Принципы горения

АУТПП

Основы пожарной профилактики

Цель работы: ознакомиться с основами пожарной профилактики и средствами пожаротушения.

Тепловое самовоспламенение. Причиной теплового самовоспламенения может быть разо­грев реагирующих веществ теплотой реакции. Для этого не­обходим предварительный разогрев системы и достижение такого состояния, при котором приход тепла в результате реакции станет выше отвода тепла из зоны реакции. При этом условии начнется саморазгон реакции и произойдет самовос­пламенение.

Рассмотрим тепловой режим экзотермической реакции газо­вой смеси, которая находится в сосуде при температуре Т₀ и давлении. Чем больше давление газовой смеси, тем больше скорость реакции и, следовательно, теплоприход. С другой стороны теплоотвод не зависит от давления. Тогда будет существовать минимальное давление, при котором приход и от­вод тепла равны, а повышение давления приведет к повышению прихода тепла по сравнению с его отводом, повышению температуры и возникновению самовоспламенения.

Цепное самовоспламенение. К цепным относятся химические процессы, в которых в ка­честве промежуточных частиц выступают свободные радикалы или, как их еще называют, активные частицы. Обладая свобод­ными ненасыщенными связями, эти активные частицы, вступая во взаимодействие с исходными молекулами, вызывают разрыв одной из валентных связей этой молекулы и образуют новую активную частицу. Новая активная частица вступает во взаи­модействие с новой исходной молекулой, таким образом, рас­пространяется реакционная цепь и возникает цепная реакция.

Любая цепная реакция складывается из элементарных ста­дий зарождения, продолжения и обрыва цепи.

Зарождение цепей является эндотермической реакцией. Образование свободных радикалов из молекул исходных веществ, возможно в результате их мономолекулярного распада или бимолекулярного взаимодействия, а также в результате каких-либо посторонних воздействий на систему — инициирования.

Инициирование может осуществляться путем добавки спе­циальных веществ — инициаторов, легко образующих свобод­ные радикалы (например, пероксиды, азотные соединения, некото­рые химически активные газы NO, NO₂, HBr); под действием света — фотохимическое инициирование; под действием ионизи­рующих излучений; если вещества не поглощают свет — с при­менением фотосенсибилизатора.

К реакциям продолжения цепи относятся элементарные стадии цепной реакции, идущие с сохранением свободной валентности и приводящие к расходованию исходных веществ и образованию продуктов реакции. Они могут быть четырех типов — реакции свободного радикала или атома с молекулой одного из исходных веществ, приводящие к образованию нового свободного радикала; реакции, приводящие к образо­ванию молекулы конечного продукта и нового свободного радикала или атома; мономолекулярное превращение одного свободного радикала цепи в другой; мономолекулярный распад свободного радикала с образованием молекулы продукта реакции и нового свободного радикала или атома. В любом цепном процессе должна быть по крайней мере одна стадия, в которой расходуется исходное вещество, и одна стадия, в ко­торой образуются продукты реакции.

Обрывом цепей называются стадии цепного процесса, при­водящие к исчезновению свободных радикалов. Обрыв цепей может происходить в результате захвата свободного радикала стенкой реакционного сосуда, при взаимодействии свободных радикалов с соединениями" металлов переменной валентности и с валентноненасыщенными молекулами, а также в результате взаимодействия двух свободных радикалов.

Вещества, добавление которых в идущую цепную реакцию приводит к замене активных свободных радикалов на мало­активные, неспособные к продолжению цепей, называются ингибиторами цепных реакций. В ряде цепных процессов наряду с элементарными реакциями продолжения цепей идут реакции с увеличением активных центров.

Цепные реакции, идущие с разветвлением цепей, называются разветвленными реакциями.

Дата добавления: 2015-07-02