Процессы, сопровождающие горение жидкостей

Сложный процесс горения жидких веществ складывается из ряда простых. Горение жидкостей сопровождают следующие процессы:

а) перемещение компонентов горючей системы под действием энергии избыточного давления, созданного в пределах техногенных устройств;

б) перемещение компонентов горючей системы под действием разности плотностей нагретых и холодных сред;

в) дробление крупных частиц жидкости на мелкие;

б) испарение жидкости;

в) образование в горючей системе посредством молекулярной и молярной диффузии паровоздушной смеси;

г) термическое разложение макромолекул на простые молекулы;

г) нагрев компонентов горючей системы;

д) химическое реагирование, сопровождаемое поглощением и выделением тепловой энергии;

е) образование волн сжатия–разрежения и ударных волн.

В зависимости от того, как соотносятся процессы испарения и химического реагирования, горение жидкостей может носить кинетический, диффузионно-кинетический и диффузионный характер.

В горючей системе, в которой преобладают процессы химического реагирования, происходит кинетическое горение, при преобладании процессов испарения происходит диффузионное горение.

Среди всех разновидностей действительного процесса горения жидкостей может выделить несколько типичных и представить их в виде следующих схем:

1. Схема диффузионного факела. В топочное пространство техногенного устройства при помощи форсунки подаются воздух и горючая жидкость, распыленная на мельчайшие капели. На выходе из горелки в реакционном пространстве происходит испарение жидкости, образование паровоздушной смеси и горение в объёме диффузионного факела. Испарение, нагрев до температуры воспламенения и зажигание происходит под воздействием тепловой энергией продуктов горения.

2. Схема диффузионного горения жидкости с открытой поверхности в резервуаре. В резервуаре с горючей жидкостью в воздушное пространство над свободной поверхностью непрерывно поступают пары. Пары перемешиваются с воздухом и образуют смесь. Смесь воспламеняется от источника зажигания и горит. Тепловая энергия, выделяющаяся в объёме пламени, служит источником нагрева и испарения жидкости в резервуаре. Горение высокомолекулярных жидкостей сопровождается термическим разложением макромолекул.

3. Схема диффузионного горения с открытой поверхности пролитой жидкости. На подстилающую поверхность за относительно малый период времени поступает большое количество горючего вещества, высвободившееся в результате разрушения резервуара с жидкостью. Пролитая жидкость растекается по большой площади и испаряется. Пары перемешиваются с воздухом и образуют горючую смесь. Смесь локально воспламеняется от источника зажигания, возникает пламя. Тепловая энергия, выделяющаяся в объёме пламени, интенсифицирует испарение пролитой жидкости. Пламя перемещается по свободной поверхности.

4. Схема кинетического горения паров жидкости. В резервуаре большого объема находятся остатки жидкости или в замкнутом помещении на подстилающую поверхность проливается горючая жидкость. Оставшаяся жидкость, также как и пролитая жидкость, при поступлении тепловой энергии из окружающей среды, испаряется. Пары перемешиваются с воздухом и образуют горючую смесь стехиометрического состава. Смесь локально воспламеняется от источника зажигания, возникает пламя. Распространение пламени по всему объёму резервуара или помещения носит кинетический характер. При определённых условиях распространения зоны химического реагирования дефлаграция способна перерасти в детонацию. Данная схема аналогична схеме кинетического горения газа.

Дата добавления: 2014-01-07