سوختن نامیده می شود فرآیندهای شیمیایی در حین احتراق

برخی از تعاریف اولیه

تعدادی از اتم ها و مولکول ها به راحتی با توجه به شرایط بیان می شود مقادیر ماده  یا تعداد مول مواد. یک مول ماده مربوط به 6.023 ∙ 10 23 ذرات (اتم ها و مولکول ها) است. شماره N A = 6.023 ∙ 10 23 mol -1 نام شماره Avogadro نامیده می شود. کسری مول x منجزء   من  نسبت تعداد مول ها n است   من  جزء من  به تعداد کل مول ها n = Σ n   من  مخلوط ( x i =  n   من / ن).

جرم متر  یک ویژگی اساسی یک ماده است (واحد اندازه گیری در سیستم SI کیلوگرم است). ضریب جرمی و نسبت نسبت جرم است m i  جزء من  به مجموع جرم مخلوط m = Σ متر  من (و = م   من / متر).

وزن مولکولی (یا وزن مولکولی) M   من(g / mol) من  - جرم یک مول از این جزء است. بنابراین برای کربن اتمی، هیدروژن مولکولی، اکسیژن و متان ما: M c = 12 g / mol، Mn 2 = 2 g / mol، Mo 2 = 32 g / mol، Mn 4 = 16 g / mol. میانگین مولی مولکول M (g / mol) می تواند از لحاظ مولفه های مولی مولکول (M = x من M i).

تعیین فرآیندهای احتراق

سوزاندن  - این یک فرایند پیچیده فیزیکی و شیمیایی است که در آن مواد و مواد قابل احتراق تحت تاثیر دماهای بالا وارد ترکیب شیمیایی با عامل اکسید کننده (اکسیژن در هوا)، تبدیل به محصولات احتراق، که همراه با انتشار شدید گرما و نور است.

شرایط لازم برای وقوع فرآیند احتراق:

حضور مواد قابل احتراق (GV)؛

حضور یک عامل اکسید کننده (O.) - اکسیژن هوا؛

حضور یک منبع اشتعال (I.Z.).

مواد قابل احتراق باید تا دمای خاصی که فرآیند اکسیداسیون آغاز می شود گرم شود.

برای گرم کردن مواد قابل احتراق به یک درجه خاص، یک منبع منبع اشتعال مورد نیاز است؛

برای حفظ فرآیند احتراق، غلظت خاصی از سوخت و اکسید کننده ضروری است.

مهمترین فرایندهای احتراق انتقال گرما و جرم است. شایع ترین ویژگی سوختن، وقوع شعله و حرکت آن در طول مخلوط قابل احتراق با انتقال گرما یا انتشار ذرات فعال از منطقه احتراق به مخلوط قابل احتراق تازه است.

شعله های آتش  - این یک نمایش قابل ملاحظه سوختن است. آن نیز منطقه سوزانده شده است. این بخشی از فضا است که در آن تبدیل ترکیب مخلوط قابل احتراق به محصولات احتراق کامل و ناقص رخ می دهد.

پارامترهای اصلی فرایند احتراق، منجر به مرگ و ایجاد خسارت مادی می شود:

مقدار زیادی از حرارت؛

درجه حرارت بالا؛

ترکیب سمی محصولات احتراق

فرایند احتراق از دیدگاه نظریه جنبشی مولکولی گازها

شکل 2.1 نسبت مولکول های فعال بسته به درجه حرارت: T 2\u003e T 1

هنگامی که مخلوط قابل احتراق گاز قابل احتراق در آن گاز اضافی را افزایش می دهد.

تفاوت بین میانگین انرژی مولکول ها در حالت فعال و میانگین سطح غیر فعال حالت انرژی فعال است. این را می توان به صورت گرافیکی نشان داد (شکل 2).

شکل 2.2 نمودار انرژی دوره ی واکنش G.V. + O. ® PG: E عمل - انرژی فعال سازی؛ Q xr - اثر حرارتی واکنش احتراق

انرژی آزاد شده در اثر تعامل مولکول های واکنش دهنده "اول" به مولکول های همسایه منتقل می شود. آنها هیجان زده می شوند، فرآیند در اطراف مولکول های واکنشی با فرکانس و شدت زیاد تکرار می شود. یک فرایند متقابل شیمیایی خود سازگار، خودسوزی به کل مخلوط واکنش (2H 2 + O 2)، همراه با تشکیل مولکول های آب و انتشار گرما به محیط زیست و همراه با لومینسانس است، یعنی فرایند سوزش را بوجود می آورد و گسترش می دهد.

هرچه ارزش عددی عمل E بیشتر باشد، سخت تر این است که این جفت مولفه ها وارد تعامل شیمیایی شوند. بنابراین، ارزش عمل E یک شاخص غیرمستقیم درجه خطر آتش سوزی این سیستم شیمیایی است.

انواع و حالت احتراق

سوختگی را می توان از طریق پارامترهای زیر دسته بندی کرد:

1. با توجه به شرایط ترکیب مواد قابل احتراق:

الف) جنبشی - احتراق مخلوط گاز یا مخلوط هوا و گاز قبل از مخلوط. از آنجائیکه مخلوط سوخت و اکسیدان برای احتراق آماده شده است، تا جایی که آتش می گیرد، میزان کل فرآیند احتراق بستگی دارد فقط به میزان واکنش شیمیایی احتراق. اگر چنین احتراق در یک حجم بسته یا محدود رخ دهد، ممکن است انفجار رخ دهد. از آنجایی که انرژی آزاد شده در طی احتراق مخلوط زمان لازم برای تخلیه بیش از این حجم ندارد، با افزایش فشار، ساختارها ممکن است نابود شوند؛

ب) انتشار، انتشار احتراق، احتراق نامیده می شود، زمانی که تشکیل یک ماده قابل احتراق (ترکیبی از سوخت و اکسید کننده) قبل از منطقه احتراق یا در بخش احتراق اتفاق می افتد.

2. با توجه به شدت دریافت اجزای قابل احتراق در منطقه واکنش شیمیایی:

الف) لمینار، در حالی که اجزای مخلوط قابل احتراق نسبت به آرامش به منطقه احتراق وارد می شوند. در این مورد، ارزش عددی معیار رینولدز، که رژیم ترمودینامیکی را مشخص می کند، به طور قابل توجهی کمتر از یک بحرانی است (Re<2300).

ب) آشفتگی، با اجزای مخلوط قابل احتراق وارد منطقه احتراق با سرعت بالا. تعداد رینولدز در این مورد بیش از 2300 است.

3. با توجه به وضعیت تجمع اجزای مخلوط قابل احتراق:

الف) یکنواخت  سوخت و اکسید کننده در یک حالت همگرا (گازوئیل) هستند؛

ب) ناهمگن (چند فاز) - سوخت و اکسیدان در حالت های مختلف توده ای هستند.

4. بر سرعت انتشار منطقه زیست شیمیایی واکنش احتراق:

الف) رسوب زدایی (آهسته) منطقه واکنش شیمیایی (سرعت 0.5 تا 50 متر بر ثانیه)؛

ب) انفجار (انفجار)، زمانی که منطقه واکنش شیمیایی احتراق با سرعت موج ضربه (از چند صد متر در ثانیه به چند کیلومتر در ثانیه) گسترش می یابد.

فضایی که در آن بخارات یا گازها بوجود می آیند نامیده می شود توسط شعله .

شعله های لامینار قبل از مخلوط کردن. در شعله های شفاف یک مخلوط پیش مخلوط، سوخت و اکسیدان قبل از شروع احتراق مخلوط شده و جریان شفاف است.

