въглерод (82.5%), водород (10.65%), сяра (3.1%), кислород (0.5%), влага (3%), пепел (0.25%).

Решение. Желаната топлина на горене се изчислява от втората формула (1.34)

Налице е по-ниска граница на топлината на горенето, под това кои вещества не могат да горят в атмосфера на въздушна атмосфера. Веществата не са запалими, ако не принадлежат към експлозивни и ако топлината им на горене не надвишава 2.1.

Трябва да се отбележи, че при изчисленията на топлинното освобождаване в условия на реални пожари Смелотата на топлината на горенето се приема, тъй като водната пара, образувана по време на горенето, преминава в атмосферата, без кондензиране във водата.

Известно е, че с пожарите много вещества и материали се събират с лечението на значително количество сажди. Сажди (въглерод) може да изгори самостоятелно и да се подчертае топлина. Следователно, ако се образува по време на изгаряне, тогава лисинг агент разпределя топлина по-малко, се появява така наречената глупост. За вещества, богати на въглерод (масло, гориво, гума, бензол и др.) Коефициентът на неизпращане е, когато изгарянето на дърво \u003d 0.85.

Експлозия - процесът на освобождаване на голямото количество енергия в ограничен обем за кратък период от време. В резултат на експлозията, веществото, което запълва обема превръща в силно нагряващ се газ и в същото време има рязка промяна в налягането в средата, която е придружена от образуването на ударната (взривна) вълна.

Експлозивна сряда може да формира:

Смеси от газове, пари, прах с въздух и други окислители (кислород, озон, хлор, азотни оксиди и др.);

както и експлозиви.

Вещества, склонени до експлозивна трансформация (ацетилен, озон, хидразин и др.);

Източникът на започване на експлозията е:

Открит пламък, изгаряне и топли тела;

Електрически изхвърляния;

Термични прояви на химични реакции и механични

въздействия;

Искри от удар и триене;

Шокови вълни;

Електромагнитна и друга радиация.

"Класическа" форма на ударната вълна, когато експлозията в експлозивната такса във въздуха е показана на фиг. един.

Когато се увеличава подходът на удара в определена точка, налягането, плътността и другите хидродинамични елементи в този момент се увеличават. След това постепенната промяна в тези ценности трябва да следва и след определен период от време налягането и плътността в този момент стават по-малко от същите параметри в несправедната среда. Постепенно намалява скоростта на движение на частици, след което променя посоката му.

EPUR Shock Wave.

1-фазова компресия, 2-pheas

По този начин, въздействието вълнообразно участък включва области на положително и отрицателно свръхналягане. Предната граница на компресирана площ се нарича предната част на ударната вълна, а регионът е фаза на компресията. Фазата на компресия следва фазата на вакуума. Разлика, където -Атмосферно наляганесе нарича излишно налягане в предната част на ударната вълна, времето на фазата на компресия, времето е продължителността на фазата на разрешението. Въздухът в фазата на компресия се придвижва към разпространението на предната част, във фазата на вакуума - в обратна посока.

Площта, ограничена фаза на налягане в фазата на компресия, се нарича импулс на налягането в фазата на компресия ,

където - свръхналягане в фазата на компресия.

Установено е, че дебелината на удара на удара се определя от величината на дължината на дължината на молекулата на молекулата ( ) см.

Настъпват експлозии: - с химични реакции (изгаряне);

С електрически зауствания;

При реакции на ядрено делене и синтез;

При натискане на резервоари под налягане.

В производствените условия, потенциалните експлозивни обекти са - складове на LVZ, SUG, BB, петролни продукти; Асансьори на зърно; мелници за брашно (прах за брашно); газопроводи; Транспортни средства за транспорт (железопътна, автомобил и др.) Суб, петролни продукти, химикали, експлозиви; Химическо и фармацевтично производство и др.

Опасни фактори на огъня (ГОСТ 12.1.004-96)

Опасните пожарни фактори, засягащи хората и собствеността включват:

1) пламък и искри;

Термичен поток;

3) повишена температура околен свят;

4) повишена концентрация на токсични продукти за горене и термично разлагане;

5) намалена концентрация на кислород;

6) Намаляване на видимостта в дима.

2. Едновременните прояви на опасни фактори на пожара включват:

1) фрагменти, части от срутени сгради, структури, сгради, превозни средства, технологични инсталации, оборудване, агрегати, продукти и други имоти;

2) радиоактивни и токсични вещества и материали, които са паднали околен свят от унищожени технологични инсталации, оборудване, агрегати, продукти и други имоти;

3) премахване високо напрежение относно проводимите части на технологични инсталации, оборудване, агрегати, продукти и други имоти;

5) Въздействие на пожар гасите.

