Isang prosesong pisikal at kemikal na sinamahan ng paglabas ng init mula sa usok. Physico-chemical na batayan ng proseso ng pagkasunog at pagsabog
Physico-chemical na pundasyon ng mga proseso ng pagkasunog at pagsabog. Mga kondisyon ng paglitaw at mga uri ng pagkasunog
Ang pagkasunog ay isang kumplikado, mabilis na dumadaloy na pagbabagong kemikal, na sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng init at (karaniwan) na glow.
Sa karamihan ng mga kaso, ang combustion ay isang exothermic oxidative interaction ng isang nasusunog na substance na may isang oxidizer. Ayon sa mga modernong konsepto, ang pagkasunog ay kinabibilangan hindi lamang ang mga proseso ng pakikipag-ugnayan ng mga sangkap na may oxygen (air oxygen), kundi pati na rin ang agnas ng mga eksplosibo, ang kumbinasyon ng isang bilang ng mga sangkap na may chlorine at fluorine, sodium at barium oxides na may carbon dioxide, atbp. .
Upang kalkulahin ang dami ng hangin na kinakailangan para sa pagkasunog ng isang mass o volume unit ng isang sangkap, ang dami ng mga produkto ng pagkasunog, at ang temperatura ng pagkasunog, ang mga equation para sa mga reaksyon ng pagkasunog ng mga sangkap ay iginuhit.
Ipinapalagay na ang hangin ay binubuo ng 21% oxygen at 79% nitrogen (0.9% argon na nakapaloob sa hangin ay hindi isinasaalang-alang, dahil hindi ito nakikilahok sa proseso ng pagkasunog), ibig sabihin, bawat dami ng oxygen sa hangin ay naglalaman ng 79 /21 = 3.76 volume ng nitrogen, o para sa bawat molekula ng oxygen mayroong 3.76 molekula ng nitrogen. Pagkatapos ang komposisyon ng hangin ay maaaring ipahayag tulad ng sumusunod: O2 + 3.76N2.
Ang reaksyon ng pagkasunog ng kemikal ay palaging kumplikado, iyon ay, binubuo ito ng isang bilang ng mga elementarya na pagbabagong kemikal. Halimbawa, ang pagkasunog ng pinakasimpleng gasolina - hydrogen - ay nagpapatuloy sa higit sa dalawampung elementarya na yugto. Bilang karagdagan, ang pagbabagong-anyo ng kemikal sa panahon ng pagkasunog ay nangyayari nang sabay-sabay sa mga pisikal na proseso: paglipat ng init at masa. Samakatuwid, ang rate ng pagkasunog ay palaging tinutukoy pareho ng mga kondisyon ng paglipat ng init at masa, at sa pamamagitan ng rate ng mga pagbabagong kemikal.
Sa ilang mga kaso, halimbawa, sa panahon ng heterogenous combustion sa ibabaw ng isang solid, ang combustion rate ay ganap na tinutukoy ng rate ng mga pisikal na proseso ng evaporation at diffusion.
Ang nangungunang papel sa paglikha at pag-unlad ng modernong teorya ng pagkasunog ay kabilang sa mga siyentipiko na si N.N. Semenov, V.N. Kondratyev, Ya.B. Zeldovich, D.A. Frank-Kamenetsky, V.V. Voevodsky.
Mga kondisyon ng paglitaw at mga uri ng pagkasunog
Ang lahat ng iba't ibang mga proseso ng pagkasunog ay maaaring mabawasan sa dalawang pangunahing phenomena: ang paglitaw at pagkalat ng apoy. Ang hitsura ng isang apoy ay palaging nauuna sa isang proseso ng progresibong pagpapabilis sa sarili ng reaksyon, sanhi ng isang pagbabago sa mga panlabas na kondisyon: ang hitsura ng isang mapagkukunan ng pag-aapoy sa isang nasusunog na kapaligiran, pag-init ng pinaghalong gasolina at oxidizer sa isang tiyak kritikal na temperatura ng mga dingding ng apparatus o bilang resulta ng adiabatic compression, atbp.
Ang pangkalahatang diagram ng paglitaw ng isang apoy ay ipinapakita sa Fig. 9.1. Ang pag-aapoy ng nasusunog na halo ay pinasimulan ng isang panlabas na pinagmumulan ng pag-aapoy (electric o friction spark, sobrang init na ibabaw, bukas na apoy). Kung nililimitahan natin ang ating sarili sa pagsasaalang-alang sa pag-aapoy ng isang halo ng gas na may isang spark, kung gayon ang proseso ng pag-aapoy ay maaaring iharap sa sumusunod na anyo.
Ang temperatura sa electric spark channel ay umabot sa 10,000 °C. Sa zone na ito, nangyayari ang thermal dissociation at ionization ng mga molekula, na humahantong sa matinding mga reaksiyong kemikal. Gayunpaman, na nagdulot ng pagkasunog sa discharge zone, ang spark ay maaaring hindi magdulot ng karagdagang pagkalat ng apoy sa pamamagitan ng pinaghalong. Ang isang nasusunog na halo ay maaari lamang mag-apoy sa pamamagitan ng isang spark sa channel kung saan ang enerhiya ay pinakawalan ng sapat upang matiyak ang mga kondisyon para sa pagkalat ng apoy sa buong dami ng pinaghalong.
Sa modelo ng ignition na iminungkahi ni Ya.B. Zeldovich, ang pagkilos ng isang spark discharge ay equated sa pagkilos ng isang point heat source, na sa oras na t = 0 ay naglalabas ng Q kJ ng init.
Dahil sa init na ito, pinapainit nito ang isang spherical volume ng gas na may radius r sa paligid nito sa isang sapat na mataas na temperatura Dahil sa pagpapalitan ng init sa nakapalibot na gas, bababa ang temperatura ng paunang volume. Ang mga kritikal na kondisyon para sa pag-aapoy sa pamamagitan ng isang spark discharge ng isang pinaghalong gas ay nailalarawan sa pamamagitan ng sumusunod na expression:
, 9.1
kung saan ang r ay ang radius ng paunang apoy na core; Ang bpl ay ang lapad ng harap ng laminar flame.
kanin. 9.1. Diagram ng self-ignition at mga proseso ng pag-aapoy
Kung matugunan ang kundisyon (9.1), ang mga kalapit na layer ng nasusunog na pinaghalong may oras na mag-apoy bago lumamig ang volume na pinainit ng spark.
Kung para sa proseso ng pag-aapoy ang mga mapagpasyang kadahilanan ay ang temperatura ng pinagmumulan ng pag-aapoy at ang laki ng paunang pinainit na dami, kung gayon para sa proseso ng pag-aapoy sa sarili ang mga kondisyon ng konsentrasyon ng init ay ang pangunahing kahalagahan. Ang proseso ng self-ignition ay tatalakayin pa.