شعله مخلوط پیش مخلوط نامیده می شود stoichiometric اگر سوخت (هیدروکربن) و اکسید کننده (اکسیژن - O 2) به طور کامل مصرف کنند، دی اکسید کربن (CO 2) و آب (H 2 O) تشکیل می دهند. اگر مقدار زیادی از سوخت وجود دارد، آنها می گویند که مخلوط غنی است، و اگر بیش از حد اکسیدان وجود دارد، آنها می گویند که مخلوط ضعیف است.

ساده ترین مثال ها را در نظر بگیرید:

1) 2H 2 + O 2 → 2H 2 O - مخلوط استویشیومتری،

2) ЗН 2 + О 2 → 2H 2 O + Н 2 - مخلوط غنی (Н 2 در بیش از حد)،

3) CH 4 + ZO 2 → 2H 2 O + CO 2 + O 2 - مخلوط نبات (O 2 در بیش از حد).

هر نماد در چنین معادله واکنش شیمیایی مربوط به یک مول از یک ماده است. بنابراین، اول از این معادلات بدان معنی است که دو مول H2 با یک مول از O 2 واکنش نشان می دهند تا دو مول H2O تشکیل دهند.

اگر معادله واکنش شیمیایی به نحوی نوشته شده باشد که واکنش یک مول سوخت را توصیف کند، سپس مقدار مولی سوخت در مخلوط استویومتریک به راحتی می توان از رابطه

x کوه ها، stokh = 1 / ((1 + V)

اینجا vتعداد مول های O 2 را در معادله واکنش با تشکیل CO 2 و H 2 O نشان می دهد. مثال واکنش

H 2 + 0.5O 2 → H 2 O، v = 0.5، x H 2، stoch = 2/3

اگر اکسید کننده هوا باشد، باید توجه داشت که هوای خشک حاوی 21 درصد اکسیژن، 78 درصد نیتروژن و 1 درصد گازهای نجیب است. بنابراین، برای هوا، X N 2 = 3.762 X O 2 است. از اینجا مولفه های فسیلی برای مخلوط استوکیومتری با هوا برابر است

کوه ها، stokh = 1 / (((1 + V ∙ 4.762)، ,

کجا v  همانطور که پیش از این به معنی تعداد مول های O 2 در معادله واکنش تبدیل کامل یک مول سوخت به CO 2 و H 2 O است. برخی از نمونه های ارزش v  و قطعات مولی سوخت برای مخلوط های سوخت و هوا با هوا در جدول 1 نشان داده شده است.

ترکیبات مخلوط سوخت و هوا (در این مورد مقدار مناسب N 2 باید به معادله واکنش اضافه شود، به جدول 1 مراجعه شود) با نسبت معادل هوا متفاوت است:

λ = (x w / x کوه) / (x w، stoch / x کوه، stoh) = (w w / w کوه) / (w w، stoch / w کوه، stoch)

یا معکوس - نسبت معادل سوخت F (F  = 1 / λ). این فرمول می تواند به منظور توانایی تعیین مقدار مولکول های مولی مخلوط با ارزش تبدیل شود F:

x کوه ها = 1 / ((1+ (4762 ∙ و) / F)، x w = 1 - کوه ها،

وزن X / 4،762، = 3،762

نمونه هایی از مقادیر V و قطعات مولی سوخت x  کوه ها، stoichi برای مخلوط های استوکیومتری از سوخت با هوا

آبیاری همیشه همراه با تغییرات شیمیایی است. احتراق در هوا - تعامل یک ماده قابل احتراق با اکسیژن. با این حال، باید در نظر داشت که اکسیدهای نیتروژن، هالید ها و ازن می توانند در فرآیند احتراق به عنوان اکسید کننده عمل کنند. شناخته شده فرآیندهای احتراق رخ می دهد با مشارکت تنها یک منبع از محصول - ترکیبات قادر به تجزیه سریع. نمونه هایی از این ترکیبات عبارتند از استیلن و هیدرازین.

فرایندهای شیمیایی که در جریان احتراق اتفاق می افتد بسیار پیچیده است. حتی برای ساده ترین حالت - احتراق هیدروژن در اکسیژن، معادله تعمیم یافته آن به شکل است

2H 2 + 0 2 = 2H 2 0،

چندین مرحله ابتدایی ایجاد شده و مورد مطالعه قرار گرفته است.

تا به امروز، مکانیزم های تغییرات شیمیایی در عطارد تنها چند ماده مانند هیدروژن، مونوکسید کربن، متان و اتان، در جزئیات کافی مورد مطالعه قرار گرفته است. این دانش برای پیش بینی شرایط احتراق و احتراق بسیاری از مواد استفاده می شود.

2.1 واکنش های زنجیره ای

واکنش های زنجیره ای، در مقایسه با تحولات شایع شیمیایی، با ظاهر شدن در هر یک از اعمال اولیه یک ذره فعال، مشخص می شود: اتم با الکترون ناپایدار، رادیکال آزاد یا یون. ظهور ذرات فعال باعث ایجاد زنجیره ای از تبدیل مواد اولیه به محصولات واکنش می شود. اتم ها، رادیکال های آزاد و یون ها واکنش بیشتری نسبت به مولکول های اشباع شده با ولز دارند. بنابراین، علیرغم هزینه های قابل توجه انرژی مورد نیاز برای شکستن پیوندهای شیمیایی و تشکیل ذرات فعال، توسعه زنجیره ای واکنش اغلب تبدیل به انرژی شدیدی از تعامل مستقیم بین مولکول ها می شود.

فرآیندهای احتراق عمدتا از طریق یک مکانیسم زنجیره ای رخ می دهد. واکنش های زنجیره ای - واکنش های پیچیده ای که در چندین مرحله اتفاق می افتد، نشان دهنده:

منشا زنجیره ای (آغاز)، که در آن ذرات فعال تشکیل شده است.

ادامه این زنجیرها، که ذرات فعال آن به ترکیب شیمیایی با مواد اولیه وارد می شوند، به عنوان یک نتیجه از تشکیل ذرات فعال جدید؛

شکستن زنجیرهای که در آن "مرگ" ذرات فعال با تشکیل محصولات واکنش نهایی رخ می دهد

منشا زنجیره ای می تواند در شرایط مختلف رخ دهد. به عنوان مثال، به عنوان یک نتیجه از جداسازی مولکول ها تحت اثر انرژی حرارتی، یا تابش یونیزه، در تخلیه الکتریکی. وقتی که مولکول های فعال با سطوح جامد (شکستن زنجیره ناهمگن) و یا به عنوان یک واکنش با مهار کننده های احتراق، با ذرات فعال در ارتباط هستند، هنگامی که آنها مجددا ترکیب می شوند * هنگامی که رادیکال های آزاد در تعامل هستند (شکستن زنجیره همگن) رخ می دهد.

واکنشهای زنجیره ای و جدا شده وجود دارد. در هر ذره فعال که در واکنش های ادامه زنجیره ای مصرف می شود، یک بار دیگر ظهور پیدا می کند. تعداد مولکولهای تولیدی که در ذرات اولیه فعال می شوند طول زنجیره نامیده می شود. طول زنجیرها در واکنش های احتراق از صدها هزار تا ده ها میلیون نفر متغیر است. میزان واکنش های زنجیره ای ناحیه ای را می توان با افزودنی های جزئی از مواد که می تواند به طور موثر با ذرات فعال، مانند مهار کننده های احتراق، ارتباط برقرار کند.

بعضی از مواد - آغازگرها - تشکیل ذرات فعال را تسهیل می کنند و از این طریق تسریع واکنش های زنجیره ای ناخواسته می شوند.