Опасни фактори на експлозията, които се случиха поради пожар (GOST 12.1.010-76)

1.8. Опасни и вредни фактори, засягащи експлозията, работещи в резултат на това, са:

- шокова вълна, пред което налягането надвишава допустимата стойност;

Пресичащи конструкции, оборудване, комуникации, сгради и конструкции и техните разделени части;

Вредните вещества, които са били формирани по време на експлозията и (или) вредните вещества, съдържанието, което във въздуха на работната зона надвишава максимално допустимите концентрации.

1. Допустими параметри на пожар и експлозивна опасност

(ГОСТ 12.3.047-96)

Стойности на допустимите параметри на пожара и експлозивите опасност Трябва да бъде такова да се елиминира смъртта на хората и да ограничи разпространението на инцидента извън процеса, който се разглежда с други обекти, включително опасно производство.

Таблица 1 - изключително допустимо излишно налягане по време на изгарянето на газови, пари или прашни смеси в помещения или в отворено пространство

Таблица 2 - Изключително допустима интензивност на термичното излъчване на пожари на LVZ и GZH

Степен на лезия	Интензивността на термичното излъчване, kW / m 2
Без отрицателни последици. Дълго време	1,4
Сейф за човека в брезент	4,2
Възможна болка след 20-30 с изгаряне на 1 степен след 15-20 с 2-ра степен го изгаря след 30-40 с пламнали от памучни влакна след 15 минути	7,0
Непоносима болка след 3-5 с 1-ви грама след 6-8 с 2-ра степен горя след 12-16 s	10,5
Flammation of Wood с груба повърхност (влажност 12%) с продължителност на облъчването 15 min	12,9
Запалване на дърво, боядисано с маслена боя върху равнинна повърхност; Възпаление на шперплат	17,0

Таблица 3- Максимална допустима доза термична радиация, когато е изложена на "огнена топка" на човек

От проклятието на тъмнината
по-добре да се запали поне
една малка свещ.
Конфуций

В началото

Първите опити за разбиране на механизма за изгаряне са свързани с имената на англичаните Робърт Бойл, французинът Антоан Лоран Лаваузиер и руския Михаил Василевич Ломоносов. Оказа се, че когато горя, веществото не "изчезва", като се вярва веднъж и се превръща в други вещества, главно газообразни и следователно невидими. Lavoisier през 1774 г. първо показа, че когато изгарянето от въздуха е около пета част от него. През XIX век учените изследват физически и химически процеси, придружаващи горенето. Необходимостта от такава работа е причинена предимно от пожари и експлозии в мините.

Но само през последното тримесечие на ХХ век бяха идентифицирани основни химични реакции, придружаващи изгаряне, и до този ден в химията останаха много тъмни петна. Те се разследват от тях съвременни методи В много лаборатории. Тези проучвания имат няколко гола. От една страна, е необходимо да се оптимизират горивните процеси в HTP пещите и в цилиндрите на двигателите с вътрешно горене, предотвратете взривно изгаряне (детонация) при компресиране в автомобилния цилиндър на въздушната бензинова смес. От друга страна, е необходимо да се намали броят вредни веществагенерирани по време на горивния процес и в същото време да търсят повече ефективни средства Пожарогасене.

Има два вида пламъци. Горивото и окислителният агент (най-често кислород) може да бъде насилствено или спонтанно към горещата зона на аподиума и да се смесват вече в пламъка. И може да се смеси предварително - такива смеси могат да изгарят или дори да експлодират при липса на въздух, като например, прах, пиротехнически смеси за фойерверки, ракетни горива. Горенето може да възникне както с участието на кислород, влизащи в зоната на горене с въздух и с помощта на кислород, сключен в окислителното вещество. Едно от тези вещества - Bertolet сол (калиев хлорат KCLO 3); Това вещество лесно дава кислород. Силен окислителен агент - HNO 3 азотна киселина: в чиста форма. Оплаква се много органични вещества. Нитрати, соли на азотна киселина (например под формата на тор - поташ или ammonia Selitra), лесно се запали, ако се смесват с горими вещества. Друг мощен окислител, нитроксид азот N 2O 4 - компонент на ракетни горива. Кислородът може да замени такива силни окислители, като хлор, в който много вещества са горящи или флуор. Чист флуор е един от най-силните окислители, водата гори в струята си.