Kapag nagsusunog ng mga kemikal na heterogenous na nasusunog na mga sistema, ibig sabihin, mga sistema kung saan ang nasusunog na sangkap at hangin ay hindi pinaghalo at may mga interface (solid na materyales at likido; mga jet ng singaw at gas na pumapasok sa hangin), ang oras ng pagsasabog ng oxygen sa nasusunog na sangkap ay hindi katimbang. mas mahaba, kailangan para sa daloy kemikal na reaksyon. Sa kasong ito, ang proseso ay nangyayari sa rehiyon ng pagsasabog. Ang ganitong uri ng pagkasunog ay tinatawag na diffusion combustion. Ang lahat ng apoy ay diffusion combustion.
Kung ang oras ng pisikal na yugto ng proseso ay lumalabas na hindi katumbas ng halaga kaysa sa oras na kinakailangan para mangyari ang kemikal na reaksyon, maaari nating ipagpalagay na ang oras ng pagkasunog ng isang chemically inhomogeneous system ay humigit-kumulang katumbas ng oras ng kemikal na reaksyon. mismo. Ang bilis ng proseso ay praktikal na tinutukoy lamang ng bilis ng kemikal na reaksyon.
Ang nasabing pagkasunog ay tinatawag na kinetic, halimbawa, ang pagkasunog ng mga kemikal na homogenous na nasusunog na mga sistema kung saan ang mga molekula ng oxygen ay mahusay na nahahalo sa mga molekula ng nasusunog na sangkap at walang oras na ginugol sa pagbuo ng timpla. Dahil ang rate ng reaksyon ng kemikal sa mataas na temperatura ay mataas, ang pagkasunog ng naturang mga mixture ay nangyayari kaagad, sa anyo ng isang pagsabog.
Kung ang tagal ng kemikal na reaksyon at ang pisikal na yugto ng proseso ng pagkasunog ay maihahambing, kung gayon ang pagkasunog ay nangyayari sa tinatawag na intermediate na rehiyon, kung saan ang parehong kemikal at pisikal na mga kadahilanan ay nakakaimpluwensya sa rate ng pagkasunog.
Ang espasyo kung saan nasusunog ang mga singaw at gas ay tinatawag na apoy, o tanglaw. Sa kaso kapag ang isang hindi handa na halo ng mga singaw o mga gas na may hangin ay nasusunog, ang apoy ay tinatawag na pagsasabog. Kung ang naturang halo ay nabuo sa isang apoy sa panahon ng proseso ng pagkasunog, ang apoy ay kinetic. Sa mga kondisyon ng apoy, ang mga gas, likido at solid ay nasusunog sa pamamagitan ng diffusion flame.
Ang pinaka-katangian na katangian ng paglitaw ng isang apoy ay ang kakayahang kusang kumalat sa pamamagitan ng isang nasusunog na halo. Pinagsasama ng konsepto ng pagpapalaganap ng apoy ang iba't ibang phenomena na sinamahan ng pagbuo ng deflagration (pagpapalaganap sa subsonic na bilis) at pagpapasabog (pagpapalaganap sa supersonic na bilis) ng apoy.
Ang deflagration flames, naman, ay nahahati sa laminar at turbulent. Upang ipaliwanag ang mga proseso na humahantong sa paglitaw ng pagkasunog at pag-unlad ng mga proseso ng pagkasunog, ang tinatawag na thermal at chain theories ay iminungkahi.
Pagkasunog- kumplikadong proseso ng kemikal
Pagkasunog - ito ay matinding kemikal na oxidative reactions na sinasamahan ng paglabas ng init at glow. Ang pagkasunog ay nangyayari sa pagkakaroon ng isang nasusunog na sangkap, isang oxidizer, at isang pinagmumulan ng ignisyon. Ang oxygen, nitric acid, sodium peroxide, Berthollet salt, perchlorates, nitro compounds, atbp. ay maaaring kumilos bilang mga oxidizing agent sa proseso ng combustion Maraming mga organic compound, sulfur, hydrogen sulfide, pyrites, karamihan sa mga metal sa libreng anyo, carbon monoxide, hydrogen at. atbp.
Pagkasunog - isang kumplikadong proseso ng physico-kemikal ng pag-convert ng mga panimulang sangkap sa mga produkto ng pagkasunog habang, na sinamahan ng matinding pagtatago. Ang enerhiya ng kemikal na nakaimbak sa mga bahagi ng paunang timpla ay maaari ding ilabas sa anyoat liwanag. Ang maliwanag na lugar ay tinatawag na harap ng apoy o simple .
may mahalagang papel sa pag-unlad ng sibilisasyon ng tao.nagbukas ng pagkakataon para sa mga tao na magluto ng pagkain at magpainit ng kanilang mga tahanan, at pagkatapos ay umunladat paglikha ng mga bago, mas mahuhusay na tool at teknolohiya.
Ang pagkasunog ay nananatiling pangunahing pinagmumulan ng enerhiya sa mundo at mananatiling gayon sa nakikinita na hinaharap. Noong 2010, humigit-kumulang 90% ng lahat ng enerhiya na ginawa ng sangkatauhan sa Earth ay ginawa sa pamamagitan ng pagsunogo , at ayon sa mga pagtataya , ang bahaging ito ay hindi bababa sa 80% hanggang 2040, habang ang pagkonsumo ng enerhiya ay tataas ng 56% sa pagitan ng 2010 at 2040 . Kaugnay nito ay:modernong sibilisasyon, tulad ng pagkahapo, kapaligiran at.
Mga tampok ng pagkasunog na nakikilala ito mula sa iba pang mga uri, - ito ay malakiat malaki , na humahantong sa isang malakas na pag-asa ng rate ng reaksyon sa temperatura. Ang mga reaksyon ng pagkasunog, bilang isang panuntunan, ay sumusunod sa isang branched-chain na mekanismo na may progresibong self-acceleration dahil sa init na inilabas sa reaksyon. Bilang resulta, ang isang nasusunog na halo na maaaring maimbak sa temperatura ng silid nang walang katapusan ay maaaring mag-apoy osa pag-abot sa kritikal na temperatura ng pag-aapoy ( ) o kapag pinasimulan ng isang panlabas na mapagkukunan ng enerhiya (sapilitang pag-aapoy, o pag-aapoy).
Kung ang mga produkto na nabuo sa panahon ng pagkasunog ng paunang pinaghalong sa isang maliit na dami sa isang maikling panahon ay nagsasagawa ng makabuluhang gawaing mekanikal at humantong sa pagkabigla at mga thermal effect sa nakapalibot na mga bagay, kung gayon ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na pagsabog. Ang mga proseso ng pagkasunog at pagsabog ay bumubuo ng batayan para sa paglikha, , At iba't ibang uri mga karaniwang armas.
Ang pagkasunog ay isang pisikal at kemikal na proseso na sinamahan ng paglabas ng init at paglabas ng liwanag. Ang pagkasunog ay maaaring maging anumang exothermic na kemikal na reaksyon, parehong kumbinasyon ng mga sangkap at ang kanilang pagkabulok. Halimbawa, ang pagsabog ng acetylene ay isang reaksyon ng pagkabulok nito.