در واکنش های زنجیره ای شاخه ای به یک ذره فعال، که با ادامه زنجیره مصرف می شود، دو یا چند ذره فعال ایجاد می شود. یکی از آنها زنجیره اولیه را ادامه می دهد، در حالی که دیگران زنجیره های جدید را ایجاد می کنند، تشکیل یک شاخه (شکل 2.1).

"رونک سازی فرآیند تشکیل اتمهای خنثی یا مولکولهای از ذرات شارژ است. اتمها و مولکولهای تشکیل شده در طی نوترکیب می توانند در زمین یا حالت تحریک پذیر باشند.

شکل 2.1 نمایش شماتیک زنجیره های واکنش:

a) شاخه در هر لینک زنجیره ای

6) شاخه نادر

به عنوان مثال، در هنگام احتراق هیدروژن در واکنش آغاز زنجیره:

اتم فعال تشکیل شده است. در واکنش پیوند زنجیره ای:

افزایش تعداد اتم های فعال که آغاز زنجیره های جدید هستند.

واکنش های زنجیره ای شاخه ای می توانند در یک حالت ثابت باقی بمانند، که سرعت انشعاب کمتر از میزان مرگ ذرات فعال و در غیر ثابت است که در آن مرگ آهسته تر از شاخه شدن اتفاق می افتد. در مورد دوم، سرعت واکنش زنجیره ای به طور نمادین افزایش می یابد و تنها با مصرف مواد اولیه محدود می شود. انتقال از حالت ثابت به حالت غیر ثابت با تغییر جزئی در شرایط واکنش به طور ناگهانی اتفاق می افتد: دما، فشار یا غلظت یکی از واکنش دهنده. چنین شتابی سریع به عنوان خودکششی مخلوط واکنش یا انفجار زنجیره ای در نظر گرفته می شود.

کشف واکنش های زنجیره ای شاخه ای برای ایجاد یک نظریه فرآیندهای احتراق اهمیت زیادی داشت. ثابت شده است که دو نوع آتش سوزی وجود دارد: حرارتی و زنجیره ای. الگوها در

فصل 2. فرآیندهای شیمیایی در سوزاندن

تئوری فرآیندهای زنجیره ای می تواند به طور موثر بر توسعه و سرکوب فرایندهای احتراق در هنگام آتش سوزی تاثیر بگذارد.

منشا زنجیرفرایند خالص سازی مراکز اولیه فعال نقش مهمی در توسعه واکنش های زنجیره ای ناحیه ایفا می کند. آن را در حین واکنش ختم زنجیره ای از دست دادن مراکز فعال جبران می کند. این مکانیزم شرایط ایجاد یک رژیم ثابت در دوره اولیه تجمع مراکز فعال را تعیین می کند. با نرخ کم شروع، این دوره می تواند قابل توجه باشد.

اکثر واکنش های شیمیایی در شعله های آتش، ذخایر قابل توجهی از مراکز فعال دارند. در این شرایط، شروع مراکز فعال با غلبه بر مانع انرژی قابل توجهی همراه است.

در این مورد، نقش مهمی در تأثیر عوامل موثر بر ظهور مراکز فعال وجود دارد: مواد افزودنی شیمیایی فعال، تابش، تخلیه الکتریکی، محصولات پوسیدگی رادیواکتیو.

در میان عوامل که به طور گسترده ای باعث تسهیل تولید مراکز فعال می شود، باید واکنش های ناهمگون را ذکر کرد. در مولکول مواد قابل احتراق، جذب شده در سطح جامد، اوراق قرضه بین هسته ای ضعیف می شود و شکستن آن نیاز به هزینه کمتر انرژی دارد. در این شرایط، نرخ تولید مراکز فعال به طور قابل توجهی بالاتر از حجم گاز است. انرژی فعال سازی در تعامل ناهمگن اجزای مخلوط قابل احتراق نیز کمتر از موارد مشابه یک ماده همگن است. آغاز ناهمگنی مراکز فعال در شرایط فرآیند احتراق واقعی یک عامل مهم در دستیابی سریع به یک رژیم ثابت با فرایندهای زنجیره ای است.

برخی از ویژگی ها واکنش های زنجیره ای ناگهانی را نشان می دهند که با مشارکت اجزای اتمی رخ می دهد. در صورت عدم وجود ناخالصی ها در ارتباط با مراکز فعال بدون بازسازی، خاتمه زنجیره ای تنها زمانی امکان پذیر می شود که اتم ها با برخورد سه گانه و روی سطح ترکیب شوند.

در هر درجه حرارت، تمام مواد گازی به طور جزئی تخریب می شوند. بعضی از مولکول ها به اتم ها فرو می ریزند. در این مورد، تعادل بین فرآیندهای جداسازی و اتحاد اتم ها به مولکول ها وجود دارد. درجه انحلال به طور معنی داری بستگی به درجه حرارت دارد.

اگر هیچگونه ناخالصی در مخلوط قابل اشتعال زنجیره ای وجود نداشته باشد، غلظت اجزای اتمی واکنش عملا بدون تغییر ادامه می یابد. اتم هایی که وارد واکنش می شوند بلافاصله در همان بازسازی می شوند

Korolchenko A.Ya. فرایندهای احتراق و انفجار

لیش آغاز اولیه، اتم های واکنش پذیر را همان مقدار در سیستم غیر واکنشی جبران می کند. واکنش ثابت بر این روند تاثیر نمی گذارد. تعادل یکی از اجزای واکنش، که توسط حداقل اتصال قوی بین اتم ها در مولکول متمایز است، یک ویژگی مشخص از این حالت است. غلظت یکی دیگر از اجزای اتمی در این مورد، استثنایی است، اما بیشتر تعادل.

با شروع واکنش های همگن واکنش های احتراق، رژیم ثابت تنها پس از یک دوره زمانی خاص ایجاد می شود، زیرا جداسازی نیاز به انرژی فعال زیادی دارد. در طی این دوره، میزان تفکیک بیش از میزان نوترکیب، و مراکز فعال در سیستم واکنش تجمع می یابند. نرخ هر دو فرایند تنها پس از افزایش غلظت مراکز فعال به تعادل می رسد. این دوره زمانی دوره القایی نامیده می شود.

حضور یک سطح جامد به عنوان کاتالیزور در منطقه واکنش حالت تعادل ترمودینامیکی را تغییر نمی دهد. کاتالیزور به طور مساوی بر واکنش های جلو و عقب تاثیر می گذارد. مراکز فعال نه تنها بر روی یک سطح جامد سرچشمه می گیرند، بلکه بر روی آن متوقف می شوند. با این وجود، حضور یک کاتالیزور، به دست آوردن یک حالت تفکیک متعادل می شود.

اگر مواد فعال در مخلوط قابل اشتعال حضور داشته باشند، که قادر به شرکت در واکنش های شکستگی زنجیره ای هستند، غلظت مراکز فعال را کاهش می دهند. در این حالت، اختلاف تعادلی یکی از اجزای اولیه اختلال ایجاد می شود که واکنش را کند می کند و ممکن است منجر به ختم آن شود.

آزمایشات نشان می دهد که هنگام ایجاد یک واکنش زنجیره ای ناخواسته توسط یک منبع خارجی (به عنوان مثال یک منبع نور)، غلظت مراکز فعال در مرحله اولیه توسعه فرآیند احتراق می تواند به طور قابل توجهی بیش از تعادل باشد.

در طی دوره ای از واکنش های زنجیره ای شاخه، شرایط شروع اولیه تأثیر قابل توجهی بر توسعه واکنش دارد. در فرایندهای آهسته حرکت، افزودن یک مخلوط واکنش داده شده به قسمت اولیه، یک دوره القایی را کوتاه می کند و لحظه ای از احتراق شعله را تسریع می کند.