Верижни реакции

Основите на теорията за изгарянето и разпространението на пламъка бяха поставени в края на 20-те години на миналия век. В резултат на тези проучвания бяха открити реакции на разклоняване. За това откритие вътрешен физикохимист Николай Николайвич Семенов и английски изследовател Сирил Khinchelwood бяха наградени през 1956 година Нобелова награда в химията. По-прости неразклонени верижни реакции, отворени през 1913 г. германският химик Макс Bodenstein върху примера на реакцията на водород с хлор. Общата реакция се изразява чрез просто уравнение Н2 + С12 \u003d 2HC1. Всъщност той идва с участието на много активни фрагменти от молекули - така наречените свободни радикали. Под действието на светлината в ултравиолетовите и сините зони на спектъра или при високи температури хлорната молекула се разпада в атоми, които започват дълго (понякога до един милион единици) верига от трансформации; Всяка от тези трансформации се нарича елементарна реакция:

Cl + H2 → HCl + H,
Н + С12 → НС1 + Cl и т.н.

На всеки етап (реакционна връзка) се появява изчезването на един активен център (атом водород или хлор) и в същото време се появява нов активен център, който продължава веригата. Веригите са счупени, когато са открити две активни частици, например CL + Cl → CI2. Следователно всяка верига се разпространява много бързо, ако генерирате "първоначални" активни частици с висока скорост, реакцията ще отиде толкова бързо, че може да доведе до експлозия.

N. N. Semenov и Khinchelwood установиха, че реакцията на изгаряне на фосфор и водородна пара е различна: най-малката искра или открит пламък може да причини експлозия дори при стайна температура. Тези реакции са разклонени вериги: активните частици по време на реакцията "умножават", т.е. с изчезването на една активна частица, две или три се появяват. Например, в смес от водород и кислород, който може да се съхранява спокойно стотици години, ако няма външни влияния, появата на такава причина за активни водородни атома се стартира чрез такъв процес:

H + O 2 → OH + O,
O + H 2 → OH + H.

Така, за незначителен период от време, една активна частица (атом Н) се превръща в три (водороден атом и два хидроксилни о, радикала), които вече работят три вериги вместо една. В резултат на това броят на веригите е лавиноподобно растеж, който незабавно води до експлозия на смес от водород и кислород, тъй като в тази реакция се освобождават много топлинна енергия. Кислородните атоми присъстват в пламъка и с изгарянето на други вещества. Те могат да бъдат намерени, ако да насочат потока от сгъстен въздух през горната част на пламъка на горелката. В този случай, характерният мирис на озона ще бъде намерен във въздуха - те са кислородни атоми "стик" към кислородни молекули за образуване на озонови молекули: O + O 2 \u003d O3, които са направени от пламък със студен въздух.

Възможността за експлозия на смес от кислород (или въздух) с много горими газове - водороден въглероден оксид, метан, ацетилен зависи от условията, главно при температура, състав и налягане на сместа. Така че, в резултат на изтичане на газ в кухнята (той се състои главно от метан) съдържанието му във въздуха ще надвиши 5%, след това сместа експлодира от пламъка на мачове или запалки и дори от малка искра, която се залепи превключвателя при запалване на светлина. Експлозията няма да бъде, ако веригите са счупени по-бързо, отколкото имат време за клон. Ето защо имаше безопасна лампа за миньори, че английският химик Хъмфри Дейвй се е развил през 1816 г., нищо не знае за химията на пламъка. В тази лампа отвореният огън се огражда от външната атмосфера (която може да бъде експлозивна) често метална решетка. На металната повърхност активните частици ефективно изчезват, превръщайки се в стабилни молекули и следователно не могат да проникнат във външна среда.

Пълният механизъм на реакциите на разклонителната верига е много сложен и може да включва повече от стотици елементарни реакции. Разклонената верига включва много окислителни и горивни реакции на неорганични и органични съединения. Това също ще бъде реакцията на разделяне на ядрата на тежки елементи, като плутоний или уран, под влияние на неутрони, които са аналозите на активните частици в химични реакции. Проникването на ядрото на тежкия елемент, неутроните причиняват неговото разделение, което е придружено от освобождаването на много висока енергия; В същото време нови неутрони летят извън ядрото, които причиняват разделяне на съседните ядра. Процесите на химически и ядрени вериги са описани от подобни математически модели.

