При отсутствии теплоотвода в окружающую среду (адиабатические условия) температурная зависимость скорости самонагревания, как правило, описывается экспонентой

Вопрос 1. Факторы, влияющие на условия самовозгорания веществ и материалов(40 мин).

Самовозгорание твердых дисперсных, пористых и волокнистых органических и некоторых неорганических материалов, а также жиров и жидких углеводородов, нанесенных на поверхность органических и неорганических материалов, вызывается окислением этих материалов кислородом атмосферного воздуха. Окислительные процессы экзотермичны, что сопровождается накоплением теплоты в реагирующей массе. Особенность окислительных процессов при самовозгорании состоит в том, что они самоускоряются. Если самоускорение вызывается преимущественным накоплением в реагирующей массе теплоты, то такой механизм самовозгорания называют тепловым. Если же самоускорение вызывается преимущественным накоплением промежуточных активных продуктов реакции (радикалов, атомов, активных молекул), то самовозгорание принято называть автокаталитическим или цепным..

Тепловое самовозгорание на начальной стадии может ускоряться тепловыделением от жизнедеятельности микроорганизмов, окислением при участии ферментов, адсорбцией паров воды и газов. Такой вид самовозгорания следует называть тепловым с предварительной биохимической или адсорбционной стадией самонагревания.

Природные материалы как правило многокомпонентны, а твердая поверхность - энергетически неоднородна. Вследствие этого реагирующая масса самовозгорающегося материала кинетически неоднородна. Характерная особенность кинетической неоднородности состоит в том, что высокой реакционной способностью обладает крайне незначительная доля активных центров. Однако они с заметной скоростью реагируют при комнатных и минусовых температурах, вызывая повышение температуры материала.

(1)

где Р₊ - адиабатическая скорость самонагревания, К/с; С - предэкспоненциальный множитель, К/c; E - энергия активации процесса самовозгорания, Дж / моль; R - универсальная константа, Дж / (моль×К); T - температура, К.

Вследствие химической и энергетической неоднородности склонность к самовозгоранию одинаковых материалов (продуктов) характеризуется различными численными значениями кинетических параметров. При этом, энергия активации Е колеблется в пределах от двух десятков до сотен килоджоулей на моль, а предэкспонент С - в пределах нескольких порядков (например, от 10 ¹ до 10 ). По этой причине одни и те же продукты и материалы могут иметь разную склонность к самовозгоранию (от минимальной до очень высокой). Такими свойствами обладают ископаемые угли, торф, комбикорма и их компоненты, целлюлозные (древесные) материалы, технический углерод (сажа), губчатое железо и другие продукты и материалы.

Дата добавления: 2014-01-07