Теория распространения пламени по газовоздушным смесям

Одна из основных задач теории горении – установить связь между скоростью распространения пламени, скоростью химической реакции и теплофизическими свойствами горючей смеси.

Одним из фундаментальных свойств пламени является именно его способность к самопроизвольному распространению.

Возникнув в результате воздействия на горючее вещество, находящегося в среде окислителя, источника зажигания, пламя в дальнейшем самостоятельно перемещается по горючей смеси с некоторой скоростью.

Механизм распространения пламени по газопаровоздушной смеси можно изобразить следующей схемой:

Источник зажигания

о- окислитель, х – горючая газовая смесь

При распространении горения по некоторой горючей системе исходную смесь от продуктов горения отделяет узкая светящаяся зона, называемая фронтом пламени.

Или другими словами, горение на границе элементарного объема со средой называется фронтом пламени.

Фронт пламени представляет собой трехмерную область (имеет вид сферы), в которой начинается и завершается химическая реакция взаимодействия горючего с окислителем.

Толщина фронта пламени достаточна для протекания реакции горения (окисления).

В этой зоне в виде теплоты сгорания выделяется вся потенциальная (химическая) энергия горючего вещества и температура фронта пламени за счет тепла реакции горения повышает­ся до максимального значения - температуры горения и составляет 1000-3000 ⁰С и зависит от состава смеси.

В зоне перед фронтом пламени концентрация исходных компонентов почти не меняется, поскольку химическое взаимодействие между ними не протекает и температура горючей смеси равна начальной.

Непосредственно перед фронтом пламени (зоной химической реакции) концентрация реаген­тов понижается, главным образом, вследствие разбавления ее продуктами реакции.

Во фронте пламени в результате химической реакции горения кон­центрация исходных компонентов резко снижается до нуля, а температура достигает максимального значения.

При перемещении фронта пламени происходят повышение температуры и давления смеси.

Вследствие молекулярной теплопровод­ности температура перед зоной горения монотонно повышается от началь­ной температуры горючей смеси до температуры, близкой к температуре горения, образуя зону физического прогрева.

Для большинства углеводородных смесей фронт пламени представляет собой яркую зону свечения, которую можно наблюдать визуально или заре­гистрировать с помощью фотосъемки.

Дата добавления: 2014-01-07