Какво да стартирам

За да изгаряте изгаряне, трябва да извършите редица условия. На първо място, температурата на горивото вещество трябва да надвишава определена гранична стойност, наречена температура на запалимост. Известният римски лъч Брадбъри "451 градуса по Фаренхайт" се нарича заради тази температура (233 ° C). Това е "запалим температура", над това кое твърдо гориво подчертава горимите двойки или газообразни разпадащи продукти в количество, достатъчно за тяхното устойчиво изгаряне. Приблизително същата температура на възпаление и суха борова дървесина.

Температурата на пламъка зависи от естеството на запалимия субстанция и върху състоянията на горенето. Така температурата в пламъка на метан във въздуха достига 1900 ° С и при изгаряне на кислород - 2700 ° С. Допълнителен горещ пламък се прилага при изгаряне в чист кислороден водород (2800 ° С) и ацетилен (3000 ° С). Нищо чудно, че пламъкът на горелката на ацетилен лесно намалява почти всеки метал. Най-високата температура, около 5000 ° C (фиксиран в книгата на Гинес на записите), тя дава леко кипяща течност в кислород в кислород - въглероден поднитид С4Н2 (това вещество има структура на дицианоацетилен NC- \\ t C \u003d c-cn). И според известна информация, когато се комбинира в озонова атмосфера, температурата може да достигне 5700 ° C. Ако тази течност се противопостави на въздуха, тя изгаря с червен пушен пламък със зелена лилава граница. От друга страна, студените пламъци също са известни. Така че, например, изгаряйте кога нисък натиск Чифт фосфор. Сравнително студен пламък се получава чрез окисление при определени условия на въглеродните и светлинните въглеводороди; Например, пропанът дава студен пламък при понижено налягане и температура от 260-320 ° С.

Само през последното тримесечие на ХХ век започна да изчиства механизма на процесите, настъпили в пламъка на много горими вещества. Този механизъм е много сложен. Изходните молекули обикновено са твърде високи, за да реагират директно към кислород, за да се превърнат в реакционни продукти. Например, изгарянето на октан, един от компонентите на бензина, се експресира чрез 2С8Н 18 + 2502 \u003d 16 + 2 + 25 ° \u003d О. Въпреки това, всички 8 въглеродни атома и 18 водородни атома в октанът Молекулата не може едновременно да се свърже с 50 кислородни атома.: За това много трябва да се счупят химически връзки. И много нови неща. Реакцията на горене се осъществява многостепенна така, че на всеки етап само малък брой химични връзки и процесът се състои от множество постоянно срещащи се елементарни реакции, чиято комбинация е представена и като пламък. Трудно е да се изследват елементарни реакции предимно защото концентрацията на реактивни междинни частици в пламъка е изключително малка.

Вътрешен пламък

Оптичното наблюдение на различни участъци от пламъка с помощта на лазери позволиха да се създаде качествен и количествен състав на наличните там активни частици - фрагменти от горимите молекули. Оказа се, че дори при просто преследване на реакцията на горенето на водорода в кислород 2N 2 + 02 \u003d 2N 2O повече от 20 елементарни реакции, включващи молекули О2, Н2, Оз, Н202, H20, Активни частици Н, О, той, но 2. Тук, например, това, което е написал английския химик на Кенет Бейли за тази реакция през 1937: "Уравнението на реакцията на водородното съединение с кислород е първото уравнение, с което повечето начинаещи се запознават с изучаването на химията. Тази реакция им изглежда много проста. Но дори и професионалните химици са донякъде поразителни, виждайки книга на сто страници, наречена "кислородна реакция с водород", публикувана от Hinshelwood и Williamson през 1934 г. " Това може да бъде добавено, че през 1948 г. е значително голямо по отношение на обема на монографията А. Б. Налюндян и В. Воеводски, наречен "Механизмът на окисление и изгаряне на водород".

Съвременните методи на изследване ни позволи да проучим отделни етапи на такива процеси, измерваме скоростта, с която се реагират различни активни частици един с друг и със стабилни молекули, когато различни температури. Знаейки механизма на отделните етапи на процеса, можете да "събирате" и целия процес, който е, симулирате пламъка. Сложността на такова моделиране се крие не само в проучването на целия комплекс от елементарни химични реакции, но също така трябва да се вземат предвид дифузионните процеси на частици, пренос на топлина и конвекционни потоци в пламъка (това е последното да отговаря на. Очарователна игра на изгарящите езици на огъня).