ادامه این زنجیرها.یک ویژگی مشخص از واکنش های زنجیره ای ناحیه ای، تقریبا ایستادگی غلظت مراکز فعال است. در صورت عدم وجود یک مدار باز، ذرات فعال در آن تشکیل می شوند

فصل 2. فرآیندهای شیمیایی در هنگام احتراق

همان مقدار که در آن صرف شده است. جدید فقط در آغاز اولیه بوجود می آید با نرخ برابر تولید مراکز فعال و خاتمه زنجیره، یک غلظت ثابت مراکز فعال و یک حالت واکنش ثابت ایجاد می شود. سرعت واکنش کاهش می یابد به عنوان اجزای اولیه مصرف می شود.

در مورد یک واکنش زنجیره شاخه، غلظت مراکز فعال در سیستم واکنش بدون در نظر گرفتن شرایط اولیه آغاز می شود. حالت واکنش خودبخودی اعمال شده که دارای شخصیت بهمن است. در این حالت، برای تبدیل کامل اجزای اولیه به محصولات نهایی واکنش، یک مرکز فعال اولیه کافی است.

معادله جنبشی یک واکنش گرانشی شاخه به شرح زیر است. تغییر در غلظت اجزای پایدار پایدار در طول زمان می تواند به یک تقریب اول توجه شود و تنها تغییرات سریع تر در غلظت مراکز فعال می تواند مورد توجه قرار گیرد. صتغییرات در این سرعت بوسیله نرخ آغاز اولیه و نسبت میزان واکنش های شاخه و خاتمه زنجیره ای تعیین می شود. نرخ ابتدای شروع به غلظت مراکز فعال موجود در سیستم بستگی ندارد. نرخ فرآیند انشعاب و شکستگی متناسب با غلظت مراکز فعال است. در این شرایط، مجموع تعادل تشکیل و هزینه مراکز فعال با مجموع نرخ فرآیند آغاز، شاخه، و شکستن تعیین می شود:

(2.1)

کجا و ثابت ثابت سرعت واکنش های انشعاب و انفجار هستند. به عبارتی، ما دریافت می کنیم:

(2.2)

هنگامی که زمان مشتق از غلظت مراکز فعال است

مثبت است سرعت واکنش با زمان افزایش می یابد. این ویژگی از واکنش های زنجیره ای شاخه ای به علت ضرب شدن مراکز فعال در چنین رژیم هایی است که سرعت واکنش شعاعی بیش از میزان واکنش ختم زنجیره ای است.

Korolchenko A.Ya. فرایندهای احتراق و انفجار

اگر قبل از آغاز واکنش سیستم شامل مراکز فعال نبود، یعنی درt= 0، n = 0 ادغام معادله (2.2) می دهد:

(2.3)

میزان کل واکنش CO به واسطه سرعت فرآیند شاخه تعیین می شود. محصولات نهایی فقط در طی این واکنش شکل می گیرد. برای هر رویداد شاخه زنجیره ابتدایی، مولکول های محصول نهایی شکل می گیرند. این به شرح زیر است:

(2.4)

توسعه یک واکنش زنجیره ای در زمان توسط نسبت ثابت های سرعت واکنش های شاخه و خاتمه زنجیره ای تعیین می شود و هنگامی که شاخص در معادله (2.4) مثبت است و دوباره

این اقدام به طور نامحدود شتاب یافته است. در دوره اولیه توسعه واکنش، رابطه زیر حقیقت دارد:

با توجه به این که میزان شروع اولیه کوچک است، در دوره اولیه تغییر شیمیایی قابل توجهی وجود ندارد. پس از مدتی ارزش مقدار قابل توجهی بیشتر از یک می شود. پس از آن سرعت واکنش مطابق معادله (2.4) شروع به افزایش سریع می کند و به مقادیر بسیار زیاد می رسد، اگر چه قبل از آن عملا غیر قابل تشخیص بود.

حضور یک دوره تأخیر (دوره القایی) در طول توسعه یک واکنش زنجیره ای به دلیل ضرورت جمع آوری تعداد معینی از مراکز فعال در سیستم واکنش است. تنها پس از این تغییر شیمیایی قابل توجه می شود.

مقدار دوره القایی در واکنش های زنجیره ای، نسبت میزان فرآیند فشرده سازی و فشرده سازی زنجیره ای را تعیین می کند، نه میزان شروع اولیه. به نوبه خود، میزان واکنش های شاخه ای و شکستگی به علت ویژگی های شیمیایی هر سیستم واکنش است؛ آنها با وابستگی به دما و غلظت اجزای شروع می شود. خاصیت واکنش های زنجیره ای برای

این است که فرایندهای شاخه سازی نیاز به انرژی فعال قابل توجهی دارند، در حالیکه ضریب دما ثابت سرعت فرآیند شکستن نزدیک به صفر است. در واکنش های خاتمه زنجیره ای از هر سه نوع: در مورد نوسانات فله و ناهمگن، در تعامل رادیکال ها با ناخالصی فعال، انرژی فعال سازی صفر است.

با افزايش دما، فشار كل مخلوط يا تغيير در غلظت اجزا واكنشي، تغيير در نرخ ثابت شاخه و شكست ممكن است كه در آن واكنش از حالت ثابت به حالت ثابت تغيير كند. ويژگي اين فرآيند نه تنها در انتقال تغيير ناگهاني از يک حالت به حالت ديگر در تغيير سرعت واکنش از يک مقدار ناچيز به يک مقدار ناگهاني در حال افزايش است.

جریان برخی از واکنش های زنجیره ای با تشکیل محصولات متوسط ​​که نسبتا پایدار هستند، اما با توانایی تولید مراکز فعال همراه است. چنین واکنش هایی شامل، مانند واکنش احتراق هیدروکربن ها، به عنوان واسطه هایی هستند که در آن پراکسیدها و آلدئیدها تشکیل می شوند. این منجر به انشعاب زنجیره ای می شود. با این حال، با توجه به ثبات نسبی محصولات متوسط، شتاب واکنش در طول زمان گسترش می یابد. چنین زنجیرهای شاخه ای آهسته دژنراسیون نامیده می شود.

واکنش های زنجیره ای با مکانیزم شبیه ساز معمول رادیکال، به عنوان یک قاعده، به علت فعالیت بالای رادیکال ها، به سرعت به سرعت ادامه می یابد. رادیکالهای حاصل یا یک واکنش سریع تسریع را آغاز می کنند، یا دوباره ترکیب می کنند و از فرایند خارج می شوند.

مدار باز ذرات فعال مثل هر مولکول گاز، باعث حرکت تصادفی درون سیستم واکنش می شوند و با مولکول های دیگر برخورد می کنند. در عین حال، احتمال بروز برخی اختلالات متقابل با یک ذره یا مولکول فعال و تشکیل یک ذره فعال جدید وجود دارد، که مسیر مسیر قبلی را ادامه می دهد. توسعه زنجیره واکنش شبیه به حرکت Brownian مولکول های بی اثر است، اگر چه انتقال مراکز فعال با یک واکنش شیمیایی همراه است. در مسیر توسعه مراکز فعال متناوب زنجیره ای از دو یا چند نوع.

Korolchenko A.Ya. فرایندهای احتراق و انفجار

زنجیره ای از واکنش ها تا زمانیکه ذرات فعال بدون بازسازی واکنش می دهند ادامه می یابد. در این حالت، به اصطلاح مدار باز رخ می دهد. فرایندهای شکستن نقش مهمی در سینتیک واکنش های زنجیره ای بازی می کنند. دو نوع واکنش منجر به مرگ مراکز فعال وجود دارد:

شکست همگن (مرگ در حجم مخلوط واکنش)؛

شکستن ناهمگن (مرگ در یک سطح جامد) شکستن همگن زنجیرها با یکی از دو فرآیند ممکن است:

هنگامی که رادیکال ها دوباره ترکیب می شوند یا زمانی که مولکول های مختلف شیمیایی فعال با مراکز فعال بدون بازسازی دومی ارتباط برقرار می کنند.