Ang proseso ng pagkasunog ay nangangailangan ng ilang partikular na kundisyon: isang nasusunog na substansiya na maaaring masunog nang nakapag-iisa pagkatapos alisin ang pinagmumulan ng ignisyon, hangin (oxygen), at isang pinagmumulan ng ignisyon na may tiyak na temperatura at sapat na reserbang init. Kung wala ang isa sa mga kundisyong ito, walang proseso ng pagkasunog.
Ang isang nasusunog na sangkap ay maaaring nasa anumang estado ng pagsasama-sama (solid, likido, gas). Ang pinagmumulan ng pag-aapoy ay maaaring isang apoy, isang spark, isang pinainit na katawan at init na inilabas bilang isang resulta ng isang kemikal na reaksyon, sa panahon ng mekanikal na trabaho, mula sa electric arc sa pagitan ng mga konduktor, atbp.
Matapos mangyari ang pagkasunog, ang patuloy na pinagmumulan ng pag-aapoy ay ang combustion zone, ibig sabihin, ang lugar kung saan nangyayari ang reaksyon sa pagpapalabas ng init at liwanag. Posible ang pagkasunog sa isang tiyak na quantitative ratio ng nasusunog na sangkap at oxidizer. Halimbawa, sa panahon ng nagniningas na pagkasunog ng mga sangkap sa hangin ng combustion zone, ang konsentrasyon ng oxygen ay dapat na hindi bababa sa 16-18%. Gayunpaman, ang nagbabaga ay maaari ding mangyari kapag ang hangin ay naglalaman ng 3% na oxygen.
Ang pagbubukod ay higit sa lahat mga sumasabog na sangkap, ang pagkasunog ay nangyayari dahil sa mga ahente ng oxidizing na kasama sa kanilang komposisyon. Ang mga molekula ng mga sangkap tulad ng chlorates, nitrates, chromates, oxides, peroxides at iba pa ay naglalaman ng libreng oxygen atoms. Kapag pinainit, at kung minsan kapag nakikipag-ugnayan sa tubig, ang mga sangkap na ito ay naglalabas ng oxygen, na sumusuporta sa pagkasunog.
Ang pagsabog ay isang espesyal na kaso ng pagkasunog, kung saan ang isang malaking halaga ng init at liwanag ay agad na inilabas. Ang mga nagresultang gas, mabilis na lumalawak, ay lumikha ng napakalaking presyon sa kapaligiran, kung saan lumilitaw ang isang spherical air wave, gumagalaw sa mataas na bilis. Sa ilang partikular na kundisyon, ang paghahalo ng mga gas, singaw at alikabok na may hangin ay maaaring magdulot ng panganib ng pagsabog. Ang mga kondisyon para sa isang pagsabog ay maganap ay ang pagkakaroon ng isang tiyak na konsentrasyon ng gas, alikabok o steam-air mixture at isang pulso (apoy, spark, impact) na may kakayahang magpainit ng timpla sa temperatura ng auto-ignition.
Ang pagkasunog ay isang kumplikadong proseso ng kemikal na maaaring mangyari hindi lamang kapag ang mga sangkap ay na-oxidized sa oxygen, kundi pati na rin kapag sila ay pinagsama sa maraming iba pang mga sangkap. Halimbawa, ang posporus, hydrogen, durog na bakal (sawdust) ay nasusunog sa murang luntian, ang mga alkali metal na karbida ay nag-aapoy sa isang kapaligiran ng murang luntian at carbon dioxide, mga pagkasunog ng tanso sa singaw ng asupre, atbp.
Iba sa pamamagitan ng komposisyong kemikal iba ang pagkasunog ng mga sangkap. Halimbawa, ang mga nasusunog na likido ay bumubuo ng init ng 3-10 beses na mas mabilis kaysa sa kahoy, at samakatuwid ay may mataas na panganib sa sunog. Anuman ang paunang estado ng pagsasama-sama, karamihan sa mga nasusunog na sangkap, kapag pinainit, ay pumasa sa gaseous phase at, paghahalo sa atmospheric oxygen, ay bumubuo ng isang nasusunog na daluyan. Ito! ang proseso ay tinatawag na pyrolysis. Kapag nasusunog ang mga sangkap, inilalabas ang mga ito carbon dioxide, carbon monoxide at usok. Ang usok ay isang halo ng maliliit na solidong particle ng mga sangkap - mga produkto ng pagkasunog (karbon, abo). Ang carbon dioxide, o carbon dioxide, ay isang inert gas. Sa isang makabuluhang konsentrasyon nito sa isang silid (8-10% sa dami), ang isang tao ay nawalan ng malay at maaaring mamatay mula sa inis. Ang carbon monoxide ay isang walang kulay, walang amoy na gas na may malakas na nakakalason na katangian. Kapag ang dami ng bahagi ng carbon monoxide sa panloob na hangin ay 1% o mas mataas, ang kamatayan ay nangyayari halos kaagad.
Ang mga mapanganib na katangian ng sunog ng mga nasusunog na sangkap ay tinutukoy ng isang bilang ng mga tagapagpahiwatig ng katangian.
Ang flash ay ang mabilis na pagkasunog ng pinaghalong singaw ng isang sangkap na may hangin kapag ang isang bukas na apoy ay dinala dito. Ang pinakamababang temperatura ng isang nasusunog na sangkap kung saan ang mga singaw o gas ay nabuo sa itaas ng ibabaw nito na maaaring mag-apoy sa hangin mula sa isang panlabas na pinagmumulan ng ignition ay tinatawag na flash point. Ang flash point, na tinutukoy sa ilalim ng mga espesyal na kondisyon ng pagsubok, ay isang tagapagpahiwatig na humigit-kumulang na tumutukoy sa thermal regime kung saan ang isang nasusunog na substansiya ay nagiging mapanganib.
Ang pag-aapoy ay isang pagkasunog na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng isang pinagmumulan ng ignisyon at sinamahan ng paglitaw ng isang apoy. Ang temperatura ng isang nasusunog na sangkap kung saan nangyayari ang matatag na pagkasunog pagkatapos ng pag-aapoy ay tinatawag na temperatura ng pag-aapoy.
Ang kusang pagkasunog ay ang pag-aapoy ng isang sangkap nang hindi nagbibigay ng pinagmumulan ng pag-aapoy dito, na sinamahan ng paglitaw ng apoy. Ang pinakamababang temperatura kung saan nagsisimula ang prosesong ito, ibig sabihin, kapag ang mabagal na oksihenasyon ay nagiging pagkasunog, ay tinatawag na temperatura ng auto-ignition. Ang temperatura na ito ay makabuluhang mas mataas kaysa sa temperatura ng pag-aapoy ng sangkap.
Ang kakayahan ng ilang mga sangkap, na tinatawag na pyrophoric (mga produkto ng halaman, karbon, uling, madulas na basahan, iba't ibang mga suplay ng barko, atbp.), Na kusang mag-apoy sa panahon ng mga proseso ng thermal, kemikal o microbiological ay isinasaalang-alang kapag bumubuo ng mga hakbang sa pag-iwas sa sunog.
Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng lahat ng mga mapanganib na sangkap na maaaring kusang mag-apoy kapag pinaghalo sa isa't isa, kapag ang sangkap ay nakipag-ugnayan sa iba pang mga aktibong sangkap, at iba pang impormasyon ay itinakda sa Mga Panuntunan para sa Maritime Transportation mapanganib na mga kalakal(RID), na ginagamit sa maritime practice. Kapag nagdadala ng mga mapanganib na kalakal, ang lahat ng mga tripulante ay inutusan na mag-ingat kapag hinahawakan: ang mga partikular na sangkap na dinadala.
Ang intensity ng combustion ay depende rin sa pisikal na estado ng substance. Ang mga durog at dispersed na substance ay nasusunog nang mas matindi kaysa sa malalaki o siksik.
Ang pang-industriya na alikabok ay nagdudulot ng malaking panganib sa sunog. Ito ay may malaking lugar sa ibabaw at kapasidad ng kuryente, samakatuwid ito ay may pag-aari ng pagkuha ng mga singil ng static na kuryente bilang resulta ng paggalaw, alitan at mga epekto ng mga particle ng alikabok laban sa isa't isa, gayundin laban sa mga particle ng hangin. Samakatuwid, kapag humahawak ng bulk cargo, ang mga hakbang sa pag-iwas sa sunog ay dapat gawin alinsunod sa mga tagubilin.
Ayon sa antas ng flammability, ang lahat ng mga sangkap at materyales ay nahahati sa apat na kategorya: hindi nasusunog, mahirap mag-apoy, mahirap mag-apoy (self-extinguishing) at sunugin.
Ang mga nasusunog na likido ay karaniwang nahahati sa tatlong kategorya depende sa flash point, na tinutukoy sa ilalim ng mga kondisyon ng mga espesyal na pagsubok sa laboratoryo: I - pagkakaroon ng vapor flash point sa ibaba + 23 ° C; II - pagkakaroon ng vapor flash temperature sa hanay mula +23 hanggang +60°C; III - pagkakaroon ng vapor flash point sa itaas +60°C.
Ang mga nasusunog na likidong kargamento ay nahahati sa mga nasusunog na likido (FLL) at mga nasusunog na likido (FL).
Ang mga likidong lubhang nasusunog, sa turn, ay nahahati sa tatlong kategorya depende sa kanilang flash point at panganib sa sunog: lalo na mapanganib, patuloy na mapanganib, mapanganib sa mataas na temperatura ng hangin.
Pagkasunog- isang kumplikadong physicochemical, mabilis na dumadaloy na proseso, na sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng init at isang maliwanag na glow.
Ang pagkasunog ay nangyayari bilang isang resulta ng oksihenasyon ng isang sangkap na may kakayahang pagkasunog (gasolina) ng isang ahente ng oxidizing (air oxygen, chlorine).
Mga uri ng apoy: flash, ignition, spontaneous combustion, spontaneous combustion.
Ang pagkasunog ay isang kumplikado ng magkakaugnay na kemikal at pisikal na mga proseso.
Ang katangian ng pagkasunog ay ang kakayahan ng nagresultang apoy na lumipat sa buong nasusunog na pinaghalong sa pamamagitan ng paglilipat ng init mula sa combustion zone patungo sa sariwang timpla.
Ang mga pinagmumulan ng ignisyon ay mga spark, apoy, mainit na bagay, alitan, epekto.
Ang paglitaw ng proseso ng pagkasunog ay nailalarawan sa pagkakaroon ng mga kritikal na kondisyon (sa mga tuntunin ng komposisyon ng pinaghalong, presyon, temperatura, geometric na sukat ng system) para sa paglitaw at pagkalat ng apoy.
Ang pagkasunog ay nailalarawan sa pamamagitan ng tatlong tipikal na yugto: paglitaw, pagkalat at pagkalipol ng apoy.
Depende sa estado ng gasolina at oxidizer, tatlong uri ng pagkasunog ay nakikilala:
Homogeneous combustion ng mga gas sa isang gaseous oxidizer;
Heterogenous combustion ng likido at solid na nasusunog na mga sangkap sa isang gaseous oxidizer;
Pagkasunog ng mga pampasabog.
Ang oxidizing agent ay oxygen mula sa hangin. Ang mga ahente ng oxidizing ay maaaring fluorine, bromine, sulfur, na nabubulok kapag pinainit, naglalabas ng oxygen.
Flash– mabilis na pagkasunog ng pinaghalong mga gas at hangin, na maaaring mangyari mula sa pagkakadikit ng pinaghalong may apoy o spark, nang hindi napupunta sa pagkasunog. Sa panahon ng flash, humihinto ang pagkasunog, dahil ang mga singaw lamang ang may oras upang masunog.
Pag-aapoy ay isang proseso kung saan ang isang substance ay pinainit hanggang kumukulo at nasusunog habang ang mga pabagu-bagong hydrocarbon ay inilalabas.
Pag-aapoy sa sarili– isang proseso kapag ang isang sangkap ay pinainit mula sa isang panlabas na pinagmumulan ng init, na patuloy na nagiging self-heating.
Kusang pagkasunog– ang proseso ng self-heating at kasunod na pagkasunog ng isang substance nang walang exposure sa open ignition source. Kung mas mababa ang temperatura kung saan nangyayari ang kusang proseso ng pagkasunog, mas mapanganib ang sangkap. Ang proseso ng kusang pagkasunog ay maaaring magsimula na sa temperatura na 10-20 oC.
Ang mga kusang nasusunog na sangkap ay nahahati sa tatlong grupo: kusang nasusunog mula sa pagkakalantad sa hangin ( mga langis ng gulay), nagiging sanhi ng pagkasunog kapag nakalantad sa tubig (calcium carbide), kusang nag-aapoy kapag nakikipag-ugnayan sa iba pang mga sangkap (sa pakikipag-ugnay sa mga sangkap).
Ang panganib ng sunog at pagsabog ng mga gas ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na tagapagpahiwatig: mga limitasyon ng konsentrasyon ng pagpapalaganap ng apoy, pinakamababang enerhiya ng pag-aapoy, temperatura ng pagkasunog at bilis ng pagpapalaganap ng apoy.
Mayroong dalawang uri ng pagkasunog: kumpleto at hindi kumpleto.
Buong pagkasunog nangyayari kapag mayroong labis na dami ng oxygen at sinamahan ng pagbuo ng singaw ng tubig at carbon dioxide.
Hindi kumpletong pagkasunog lubhang mapanganib, dahil ito ay nangyayari kapag may kakulangan ng oxygen, at ang nakakalason na carbon monoxide ay nabuo.
Dalawang mode ng pagkasunog: ang unang mode, kung saan ang nasusunog na sangkap ay bumubuo ng isang homogenous na pinaghalong may hangin bago magsimula ang pagkasunog, ang pangalawang mode, kung saan ang nasusunog na sangkap at ang oxidizer ay unang pinaghihiwalay, at ang pagkasunog ay nangyayari sa rehiyon ng kanilang paghahalo (diffusion combustion).