Където всичко е взето от

Основното гориво на съвременната индустрия е въглеводороди, вариращи от най-простия, метан и завършващ с тежки въглеводороди, които се съдържат в мазут. Пламъкът дори най-простият въглеводород - метан може да включва до сто елементарни реакции. В същото време не всички са проучени достатъчно подробности. Когато тежки въглеводороди изгарят, например, те се съдържат в парафин, техните молекули не могат да достигнат до горелката, оставайки цяло число. Дори и при подхода към пламъка, те се разделят на фрагменти поради високи температури. В същото време групите, съдържащи два въглеродни атома, обикновено се разцепват от молекули, например от 8 h 18 → С2Н 5 + Сб 13. Активните частици с нечетен брой въглеродни атоми могат да елиминират водородните атоми, образувайки съединения с двойни C \u003d C и тройни S≡C връзки. Установено е, че в пламъка такива съединения могат да влизат в реакции, които преди това не са били известни на химиците, защото извън пламъка те не отиват, например, с 2 Н2 + О → СН2 + СН2 + О. 2 → CO 2 + N + N.

Постепенната загуба на водород с първоначалните молекули води до увеличаване на акциите на въглерода, докато се образуват частици С2Н2, с 2 h, от 2. Зоната на синьо-синя пламък се дължи на блясъка в тази зона на развълнувани частици от 2 и СН. Ако достъпът на кислород в горещата зона е ограничен, тези частици не се окисляват, но са сглобени в агрегатите - те са полимеризирани съгласно С2Н + С2Н2 (С4М2 + N, С2Н + C4H2 → C6 2 + N и т.н.

В резултат на това се образуват сажди частици, състоящи се почти изключително от въглеродни атоми. Те имат формата на малки топки с диаметър до 0,1 микрометър, които съдържат приблизително един милион въглеродни атоми. Такива частици при високи температури дават добре осветещ жълт пламък. На върха на пламъка на свещта тези частици се изгарят, така че свещта не пуши. Ако се появи по-нататъшното залепване на тези аерозолни частици, се образуват по-големи частици от сажди. В резултат на това пламъкът (например изгарянето на гума) дава черен дим. Такъв дим се появява, ако делът на въглерод се повиши в първоначалното гориво спрямо водорода. Пример е терпентинът - смес от въглеводороди на състава С10Н11 (СНН-4), бензен Сб 66 (С п п. 2N-6), други горими течности с недостатък на водород - всички когато изгарят лаская. Kohsovy и ярко светлинен пламък придава въздушно горещо ацетилен С2Н2 (С п п. 2N-2); След като този пламък се използва в ацетилен фенери, монтирани на велосипеди и автомобили в минни лампи. Обратно: въглеводороди с високо съдържание на водород - метан СН4, етан С2Н6, пропан с 3Н8, бутан С4Н 10 ( обща формула C N H2N + 2) - изгаряйте с достатъчен въздушен достъп с почти безцветен пламък. Сместа от пропан и бутан под формата на течност под ниско налягане е в запалки, както и в цилиндри, които се използват от деки и туристи; Същите цилиндри са инсталирани в автомобили за газ. Сравнително наскоро е установено, че сферичните молекули, състоящи се от 60 въглеродни атоми, често присъстват в сажди; Те се наричаха Fullerenes, а откриването на тази нова въглеродна форма бе белязана от наградена през 1996 г. на Нобелова награда в химията.

Всеки от нас веднъж наблюдаваше костта. След като прочетете тази статия, ще научите кой газ се разпределя при изгаряне.

Какво се разпределя при изгаряне на дърво?

Вероятно вероятно сте наблюдавали факта, че по време на изгарянето се образува чрез дим, който е смес от твърди частици с газообразни горивни продукти. Тъй като дървото се състои от водородни съединения, азот, въглерод и кислород, тогава нейните горивни продукти са азот, въглероден диоксид, водни двойки, серен газ и въглероден оксид. Например, около 7,5-8,0 m 3 газообразни вещества се различават от един килограм от дървото. Те, с изключение на въглерод, не могат да изгорят в бъдеще. Когато дървото изгаря, единствената твърда частица, която се откроява - сажди (същия въглерод).

Какво се разпределя при изгаряне на хартия?

Хартията изгаря много по-бързо от дърво. С пълното му изгаряне се разграничават две вещества: водна пара и въглероден диоксид.

Какво са изгарящи продукти?

Продуктите на горенето са течни, газообразни и твърди вещества, които са оформени по време на горивния процес. Частта от тях зависи от това какво изгаря и при какви условия.