شکستن زنجیره ای ناهمگن بر ذرات دود شکل گرفته در طی احتراق و یا روی سطح مواد سوزاننده جامد رخ می دهد. مدار باز بر روی یک سطح جامد می تواند به عنوان انتشار مرکز فعال از مخلوط گاز به این سطح در نظر گرفته شود که آنها ناپدید می شوند. مکانیسم نوترکیب در یک سطح جامد این است که ذرات فعال که واکنش پذیری بالاتری دارند بر روی سطح * جذب می شوند. رادیکال هایی که در سایت های مجاور جذب می شوند، یکدیگر را با هم ترکیب می کنند، زیرا هیچ موانعی برای انرژی و فضایی برای این روند وجود ندارد. مولکول ترکیبات پایدار که به عنوان یک نتیجه از نوترکیب تشکیل شده است دیگر در توسعه یک واکنش زنجیره ای دخیل نیستند.

با این حال، هر برخورد یک ذره فعال با یک سطح جامد، جذب آن را نمی دهد. شاید انعکاس آن از سطح. احتمال جذب یک مرکز فعال توسط یک سطح جامد، ضریب مسکن نامیده می شود. این ضریب یک مشخصه وابستگی شیمیایی ذرات فعال و سطح است. در موارد بسیار مهم، ذرات فعال پس از انعکاس از دیوار، دور از آن دور نمی شوند. احتمال دارد که برخورد جدید با دیوار تا زمانی که محل اقامت خود رخ دهد وجود دارد. به دلیل این روند، در شرایط خاص، سرعت واکنش عملا مستقل از ضریب مسکن است. پروسه به نحوی به عنوان اتحادیه اروپا ادامه دارد

* جذب - جذب توسط یک جامد (یا مایع) یک ماده هات از محیط زیست. بدن جذب کننده جذب کننده جذب می شود- سوربیت جذب کل توده جاذب (جذب) و لایه سطح (جذب) را تشخیص دهید. جذب به علت تعامل نوع شیمیایی بین سطح سوربیت جامد و سوربیت، شیمی درمانی نامیده می شود.

__________________________ فصل 2. فرآیندهای شیمیایی در هنگام احتراق

اگر یک مدار باز در هر برخورد رخ دهد. غلظت مراکز فعال در سطح می تواند صفر باشد.

در غیاب ناخالصی فعال در مخلوط واکنش دهنده، شکسته شدن زنجیرها می تواند بر روی سطوح جامد یا همگن با نوترکیب شدن رادیکال ها در حجم رخ دهد. در آتش سوزی واقعی، راه دوم عمدتا اجرا می شود.

برخی از تأثیرات بر روی سینتیک واکنش های زنجیره ای حاوی افزودنی ها در سیستم واکنش گازهای بی اثر است. افزودنی های غیر مستقیم باعث افزایش تعداد برخورد با ذرات فعال می شود، احتمال شکست زنجیره را افزایش می دهد و بنابراین واکنش کلی را مهار می کند.

مهار واکنش های زنجیره ای مؤثرتر با معرفی افزودنی های واکنشی - مهار کننده ها به مخلوط واکنش می دهد. مهارکننده ها با مراکز فعال ارتباط برقرار می کنند، منجر به واکنش، شکستن زنجیره می شوند. سینتیک واکنش در مخلوط مهار شده با شرایط رقابت بین مهارکننده و اجزای اصلی واکنش در تعامل با مراکز فعال تعیین می شود. با راندمان بالای بازدارنده و میزان متوسط ​​تولید مراکز فعال جدید، افزودنی های کوچک این مهارکننده می توانند به طور کامل روند واکنش زنجیره ای را مهار کنند.

فرآیند مهار در اجرای ایمنی آتش و انفجار بسیار مهم است. استفاده از مهار کننده ها به شما اجازه می دهد تا به طور موثر بر فرایندهای احتراق تاثیر بگذارید.

2.2 فرآیندهای شیمیایی در طی احتراق هیدروژن

تعامل مولکول هیدروژن با یک مولکول اکسیژن از طریق یک سری از مراحل متوالی به صورت پیچیده ای ادامه می یابد. در حال حاضر کاملا ثابت شده است که احتراق هیدروژن بوسیله یک مکانیسم زنجیره ای بوجود می آید که ذرات نقش مراکز فعال را ایفا می کنند. دنباله و اهمیت واکنش های ابتدایی در هنگام احتراق هیدروژن در جزئیات های مختلف برای شرایط مختلف برای ظهور و توسعه شعله های هیدروژن شرح داده شده است.

دقیق ترین تجزیه و تحلیل فرآیند احتراق هیدروژن در حالت ایزوله با استفاده از روش های تجربی و محاسباتی توسط پروفسور A. N. Baratov انجام شد. او طرح زیر از این فرآیند را پیشنهاد کرد، از جمله چهارده واکنش ابتدایی اساسی:

Korolchenko A.Ya. فرایندهای احتراق و انفجار

منشاء مراکز فعال بوسیله واکنش رخ می دهد

ادامه زنجیره ای از واکنش ها

زنجیرهای زنجیری

مدار باز

غلظت اتم های هیدروژن در مرحله اولیه فرایند اتلاف انرژی، مقدار ناچیزی از مقدار هیدروژن اولیه است. با توسعه یک واکنش زنجیره ای، میزان تبدیل هیدروژن مولکولی بسیار بالا می رود که در صد ثانیه از آن مصرف می شود.

2.3 واکنش های شیمیایی هنگام سوزاندن مونوکسید کربن

تعامل مونوکسید کربن با اکسیژن یک واکنش عمده برای فرایندهای احتراق است. دوره این واکنش در طول سال

__________________________ فصل 2. فرایند شیمیاییs در سوختن

بسیاری از موارد قوانین احتراق مواد حاوی کربن را تعیین می کند. واکنش با یک مکانیزم زنجیره شاخه مشخص می شود. این ویژگی های متعددی دارد.

برای مدت طولانی یک باور وجود دارد که مخلوط کاملا خشک از CO و 0 2 نمی تواند در معرض آتش زدن و سوختن قرار گیرد. با این حال، آزمایش های دقیق که در آن عدم وجود آب با استفاده از یک طیف سنج انبوه نظارت شد، نشان می دهد که احتراق برای یک مخلوط خشک امکان پذیر است. لازم به ذکر است که حضور CO + 0 2 بخار آب یا هیدروژن در سیستم، با افزایش تعداد مراکز فعال، فرآیند احتراق و احتراق را فعال می کند. اثر شتاب دهنده آب به ویژه در غلظت های پایین قابل توجه است.

احتراق مونوکسید کربن در حضور بخار آب یا افزودنی های کوچک هیدروژن با مشارکت فرآیندهای ابتدایی زیر انجام می شود:

رادیکال های H0 2، که بوسیله واکنش (VI) تشکیل می شوند، می توانند زنجیره (واکنش VIII) را ادامه دهند یا منجر به شکست آن توسط واکنش (IX-XII) شوند.