Ang daloy ng init na nagmumula sa combustion zone patungo sa solid fuel ay depende sa enerhiya na inilabas sa panahon ng proseso ng combustion at sa mga kondisyon ng heat exchange sa pagitan ng combustion zone at sa ibabaw ng solid fuel. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang mode at rate ng pagkasunog ay maaaring depende sa pisikal na estado ng nasusunog na sangkap, ang pamamahagi nito sa espasyo at ang mga katangian ng kapaligiran.
Depende sa bilis ng pagpapalaganap ng apoy, ang pagkasunog ay maaaring mangyari sa anyo ng deflagration combustion, pagsabog at pagsabog.
Pagsabog- isang proseso ng mabilis na pagpapalabas ng malaking halaga ng enerhiya. Bilang resulta ng pagsabog, ang sumasabog na timpla ay nagiging isang napakainit na gas na may mataas na presyon, na nagdudulot ng malaking puwersa sa kapaligiran at nagiging sanhi ng pagbuo ng isang blast wave.
Ang pagkasira na dulot ng pagsabog ay sanhi ng pagkilos ng blast wave. Habang lumalayo ka sa lugar ng pagsabog, humihina ang mekanikal na epekto ng blast wave.
Ang bilis ng pagpapalaganap ng apoy sa panahon ng pagsabog ay umaabot ng daan-daang metro bawat segundo. Habang mas mabilis na kumakalat ang apoy, tumataas ang compression ng hindi pa nasusunog na gas sa anyo ng sunud-sunod na shock wave, na nagsasama sa isang malakas na shock wave ng highly compressed at heated na gas. Bilang isang resulta, ang isang matatag na mode ng pagpapalaganap ng reaksyon ay lumitaw. Tinatawag na uri ng pagkasunog na lumalampas sa bilis ng tunog pagpapasabog. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang matalim na pag-akyat sa presyon sa lugar ng pagsabog, na may isang mahusay na mapanirang epekto.
Ang mga likido at solid ay bumubuo ng mga nasusunog na mixture kapag sila ay itinaas sa isang temperatura kung saan ang mga produktong gas ay nabuo dahil sa pagsingaw sa sapat na dami. Ang mga halo ng alikabok sa hangin ay sumasabog. Ang alikabok na lumulutang sa hangin ay maaaring masuspinde at tumira sa mga dingding at kagamitan.
Kapag nasusunog, ang mga nakakalason na gas ay inilalabas: hydrocyanic acid, phosgene at iba pa, at bumababa ang nilalaman ng oxygen sa hangin. Kaya naman hindi lang at hindi gaanong apoy ang delikado, kundi ang usok at usok mula rito. Kinakailangang isaalang-alang ang mga posibleng reaksyon ng katawan ng tao kapag tumaas ang konsentrasyon ng mga produkto ng pagkasunog:
carbon monoxide: 0.01% - banayad na pananakit ng ulo; 0.05% - pagkahilo; 0.1% - nanghihina; 0.2% - pagkawala ng malay, mabilis na kamatayan; 0.5% - agarang kamatayan;
carbon dioxide: hanggang sa 0.5% - walang epekto; mula 0.5 hanggang 7% - nadagdagan ang rate ng puso, ang simula ng paralisis ng mga sentro ng paghinga; higit sa 10% - paralisis ng mga sentro ng paghinga at kamatayan.
MGA KINAKAILANGAN PARA SA LIGTAS NA OPERASYON NG MGA KAGAMITAN NG GAS NG SAMBAHAY (AT PARTIKULAR NA GAS STOVES)
Mga pamantayan para sa pagbibigay sa mga lugar ng mga manu-manong fire extinguisher
mesa1
|
2 |
klase ng sunog |
Mga foam at water fire extinguisher na may kapasidad na 10 l |
Mga powder fire extinguisher na may kapasidad, l / mass ng fire extinguishing agent, kg |
Mga freon fire extinguisher na may kapasidad na 2 (3) l |
Carbon dioxide fire extinguisher na may kapasidad, l / mass ng fire extinguishing agent, kg |
||||
|
5 (8)/3(5) |
|||||||||
|
A, B, C (nasusunog na mga gas at likido) | |||||||||
|
Mga pampublikong gusali | |||||||||
Mga Tala:
1. Upang mapatay ang sunog ng iba't ibang klase, ang mga powder fire extinguisher ay dapat may naaangkop na singil: para sa class A - ABC (E) powder; para sa mga klase B, C at E - BC (E) o ABC (E), para sa klase D - D.
2. Para sa mga powder fire extinguisher at carbon dioxide fire extinguisher, ang mga double marking ay ibinibigay: lumang marking para sa kapasidad ng housing, l/new marking para sa mass ng fire extinguishing agent, kg. Kapag nilagyan ng mga pamatay ng apoy na pulbos at carbon dioxide ang mga lugar, pinapayagang gumamit ng mga pamatay ng apoy na may luma at bagong mga marka.
3. Ang sign na "+ +" ay nagpapahiwatig ng mga fire extinguisher na inirerekomenda para sa mga kagamitan sa kagamitan, ang sign na "+" ay nagpapahiwatig ng mga fire extinguisher, ang paggamit nito ay pinahihintulutan sa kawalan ng mga inirerekomenda at may naaangkop na katwiran; "-" sign - mga fire extinguisher na hindi pinapayagang magbigay ng kasangkapan sa mga pasilidad na ito.
4. Sa mga nakakulong na espasyo na may dami na hindi hihigit sa 50 m3, ang mga self-acting powder na pamatay ng apoy ay maaaring gamitin upang patayin ang apoy sa halip na mga portable fire extinguisher o bilang karagdagan sa mga ito.
Mga pamantayan para sa pagbibigay sa mga lugar ng mga mobile fire extinguisher
talahanayan 2
|
Pinakamataas na protektadong lugar, m 2 |
klase ng sunog |
Air-foam fire extinguisher na may kapasidad na 100 l |
Pinagsamang mga fire extinguisher na may kapasidad (foam, powder) 100 l |
Mga powder fire extinguisher na may kapasidad na 100 l |
Mga pamatay ng apoy ng carbon dioxide, kapasidad, l |
||
|
A, B, C (nasusunog na mga gas at likido) | |||||||
|
V (maliban sa mga nasusunog na gas at likido), G | |||||||
Mga Tala:
1. Upang mapatay ang sunog ng iba't ibang klase, pulbos at pinagsamang mga pamatay ng apoy ay dapat may naaangkop na singil: para sa klase A - ABC (E) na pulbos; para sa klase B, C at E - BC (E) o ABC (E); para sa klase D-D.
