Дефлаграційне (вибуховий) горіння - студопедія

Залежно від швидкості поширення полум'я при кинетич-ському горінні може реалізуватися або нормальне горіння (не більше-скількох м / с), або вибуховий дефлаграційне (десятки м / с), або Детона-ционное (тисячі м / с). Ці види горіння можуть переходити один в одного.

Нормальне горіння - це горіння, при якому поширення полум'я відбувається при відсутності зовнішніх збурень (турбулентності або зміни тиску газів). Воно залежить тільки від природи горючої речовини, тобто теплового ефекту, коефіцієнтів теплопровідності і диф-фузії. Тому є фізичною константою суміші певного со-става. В цьому випадку зазвичай швидкість горіння становить 0,3-3,0 м / с. Нор-ною горіння названо тому, що вектор швидкості його поширення перпендикулярний фронту полум'я.

Нормальне горіння хитке і в закритому просторі схильне до самоускорением. Причиною цього є викривлення фронту полум'я внаслідок тертя газу об стінки судини і зміни тиску в суміші.

Розглянемо процес поширення полум'я в трубі (рис. 20).

Мал. 20. Схема возникнове-ня вибухового горіння.

Спочатку біля відкритого кінця труби полум'я поширюється з нормаль-ної швидкістю, тому що продукти горіння вільно розширюються і виходять на-ружу. Тиск суміші не змінюється. Тривалість рівномірного поширенням странения полум'я залежить від діаметра труби, роду пального і його концен-трації.

У міру просування фронту полум'я всередину труби продукти реак-ції, маючи більший обсяг у порівнянні з вихідною сумішшю, не встигають ви-ходити назовні і їх тиск зростає. Це тиск починає тиснути на всі боки, і тому попереду фронту полум'я вихідна суміш починає рухатися в бік поширення полум'я. Прилеглі до стінок шари гальмуються. Найбільшу швидкість має полум'я в центрі труби, меншу - у стінок (через тепловідведення в них). Тому фронт полум'я витягується в бік поширення полум'я, а поверхня його збільшується. Про-пропорційно цьому збільшується кількість спалимої суміші в одиницю часу, яке тягне за собою зростання тиску, а то в свою чергу - збільшує швидкість руху газу і т.д. Таким чином, відбувається ла-вінообразное підвищення швидкості поширення полум'я до сотень мет-рів в секунду.

Процес поширення полум'я по горючій газової суміші, при ко-тором самоускоряющіхся реакція горіння поширюється внаслідок ра-зогрева шляхом теплопровідності від сусіднього шару продуктів реакції, називаються ється дефлаграція. Зазвичай швидкості дефлаграціонним горіння дозвуко-ші, тобто менше 333 м / с.

4.6. Детонаційне горіння.

Якщо розглядати згоряння горючої суміші пошарово, то в результаті термічного розширення обсягу продуктів згоряння кожен раз попереду фронту полум'я виникає хвиля стиснення. Кожна наступна хвиля, двига-Ясь по більш щільному середовищі, наздоганяє попередню і накладається на неї. Поступово ці хвилі з'єднуються в одну ударну хвилю (рис. 21).

Мал. 21. Схема утворення де-тонаціонной хвилі: Ро <Р1 <Р2 <Р3 <Р4 <Р5 <Р6 <Р7 ; 1-7 – нарастание давления в слоях с 1-го по 7-ой.

В ударної хвилі в результаті адіабатичного стиснення миттєво збіль-личивается щільність газів і підвищується температура до Т 0 самовоспламе-вати. В результаті відбувається запалювання горючої суміші ударною хвилею і виникає детонація - поширення горіння шляхом займання ударною хвилею. Детонационная хвиля не гасне, тому що підживлюється ударними хвилями від рухомого слідом за нею полум'я.

Особливість детонації - вона відбувається з певною для кожного складу суміші надзвуковою швидкістю 1000-9000 м / с, тому є фі-зичних константою суміші. Вона залежить тільки від калорійності горючої суміші і теплоємності продуктів згоряння.

Зустріч ударної хвилі з перешкодою веде до утворення відображений-ної ударної хвилі і ще більшого тиску.

Детонація - найнебезпечніший вид поширення полум'я, тому що має максимальну потужність вибуху (N = A / t) і величезну швидкість. Практично «знешкодити» детонацію можна лише на преддетонаціонном ділянці, тобто на відстані від точки запалювання до місця виникнення детонаційного горіння. Для газів довжина цієї ділянки від 1 до 10 м.

Тема 5. Показники пожежовибухонебезпечних речовин.

Вогнестійкість визначається показате-лями, вибір яких залежить від агрегатного стану речовини і умов його застосування. Показники являють собою критичні умови (за складом суміші, тиску, температури і т.п.) виникнення і распростране-ня полум'я.

Умови застосування пального означають, в основному, можливість воз-нення вибуху (при кінетичному горінні) або пожежі (при дифузії-онном горінні).

Види і області застосування пожежовибухонебезпеки речовин в воз-задушливій середовищі встановлені ГОСТом 12.1.044-89 ССБТ «Пожаровзривоопас-ність речовин і матеріалів. Номенклатура показників і методи їх визна-лення ».