برای ارزیابی شرایط انتقال اکسیداسیون کربن CO به یک انفجار زنجیره ای، احتمال بروز زنجیره ای را از طریق H0 2 را تخمین بزنیم. در اینجا ما توجه می کنیم که نقش واکنش ها (X) و (XI) در خاتمه زنجیره ای از لحاظ

در مقایسه با واکنش (IX) ثابت شده است که نرخ ثابت فرآیندهای (IX-XI) در دمای 1000K نزدیک به یکدیگر هستند اما غلظت رادیکال ها بسیار پایین تر از غلظت اتم های هیدروژن است، زیرا رادیکال ها دارای فعالیت شیمیایی بالاتری هستند. بنابراین، احتمال یک مدار باز از طریق H0 2 رادیکال می تواند در شکل زیر نوشته شود:

در دمای 1000K

بنابراین، ارائه شده است

اثر بزرگی

در حل معادله (2.7) ضعیف خواهد بود.

فصل 2. فرآیندهای شیمیایی در هنگام احتراق

در مورد   یا   (چیزی که در

شعله واقعی با)، معادله (2.7) به شکل تبدیل می شود:

(2.8)

بنابراين، وضعيت سوزاندن مونوکسيد کربن در هوا به وسيله وجود و الگوي هيدروژن سوختن تعيين مي شود. اکسیداسیون CO با واکنش (I) بستگی به غلظت رادیکال های OH ایجاد شده در واکنش های مربوط به هیدروژن دارد.

ويژگي واكنش احتراق مونوكسيد كربن در مهار سريع آن است كه افزودني هاي كوچك به سيستم واكنشي مواد با اشباع بالا براي اتم هاي هيدروژن وارد مي شوند. چنین مواد مهار کننده احتراق CO halides و halo-derivatives of hydrocarbons هستند. اثر مهاری آنها به علت خاتمه زنجیره های واکنش در هنگام تعامل با اتم های هیدروژن توسط واکنش

2.4. سوزاندن هیدروکربن

بررسی فرایندهای احتراق هیدروژن و منوکسید کربن پیچیدگی مکانیسم واکنش احتراق را نشان می دهد. در مورد H 2 و CO، واکنش به عنوان یک زنجیره با مشارکت بسیاری از مراحل ابتدایی و محصولات متوسط ​​صورت می گیرد. بنابراین طبیعی است انتظار داشته باشید که مکانیسم واکنش احتراق مواد پیچیده تر - هیدروکربن ها - حتی پیچیده تر باشد و اثرات فرآیند احتراق و احتراق این ترکیبات متنوع تر باشد.

اطلاعات موجود در حال حاضر در مورد ماهیت افزایش شیمیایی هیدروکربن ها در فرایند احتراق آنها به ما امکان می دهد تا اثرات مشاهده شده با برخی از تقریب ها را توضیح دهیم.

مشخص شد که در شعله های هیدروکربن، همراه با ذرات فعال شناخته شده، مقدار زیادی از محصولات نیمه ابری یک ساختار پیچیده تر وجود دارد. در بعضی موارد، آنها به دلیل ظهور زنجیره های جدید تبدیل شده اند. نقش اصلی در فرایندهای احتراق و احتراق هیدروکربنها به وسیله انواع زیر ترکیبات متوسط ​​انجام می شود:

Korolchenko A.Ya. فرایندهای احتراق و انفجار

1. رادیکال های هیدروکربن، که یک مولکول است
  levodoroda، که یک یا چند اتم هیدروژن را حذف کرد. اینها
  باقی مانده ها آلکیل (CH 3 - methyl؛ C 2 H 5 - ethyl؛ C 3 H 7 - propyl و
  و غیره) با توجه به واکنش بالا آن، آلکال های آزاد
برای مدت طولانی وجود ندارد در شعله های آتش به عنوان میانه ای وجود دارد
  محصولات هنگامی که تعامل با مولکول های دیگر رفتار می کنند
  به عنوان یک گروه ساختاری مستقل. رادیکال های هیدروکربن
  معمولا با حرف R نشان داده می شود.

2. پراکسید ها - ترکیبات فرمول کلی R-00-R ".
  3. آلدهید - ترکیبات نوع

ساده ترین آلدئیدها عبارتند از فرمیک (فرمالدئید) و استیک (استالدئید)   . این همه مواد هستند

در محصولات احتراق ناقص هیدروکربن موجود است.

شکل گیری زنجیره در طی احتراق هیدروکربن ها می تواند هر واکنشی باشد که در آن رادیکال های هیدروکربنی شکل می گیرند. این می تواند واکنش تجزیه مولکول اتان با تشکیل دو گروه آزاد متیل:

یا واکنش یک هیدروکربن با اکسیژن:

ادامه زنجیره ای به عنوان یک نتیجه از واکنش های تشکیل می شود پراکسید یا هیدروپراکسید:

شاخه زنجیری در طی تجزیه هیدروپراکسید انجام می شود:

فصل 2. فرآیندهای شیمیایی در هنگام احتراق

دنباله واکنشهای واکنش منجر به افزایش تدریجی غلظت ترکیبات پراکسید در سیستم واکنش می شود.

همزمان با انباشت پراکسید، رادیکال ها و شروع

واکنش های موازی وجود دارد:

این واکنش ها اکسوترمی هستند؛ هنگامی که آنها مقدار زیادی از حرارت جریان است.

با افزایش دمای مخلوط واکنش، نقش مراکز فعال از یک محصول متوسط ​​به دیگری به ترتیب زیر می آید: الکل هیدروپراکسید، هیدروپراکسید اسیدها، فرمالدئید.

مطالعات تجربی تغییرات در ترکیب مخلوط واکنش در طول زمان در دمای بالا (600-800 درجه سانتیگراد) نشان می دهد که روند تبدیل هیدروکربن های اولیه به محصولات احتراق نهایی به دو مرحله تقسیم می شود: اول، که با سرعت بسیار زیاد رخ می دهد، هیدروکربن ها را به CO تبدیل می کند. در مرحله دوم، مرحله آهسته، CO به اکسید می شود. یک نتیجه بسیار مهم این است: بسیاری از قوانین احتراق هیدروکربن ها را می توان با ویژگی های احتراق مونوکسید کربن توضیح داد.

2.5. سوزاندن کربن

سوزاندن کربن بر اساس مکانیزم یک فرآیند ناهمگن است که مشخصه آن این است که مرحله شیمیایی را نمی توان جدا از فرآیند انتقال اکسیدان گاز (اکسیژن هوا) از فضای اطراف به سطح یک جامد سوختگی در نظر گرفت. نرخ سوزش بستگی به خواص شیمیایی کربن و خصوصیات آن دارد که فرآیند تهیه اکسیژن را به سطح سوخت تعیین می کند. عرضه اکسیژن به منطقه احتراق توسط انتشار و به همین ترتیب انجام می شود

Korolchenko A.Ya. فرایندهای احتراق و انفجار

این به عوامل بسیاری بستگی دارد: شکل و ابعاد بدن سوزش، جنبش از رسانه های گازی، ضرایب انتشار اکسیژن و واکنش محصولات در فضای بالای سطح سوخت، و ترک و خلل و فرج در زغال سنگ و کک در مقادیر زیاد.

برای نشان دادن ویژگی های سوزاندن ناهمگن کربن، ما رفتار یک قطعه جداگانه زغال سنگ را در کوره ای که به دمای 900 درجه سانتی گراد گرم شده است، در نظر می گیریم. در لحظه اولیه، احتراق ذغال سنگ در هزینه اکسیژن واقع در نزدیکی سطح آن رخ خواهد داد. پس از استفاده از آن، یک لایه از محصولات احتراق در اطراف سطح گرم شکل می گیرد. نرخ سوزی کاهش می یابد و این فرایند می تواند متوقف شود، در صورتی که اکسیژن از ناحیه دورتر فضای گاز وجود نداشته باشد.