2. Ang mga kahulugan ng mga palatandaang “+ +”, “+” at “-” ay ibinibigay sa Tala 2 hanggang Talahanayan 1.
Sa simpleng mga termino, ang pagkasunog ay nauunawaan bilang isang mabilis na daloy ng exothermic na proseso ng oksihenasyon ng mga sangkap sa pamamagitan ng atmospheric oxygen na may pagpapakawala ng isang malaking halaga ng init at ang paglabas ng liwanag.
Ang pagkasunog ay isang kumplikadong pisikal at kemikal na proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang nasusunog na sangkap at isang oxidizer, pati na rin ang pagkabulok ng ilang mga sangkap, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang self-accelerating na pagbabagong may paglabas. malaking dami init at liwanag na paglabas. Karaniwan, ang air oxygen na may konsentrasyon na 21 ay kasangkot bilang isang ahente ng oxidizing sa prosesong ito. tungkol sa. %. Para sa paglitaw at pag-unlad ng proseso ng pagkasunog, kinakailangan ang isang nasusunog na sangkap, isang oxidizer at isang mapagkukunan ng pag-aapoy, na nagpapasimula ng isang tiyak na rate ng reaksyon ng kemikal sa pagitan ng gasolina at ng oxidizer.
Ang pagkasunog, bilang panuntunan, ay nangyayari sa yugto ng gas, samakatuwid ang mga nasusunog na sangkap sa isang condensed na estado (mga likido at solid) ay dapat sumailalim sa gasification (pagsingaw, pagkabulok) upang simulan at mapanatili ang pagkasunog. Ang pagkasunog ay nakikilala sa pamamagitan ng iba't ibang uri at tampok na tinutukoy ng mga proseso ng paglipat ng init at masa, mga dynamic na kadahilanan ng gas, kinetics ng mga reaksiyong kemikal at iba pang mga kadahilanan, pati na rin ang feedback sa pagitan ng mga panlabas na kondisyon at ang likas na katangian ng pag-unlad ng proseso.
2.4.2.1. Pag-uuri ng mga proseso ng pagkasunog.
Maaaring ang pagkasunog homogenous At magkakaiba depende sa estado ng pagsasama-sama ng mga nasusunog na sangkap at ang oxidizer.
Ang homogenous na pagkasunog ay nangyayari kapag ang mga tumutugon na bahagi ng nasusunog na pinaghalong may parehong estado ng pagsasama-sama. Ang homogenous combustion ay maaaring kinetiko At pagsasabog depende sa mga kondisyon ng pagbuo ng pinaghalong mga sangkap na nasusunog at sa ratio ng mga rate ng mga reaksyon ng kemikal at pagbuo ng timpla. Ang isa o isa pang mode ng pagkasunog ay natanto, halimbawa, sa panahon ng sunog, depende sa kung aling yugto ng proseso ng pagkasunog ang nililimitahan: ang rate ng pagbuo ng timpla o ang rate ng mga reaksiyong kemikal.
Ang kinetic ay ang pagkasunog ng mga pre-mixed na gas o steam-air mixtures (ang nililimitahan na yugto ng proseso ay ang rate ng mga reaksiyong kemikal), na kadalasang may likas na paputok (kung ang timpla ay nabuo sa isang limitadong espasyo), dahil Ang enerhiya na inilabas sa kasong ito ay walang oras upang ma-discharge sa labas ng espasyong ito. Ang kinetic combustion ay maaari ding maging mahinahon kung ang combustible mixture ay unang nilikha sa isang maliit, bukas na espasyo na may tuluy-tuloy na supply ng gasolina sa combustion zone.
Ang diffusion combustion mode ay naisasakatuparan kapag ang isang combustible mixture ay direktang nilikha sa combustion zone, kapag ang oxidizer ay pumasok dito dahil sa mga proseso ng diffusion, halimbawa, kapag magkakaiba nasusunog.
Ang heterogenous na pagkasunog ay nangyayari sa ilalim ng iba't ibang pinagsama-samang estado ng nasusunog na sangkap at ang oxidizer. Sa heterogenous combustion, isang mahalagang papel ang ginagampanan ng intensity ng daloy ng mga singaw na nabuo mula sa condensed combustible substances (liquids, solids) papunta sa reaction zone.
Mula sa isang gas-dynamic na punto ng view, ang pagkasunog ay maaaring laminar At magulong.
Ang proseso ng pagkasunog ng laminar ay nangyayari kapag ang mga bahagi ng nasusunog na pinaghalong pumapasok sa zone ng reaksyon sa mababang halaga ng pamantayan ng Reynolds (0< R e < 200), т.е. в основном за счёт молекулярной диффузии. Процесс характеризуется малыми скоростями газовыхdumadaloy ang gasolina at oxidizer at layer-by-layer na pagpapalaganap ng reaction zone (flame front) sa espasyo. Ang rate ng pagkasunog sa kasong ito ay nakasalalay sa rate ng pagbuo ng nasusunog na pinaghalong.
Naisasakatuparan ang mode ng magulong proseso kapag ang mga bahagi ng nasusunog na pinaghalong pumasok sa reaction zone sa malalaking halaga Reynolds criterion (230< R e< 10000). Pagkasunog sa mode na ito ay nangyayari sa pagtaas ng bilis ng gas batis kapag naputol ang laminarity ng kanilang paggalaw. Sa isang magulong combustion mode, ang vortex ng mga gas jet ay nagpapabuti sa paghahalo ng mga tumutugon na bahagi, habang ang ibabaw na lugar kung saan nagaganap ang molecular diffusion ay tumataas, na nagreresulta sa pagtaas ng bilis ng pagpapalaganap ng apoy sa kalawakan.
Ayon sa bilis ng pagpapalaganap ng apoy sa espasyo, nahahati ang pagkasunog sa:
– deflagration(Ang bilis ng pagpapalaganap ng apoy ay marami MS);
– pampasabog(Ang bilis ng pagpapalaganap ng apoy ay sampu at daan-daan MS, ngunit hindi hihigit sa bilis ng pagpapalaganap ng tunog sa hangin (344 MS));
– pagpapasabog(ang bilis ng pagpapalaganap ng apoy ay mas malaki kaysa sa bilis ng tunog sa hangin).
Depende sa lalim ng mga reaksiyong kemikal, ang pagkasunog ay maaaring kumpleto At hindi kumpleto.
Sa kumpletong pagkasunog, ang reaksyon ay nagpapatuloy sa pagkumpleto, i.e. hanggang sa pagbuo ng mga substance na hindi na makakapag-interact pa sa isa't isa, sa fuel at oxidizer (tinatawag ang paunang ratio ng nasusunog na substance at oxidizer. stoichiometric). Bilang halimbawa, isaalang-alang ang kumpletong pagkasunog ng methane na nagpapatuloy ayon sa reaksyon
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O+ Q
saan Q – inilabas na init bilang resulta ng isang exothermic na reaksyon, J.
Kapag ang mga hydrocarbon ay ganap na nasunog, ang mga produkto ng reaksyon ay carbon dioxide at tubig, ibig sabihin, mga hindi nakakalason at hindi nasusunog na mga sangkap. Maaaring maganap ang kumpletong pagkasunog sa parehong stoichiometric ratio ng gasolina at oxidizer, at sa labis na oxidizer na may kaugnayan sa stoichiometric na nilalaman nito sa nasusunog na timpla.
Ang hindi kumpletong pagkasunog ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi kumpleto ng kemikal na reaksyon, i.e. Ang mga produkto ng reaksyon, sa pagkakaroon ng isang ahente ng oxidizing, ay maaaring higit pang makipag-ugnayan dito. Ang hindi kumpletong pagkasunog ay nangyayari kapag ang nilalaman ng oxidizer sa nasusunog na timpla ay hindi sapat (kumpara sa stoichiometric). Bilang resulta ng hindi kumpletong pagkasunog, halimbawa, ng mga hydrocarbon, nabubuo ang mga nakakalason at nasusunog na sangkap, tulad ng CO, H 2, benzopyrene, SA(soot), mga organikong resin, atbp., sa kabuuan na humigit-kumulang 300 mga kemikal na compound at elemento.
Ang lahat ng iba pang mga bagay ay pantay-pantay, na may kumpletong pagkasunog, ang mas mataas na temperatura ay bubuo kaysa sa hindi kumpletong pagkasunog.
2.4.2.2. Mga pangunahing mekanismo ng mga proseso ng pagkasunog.
Ang pagkasunog ay sinamahan ng pagpapalabas ng init at paglabas ng liwanag at nangyayari sa ilalim ng mga kondisyon ng progresibong pagpapabilis sa sarili ng proseso na nauugnay sa akumulasyon ng init sa system ( thermal combustion) o catalyzing aktibong reaksyon intermediate ( pagkasunog ng chain).
Ang thermal combustion ay posible sa panahon ng isang exothermic reaksyon, ang rate ng kung saan mabilis na tumataas sa ilalim ng impluwensya ng init na naipon sa system, na humahantong sa isang pagtaas sa temperatura. Kapag naabot ang temperatura kung saan ang init na nakuha mula sa reaksyon ay lumampas sa pagkawala ng init sa kapaligiran, nangyayari ang self-heating ng system, na nagtatapos sa self-ignition ng combustible mixture. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang kusang pag-unlad ng reaksyon ay sinusunod, na sinamahan ng pag-init ng mga nagresultang produkto sa isang temperatura kung saan nagsisimula silang maglabas ng liwanag (higit sa 900 °C). Kasama sa thermal combustion ang mga proseso na may at walang partisipasyon ng atmospheric oxygen (decomposition ng explosives, ozone, acetylene, peroxides (halimbawa, N 2 TUNGKOL SA 2), pakikipag-ugnayan ng ilang mga metal na may mga halogen, asupre, atbp.).
Ang pagkasunog ng kadena ay posible lamang sa mga reaksyon kung saan ang batayan ng pag-aapoy o pagsabog ay isang proseso ng kadena. Ang huli ay sinamahan ng pagbuo ng hindi matatag na mga intermediate na produkto ng reaksyon na nagbabagong-buhay ng mga aktibong sentro (mga atomo at molekula na may libreng mga bono ng kemikal), na nagpapabilis sa proseso. Ang akumulasyon ng isang sapat na bilang ng mga aktibong sentro ay nag-aambag sa paglipat ng proseso ng kadena sa isang thermal at isang pagtaas sa temperatura ng pinaghalong hanggang sa punto ng pag-aapoy sa sarili. Ang ganitong mga aktibong sentro ay lumitaw bilang isang resulta ng isang pagtaas sa bilis ng thermal vibrational motion ng mga molekula, at pinarami dahil sa pagsasanga ng mga kadena. Sa mga unang yugto ng mga reaksyon na nagpapatuloy sa pamamagitan ng isang mekanismo ng kadena, ang enerhiya ng kemikal ng mga tumutugon na sangkap ay pangunahing inililipat sa pagbuo ng mga bagong aktibong sentro. Ang proseso ng pagbabago ng konsentrasyon ng mga aktibong sentro ay inilarawan ng equation:
saan n - bilang ng mga aktibong sentro sa zone ng reaksyon;
τ - oras;
w 0 - rate ng nucleation ng mga aktibong sentro;
φ – patuloy na nagpapakilala sa pagkakaiba sa mga rate ng pagwawakas ng sangay at chain.
Mula sa pananaw ng molecular kinetic theory (MKT) ng istraktura ng bagay, ang mga reaksyon ng pagkasunog ng kemikal ay nangyayari bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga molekula ng gasolina at oxidizer. Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ng molekular sa pagitan ng dalawang bahagi ng isang nasusunog na halo ay lumilitaw sa isang napakaikling distansya, at sa pagtaas ng distansya sila ay bumababa nang husto. Samakatuwid, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ng gasolina at oxidizer ay posible lamang kapag sila ay ganap na pinagsama, na maaaring ituring bilang isang banggaan. Dahil dito, ang kemikal na reaksyon sa pagitan ng gasolina at ng oxidizer ay dapat na mauna sa paghahalo ng mga bahagi at ang pisikal na pagkilos ng nababanat na banggaan ng mga molekula.
Ang bilang ng mga banggaan ng mga molekula ng gas sa bawat dami ng yunit ay madaling kalkulahin. Kaya, halimbawa, para sa isang stoichiometric na pinaghalong hydrogen at oxygen (2 N 2 + TUNGKOL SA 2) sa temperatura na 288 SA at presyon ng atmospera (~ 101325 Pa) bilang ng mga banggaan sa 1 Sa sa 1 cm 3 umabot sa 8.3·10 28. Kung ang lahat ng mga banggaan na ito ay nagresulta sa isang kemikal na reaksyon, kung gayon ang buong halo ay magiging napakabilis. Ipinapakita ng pagsasanay na sa ilalim ng mga kundisyong ito ang reaksyon ng pagkasunog ay hindi nangyayari sa lahat, dahil ang lahat ng banggaan na ito ay hindi humahantong sa pakikipag-ugnayan ng kemikal.
Upang maganap ang isang kemikal na reaksyon, ang mga tumutugong molekula ay dapat nasa isang nasasabik na estado. Ang ganitong paggulo ay maaaring kemikal kapag ang mga atomo ng mga molekula ay may isa o dalawang libreng valence (ang mga molekula ay tinatawag na mga radical at itinalaga, halimbawa, CH 3 , SIYA , CH 2, atbp.) at pisikal kapag, bilang resulta ng mabagal na pag-init, ang mga molekula ay nakakakuha ng kinetic energy sa itaas ng isang kritikal na halaga.
Ang mga molekula na mayroong kinakailangang reserbang enerhiya upang masira o mapahina ang mga umiiral na mga bono ay tinatawag na mga aktibong sentro ng isang kemikal na reaksyon.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng average na antas ng enerhiya ng mga molekula sa aktibong estado at sa mga nasa normal na estado, i.e. hindi aktibo, hindi nasasabik na estado, ay tinatawag na activation energy ( E A). Kung mas mataas ang numerical value ng activation energy, mas mahirap na pilitin ang isang partikular na pares ng reagents na pumasok sa isang kemikal na reaksyon at vice versa. Samakatuwid, ang enerhiya ng pag-activate ay isang hindi direktang tagapagpahiwatig ng antas ng panganib ng sunog ng mga nasusunog na sangkap.