این جریان از طریق انتشار نفوذ می کند و نرخ سوزش بوسیله شار دیسیژن تعیین می شود. شدت انتشار به طور عمده به شدت و ماهیت حرکات محیط گاز در نزدیکی سطح سوختگی بستگی دارد. میزان واکنش شیمیایی به طور عمده توسط درجه حرارت تعیین می شود. واکنش های هتروژن، و همچنین همگن، مطابق قانون Arrenius است.

در دمای بالا، واکنش اکسیداسیون کربن به سرعت به سرعت ادامه می یابد و سرعت کل فرایند توسط انتشار اکسیژن به سطح محدود می شود.

بنابراين، فرآيند سوختن کربن شامل دو فرآيند طبيعي است: فرآيند انتقال اکسیژن هوا از فضای گاز به محل مصرف آن و فرایند تعامل شیمیایی آن با سطح کربن جامد. هر دو این فرآیند با هم مرتبط هستند، اما هر کدام قوانینی دارند. مهمترین این فرآیندها، فرآیند مصرف اکسیژن است که با انواع مختلف واکنش های شیمیایی مشخص می شود.

مکانیزم واکنش پیچیده ای از اکسیژن با ترکیبات کربن است به شکل به طور همزمان دو اکسید کربن و C0 2 از طریق واسطه های پیچیده فیزیکی و شیمیایی از فرم X 0 V، که سپس به CO و شکاف. نسبت این اکسید ها بستگی به شرایط سوختگی دارد. بر این اساس معادله واکنش کربن سوز را می توان به صورت زیر شرح داد:

فصل 2. فرآیندهای شیمیایی در هنگام احتراق

سپس یک واکنش همگن از سوزاندن مونوکسید کربن حاصل می شود:

مکانیسم آن در بخش 2.3 بحث شده است.

این واکنش می تواند نزدیک سطح کربن باشد خیلی ممنونو در داخل توده زغال سنگ، در منافذ و ترک آن.

واکنش دیگر یک واکنش ناهمگونی بین کربن داغ و دی اکسید کربن است:

با سرعت قابل ملاحظه ای در مناطقی که کمبود اکسیژن وجود دارد، اما دمای کربن به اندازه کافی بالا است.

ترکیبی از واکنشهای توصیف شده، ترکیب محصولات احتراق کربن را تعیین می کند.

ظهور پروسه های گرد و غبار

آبیاری در مخلوط های قابل اشتعال ممکن است به علت سوزاندن خود، آتش سوزی توسط یک منبع خارجی یا احتراق خود به خود رخ دهد. اگر فرآیندهای خود جرقه زنی و ویژگی احتراق از مواد که در حالت گازی، مایع یا جامد هستند، از ویژگی های خود احتراق از مواد جامد (به ویژه کسانی که در دولت ریز)، و یا جوش بالا مایعات، در مواد سطح توزیع شده است.

3.1 خود اشتعال نظریه ثابت

آتش سوزی کنترل نشده است که در زمان و فضا توسعه می یابد، خطرناک است و باعث آسیب رساندن به مواد می شود.
  خطرات آتش سوزی برای انسان عبارتند از: آتش سوزی، جرقه، تب، محصولات سمی احتراق، دود، کاهش اکسیژن، فروپاشی ساختمانها یا تاسیسات.
  احتراق یک واکنش فیزیکی شیمیایی به سرعت در حال انجام است، همراه با انتشار گرما و دود، ظاهر شعله یا ذوب شدن. در شرایط عادی، احتراق فرآیند اکسیداسیون یا ترکیب مواد قابل احتراق با اکسیژن اتمسفر است. با این حال، برخی از مواد (به عنوان مثال، استیلن فشرده، کلرید نیتروژن، ازن) می توانند بدون اکسیژن به حرارت و شعله منجر شوند. در نتیجه، احتراق می تواند منجر به واکنش های نه تنها ترکیب، بلکه تجزیه شود. همچنین شناخته شده است که هیدروژن و بسیاری از فلزات می توانند در فضای کلر، مس در بخار گوگرد، منیزیم در دی اکسید کربن و غیره سوزاند.
  خطرناک ترین احتراق که در اثر اکسیداسیون یک ماده قابل احتراق با اکسیژن در هوا رخ می دهد. در عین حال، لازم است که یک منبع احتراق قادر به تامین مقدار مورد نیاز انرژی به سیستم سوخت باشد. شایع ترین منابع احتراق عبارتند از: جرقه هایی که در هنگام نابودی وسایل الکتریکی، آشکار شدن فلزات، جوش، کارهای جعلی ظاهر می شود؛ گرما تولید شده توسط اصطکاک؛ دستگاه های گرمایشی تکنولوژیکی دستگاه های آتش نشانی؛ حرارت فشرده سازی آدیاباتیک؛ تخلیه جرقه الکتریکی استاتیک؛ بیش از حد از تماس برق واکنش های شیمیایی با انتشار گرما ادامه دارد.
دمای حرارت این منابع متفاوت است. بنابراین، جرقه ای که وقتی یک بدن فلزی رخ می دهد اتفاق می افتد می تواند درجه حرارت تا 1900 درجه سانتیگراد داشته باشد، شعله یک مسابقه در مورد آن است. 800 درجه سانتی گراد، یک درام پیشرو در کمربند لغزش - تا 600 درجه سانتی گراد، و درخشش برق دمای تخلیه می رسد 10 000 درجه سانتی گراد، با تقریبا بلافاصله خاتمه واکنش شیمیایی.
  سوزاندن ممکن است کامل و ناقص باشد. با احتراق کامل، با بیش از اکسیژن رخ می دهد، محصولات واکنش دی اکسید کربن، آب، نیتروژن، دی اکسید گوگرد است. احتراق ناقص می گیرد با کمبود اکسیژن، محصولات احتراق در این مورد مواد سمی و قابل اشتعال هستند - مونوکسید کربن، الکل ها، کتون ها، آلدئیدها، و غیره برای احتراق کامل از ماده قابل احتراق نیاز به یک مقدار مشخصی از هوا: 1 کیلو گرم از چوب - 4.18، ذغال سنگ نارس - 5. ، 8، پروپان - 23.8 متر مکعب.
  فرآیند احتراق را می توان به صورت زیر تصور کرد. یک سوخت سرد قابل احتراق با معرفی یک ضربه گرما گرم می شود، اکسیداسیون شدید از محیط قابل احتراق با اکسیژن و انتشار گرما اضافی وجود دارد. این به نوبه خود منجر به گرم شدن لایه مجاور مواد قابل احتراق می شود که در آن واکنش شیمیایی شدید رخ می دهد. با احتراق یک ماده ی قابل احتراق از یک لایه ی شیشهای، منطقه احتراق حرکت می کند؛ سرعت این جنبش شدت فرآیند احتراق را تعیین می کند و مهمترین ویژگی آن است. فرایند گرم شدن، اکسیداسیون و احتراق در لایه های لایه ادامه می یابد تا تمام مواد قابل احتراق خسته شود.
  منطقه محدود که در آن ماده گرم می شود و واکنش شیمیایی اتفاق می افتد، شعله شعله نامیده می شود.
  سیستم های قابل احتراق می توانند از نظر شیمیایی همگن و ناهمگن باشند. سیستم های همگن شیمیایی ترکیبی از گازهای قابل احتراق، بخارات یا گرد و غبار با هوا هستند، که در آن مواد قابل احتراق و هوا یکنواخت می شوند. سوختن چنین سیستم هایی همگن نامیده می شود. در سیستم های نامتقارن شیمیایی، مواد قابل احتراق و هوا مخلوط و دارای یک رابط هستند. اینها اغلب مواد جامد قابل احتراق هستند و احتراق آنها نامنظم است.
  مجموع مدت زمان احتراق مخلوط قابل احتراق تشکیل شده از n زمان مورد نیاز برای وقوع تماس بین سوخت و اکسیژن به تغییری و زمان که در طی آن مواد شیمیایی به خودی خود، واکنش اکسیداسیون τ X

بسته به نسبت این دو اصطلاح، انتشار و احتراق جنبشی مشخص می شود. هنگام سوزاندن مواد قابل احتراق جامد، زمان لازم برای اکسیژن برای نفوذ (پخش شدن) به سطح ماده بسیار طولانی تر از زمان واکنش شیمیایی است؛ بنابراین، میزان کل سوزش به طور کامل با میزان انتشار اکسیژن به ماده قابل احتراق تعیین می شود. سوزاندن این مواد اغلب در آتش سوزی یافت می شود و انتشار آن نامیده می شود. احتراق، میزان آن توسط میزان واکنش شیمیایی تعیین می شود، به نام جنبشی نامیده می شود. این نوع احتراق برای سیستم های قابل احتراق همگن مشخص است.
  درجه حرارت کالری سنجی، نظری و واقعی سوختن را تشخیص دهید.
  درجه حرارت کالریمتریک احتراق به دما مربوط می شود که محصولات احتراق کامل گرم می شود، اگر تمام گرما آزاد شده برای گرم کردن آنها صرف شود، مقدار هوا به طور نظری لازم است، مواد کاملا سوخته و دمای اولیه 0 درجه سانتیگراد است. ضرر حرارت به صفر میرسد. اگر درجه حرارت اولیه سوخت و هوا 0 درجه سانتیگراد باشد، سپس درجه حرارت کالری سنجی احتراق

  جایی که Qn مقدار کالری کم کالری قابل احتراق است، کیلو کالری / کیلوگرم؛ V حجم محصولات احتراق، m3 / kg؛ c ظرفیت گرمایی متوسط ​​محصولات احتراق، kcal / m3 · deg است.
  در نتیجه، دمای سوزاندن کالوریمتری فقط به خواص مواد قابل احتراق بستگی دارد و به مقدار آن بستگی ندارد. دمای احتراق نظری، افت خزش را در طول احتراق به هم متصل می کند. دمای سوزاندن کالوریمتری بالاتر از یک ماده قابل احتراق است و برای ارزیابی کیفی مورد استفاده قرار می گیرد. در حقیقت، هنگام سوزاندن، همیشه به علت تابش، گرمای بیش از حد هوا و محیط، تلفات گرما وجود دارد.
  دمای واقعی آتش سوزی درجه حرارت آتش است. درجه حرارت آتش داخلی و خارجی را تشخیص دهید. دمای آتش خارجی درجه حرارت شعله است و دمای داخلی دمای دود در اتاق است. درجه حرارت واقعی در صورت آتش سوزی به علت تلفات گرما به محیط زیست، گرمایش محصولات احتراق و ساختارها
  همیشه کمتر از نظریه 30 ... 50٪ است. به عنوان مثال، دمای سوزاندن نظری بنزین 1730 درجه سانتی گراد است و دمای واقعی 1400 درجه سانتی گراد است.
  مخلوطی از بخارات و گازهای قابل احتراق با عامل اکسید کننده می تواند تنها با محتوای خاصی از سوخت در آن سوختگی کند.
پایین ترین غلظت گاز قابل احتراق که در آن احتراق در حال حاضر امکان پذیر است، محدودیت غلظت پایین احتراق (LEL) نامیده می شود. بالاترین غلظت که در آن احتراق همچنان امکان پذیر است، محدود کننده غلظت بالای احتراق (AIPW) نامیده می شود. منطقه تمرکز که در این مرزها قرار دارد، منطقه احتراق نامیده می شود. سوزش آتش است (آغاز سوختن) همراه با ظهور شعله. این یک سوزاندن طولانی مدت است که حتی بعد از حذف منبع احتراق نیز متوقف نمی شود. مقادیر پایین و بالاتر حد مجاز احتراق بستگی به خواص گاز، بخار و گرد و غبار مخلوط هوا، محتوای اجزای بی اثر در مخلوط قابل احتراق است. اضافه کردن گازهای غیر مستقیم به مخلوط قابل اشتعال، باعث محدود شدن محل احتراق و نهایتا باعث غیر قابل اشتعال می شود. بطور قابل توجهی محدودیت احتراق را محدود می کند، برخی از ناخالصی هایی که باعث کاهش سرعت واکنش احتراق می شود. فعالترین آنها هیدروکربن های هالوژنی هستند. هر دو ویژگی مشخص شده برای متوقف کردن سوزاندن استفاده می شوند. کاهش فشار مخلوط تحت فشار جوی همچنین مساحت احتراق را کاهش می دهد و با فشار خاص مخلوط غیر قابل احتراق می شود. افزایش فشار مخلوط قابل احتراق باعث افزایش جوش خوردگی می شود، اما، به طور معمول، کمی. افزایش دمای مخلوط قابل احتراق باعث افزایش سطح جرقه می شود. غلظت جرقه نیز توسط قدرت منبع جرقه تأثیر می پذیرد.
  نه تنها غلظت، بلکه همچنین محدودیت دمای احتراق وجود دارد.
  محدودیت های دما برای احتراق بخارات در هوا، همان دماي یک ماده قابل احتراق است که در آن بخارات اشباع شده خود، غلظت های مربوط به حد پایین تر یا غلظت بالای احتراق را تشکیل می دهند. دمای احتراق پایین ترین درجه حرارت است که در آن یک ماده پس از حذف منبع اشتعال، به آتش می افتد یا شروع به غلظت می کند و همچنان به سوختن یا تردید می انجامد. درجه حرارت احتراق توانایی یک ماده را برای خودسوزی مشخص می کند. اگر دمای احتراق یک ماده وجود نداشته باشد، آن را به عنوان آهسته یا غیر قابل احتراق توصیف می کند.
شتاب واکنش اکسیداسیون تحت اثر دما باعث انجماد به خود می شود. بر خلاف فرایند احتراق، که در آن تنها بخشی محدود از حجم - سطح - در معرض آتش سوزی قرار می گیرد، خودکششی در کل حجم ماده اتفاق می افتد. دمای خودکششی به عنوان پایینترین دمای هوا شناخته می شود، که ماده باید گرم شود، به طوری که به دلیل افزایش خودکار اکسیداسیون، آن را آتش می زند. سوزاندن خود تنها زمانی امکان پذیر است که مقدار گرما آزاد شده در طول فرایند اکسیداسیون بیش از انتشار گرما به محیط باشد.
  دمای اتمسفر برای یک ماده ثابت نیست، زیرا تا حد زیادی بستگی به شرایط تعیین آن دارد. برای به دست آوردن داده های تطبیقی، دستگاه تست و روش تعیین دمای خودسوزی گاز و بخار استاندارد شده است (GOST 13920-68). پایین ترین دمای تعیین شده توسط روش استاندارد، که مخلوط گازها و بخارات با هوا باید به طور یکنواخت حرارت داده شود، بدون اینکه یک منبع اشتعال خارجی وارد شود، دمای استاندارد خودکششی نامیده می شود.
  یک نوع احتراق خود به خودی احتراق خود به خودی است، به عنوان مثال، احتراق به عنوان یک نتیجه از خود گرم شدن بدون تاثیر یک منبع اشتعال. تفاوت بین احتراق خود به خود و احتراق خود به میزان دما است. احتراق خود به خودی در دمای محیط اتفاق می افتد و برای خود اشتعال لازم است که از ماده خارج شود.