Ang activation energy ay maaaring matantya gamit ang formula:
saan E A- activation enerhiya, J;
k– Boltzmann constant na katumbas ng 1.38·10 –23 J/C;
T- ganap na temperatura, SA.
Ang likas na katangian ng pangunahing proseso ng pagkasunog ng kemikal ay nakasalalay sa isang bilang ng mga pisikal na proseso:
– paggalaw ng mga tumutugon na sangkap at mga produkto ng reaksyon (mga proseso ng pagsasabog);
– pagpapalabas at pamamahagi ng init (mga proseso ng paglipat ng init);
– aero- at hydrodynamic na mga kondisyon na tinitiyak ang paglipat ng init at bagay (mga proseso ng convection).
Ang pangangailangan na isaalang-alang ang mga salik na ito ay lubos na nagpapalubha sa pag-aaral at teoretikal na paglalarawan ng mga proseso ng pagkasunog.
Ang pagkasunog ng mga solido na hindi bumubuo ng isang gas (vapor) phase kapag pinainit ay heterogenous at nangyayari sa phase interface, samakatuwid, kasama ang mga salik na tinalakay sa itaas na nakakaimpluwensya sa kalikasan ng proseso, ang laki at likas na katangian ng ibabaw ng Ang solid phase ay gumaganap ng isang napakahalagang papel (ito ay lalong mahalaga para sa mga aerosol).
2.4.2.3. Mga impulses ng pag-aapoy.
Upang maganap ang pagkasunog, bilang karagdagan sa nasusunog na sangkap at ang oxidizer, isang paunang enerhiya na salpok (kadalasan sa pagpapalabas ng init) ay kinakailangan, na nagiging sanhi ng pag-aapoy ng isang maliit na dami ng nasusunog na pinaghalong, pagkatapos kung saan ang pagkasunog ay kumakalat sa buong lugar. ang buong espasyo kung saan ito ipinamamahagi.
Maaaring mangyari ang pulso ng pag-aapoy kapag naganap ang mga pisikal, kemikal at microbiological na proseso na nag-aambag sa pagbuo ng init. Depende sa likas na katangian ng mga prosesong ito, ang mga impulses ay naaayon na nahahati sa pisikal, kemikal, At microbiological
Dahil kapag ang isang pisikal na salpok ay kumikilos sa isang sistema, ang init ay inilabas na hindi resulta ng isang kemikal na proseso, ang salpok na ito ay itinuturing na isang thermal. Ang pagkilos ng isang thermal impulse na nagdudulot ng pag-init ng system ay maaaring:
– contact– Ang paglipat ng init ay isinasagawa dahil sa pakikipag-ugnay ng nasusunog na halo sa pinagmulan nito;
– radiation– ang paglipat ng init sa nasusunog na halo ay nangyayari sa pamamagitan ng electromagnetic radiation mula sa pinagmumulan ng pag-init;
– kombeksyon– ang paglipat ng init sa nasusunog na sistema ay nangyayari sa pamamagitan ng isang sangkap (hangin o iba pang gas na gumagalaw);
– haydroliko(dynamic) - pagbuo ng init dahil sa isang mabilis na pagbaba sa dami ng pinaghalong gas, na sinamahan ng isang pagtaas sa presyon ng huli.
Ang mga pangunahing pinagmumulan ng heat impulse ay:
– bukas na apoy (temperatura ~ 1500 °C);
– pinainit na ibabaw (temperatura > 900 °C);
– mekanikal na sparks (temperatura ~ 1200 °C)
– electric sparks (temperatura hanggang 6000 °C).
Sa mga kemikal at microbiological impulses, ang akumulasyon ng init sa system ay nangyayari dahil sa isang kemikal na reaksyon, isang prosesong physico-kemikal (halimbawa, adsorption) at ang aktibidad ng mga microorganism kung saan ang nasusunog na sangkap ay pagkain.
2.4.2.4. Ang rate ng mga reaksyon ng pagkasunog.
Ang bilis ng proseso ng pagkasunog sa pangkalahatang pananaw tinutukoy ng equation:
saan A ,b - konsentrasyon ng mga sangkap na tumutugon;
τ - oras,
saan m, n - konsentrasyon ng mga produkto ng pagkasunog.
Ang isang pagtaas sa rate ng pagkasunog ay sinamahan ng isang pagtaas sa dami ng init na pumapasok sa system bawat yunit ng oras, at, bilang isang resulta, isang pagtaas sa temperatura ng pagkasunog.
2.4.2.5. Temperatura ng pagkasunog.
Sa panahon ng pagkasunog, hindi lahat ng inilabas na init ay ginugugol sa pagtaas ng temperatura ng pinaghalong reaksyon, dahil ang bahagi nito ay ginugol sa anyo ng mga pagkalugi sa:
– kemikal at pisikal na underburning, na isinasaalang-alang ng underburning coefficient ( β );
– electromagnetic radiation ng apoy, depende sa temperatura ng radiating body, estado ng pagsasama-sama at kemikal na kalikasan. Ang pag-asa na ito ay tinutukoy ng koepisyent ng emissivity ng radiating body( ε ) at wavelength electromagnetic radiation;
– conductive-convective na pagkalugi.
Batay dito, mayroong 3 pangunahing uri ng mga temperatura sa mga proseso ng pagkasunog:
- calorimetric;
– teoretikal (kinakalkula);
– makatotohanan.
Ang calorimetric na temperatura ay nakakamit kapag ang lahat ng init na inilabas sa panahon ng proseso ng pagkasunog ay ginugol sa pagpainit ng mga produkto ng pagkasunog, halimbawa, sa panahon ng pagkasunog ng benzene - 2533 SA, gasolina – 2315 SA, hydrogen – 2503 SA, natural na gas – 2293 SA.
Ang teoretikal (kinakalkula) na temperatura ay tinutukoy na isinasaalang-alang ang mga pagkalugi ng init dahil sa dissociation ng mga produkto ng pagkasunog. Ang makabuluhang dissociation ng mga produkto ng combustion ng hydrocarbon flammable substance ay nagsisimula sa temperatura > 2000 SA. Ang ganitong mataas na temperatura sa panahon ng sunog sa mga pang-industriyang kondisyon ay halos hindi nangyayari, kaya ang pagkawala ng init dahil sa paghihiwalay sa mga kasong ito ay, bilang panuntunan, ay hindi isinasaalang-alang.
Ang aktwal na temperatura ng pagkasunog ay tinutukoy na isinasaalang-alang ang pagkawala ng init sa kapaligiran at para sa halos lahat ng mga nasusunog na sangkap ito ay ~ 1300 - 1700 SA.
Mga artikulo sa paksa
