Критерии теплового самовоспламенения Франк - Каменецкого

Д.А.Франк-Каменецким был предложен критерий теплового самовоспламенения, основанный на нарушении стационарного распределения температур в реактивном сосуде при достаточной скорости тепловыделения:

,

где - характерный размер сосуда, м;

- предэкспоненциальный множитель;

- коэффициент теплопроводности газовой смеси, Вт/(м×К);

- безразмерный критерий, равный 3,3; 0,88 и 2 соответственно для сферического, плоскопараллельного и цилиндрического сосудов.

Критерий Д.А.Франк-Каменецкого следует понимать так: если при подстановке всех параметров, определяющих , мы получим значение , то воспламенения не будет, при произойдет воспламенение. Из уравнения критерия следует, что теплота реакции и радиус сосуда , в котором происходит реакция, - важные определяющие факторы взрыва. Тепловой взрыв выражен тем ярче, чем лучше выполняются неравенства:

<< 1

Если эти неравенства выполняются плохо, то тепловой взрыв вырождается – одновременно с ростом температуры происходит быстрое выгорание исходного вещества, которое смазывает картину взрыва.

Виды процесса возникновения горения

Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов. Вспышка – быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов. Температура вспышки - это наименьшая температура вещества смеси, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для возникновения устойчивого горения.

Возгорание - возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение - возгорание, сопровождающееся появлением пламени. Температура воспламенения – температура горючего вещества, при которой оно выделяет пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.

Самовозгорание – явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания. Самовозгорание может быть результатом воздействия внешнего нагрева вещества, а также происходит под влиянием биохимических, химических и физических процессов.

Самовоспламенение – самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Диффузионное горение

ДИФФУЗИОННОЕ ГОРЕНИЕ – горение неперемешанных газо-, паровоздушных смесей с воздухом. Оно свойственно конденсированным горючим веществам жидкостям и твёрдым материалам. Для диффузионного горения характерно наличие светящегося пламени. В зависимости от диаметра трубопровода, а также давления, при котором происходит истечение газов, диффузионное горение может быть ламинарным и турбулентным. Для возникновения диффузионного горения необходимо, чтобы горючее вещество (материал) было нагрето источником зажигания до температуры воспламенения. Диффузионное горение сопровождается, как правило, сажеобразованием, что характерно для турбулентных факелов, образуемых при горении нефтепродуктов в резервуарах. К диффузионному горению относятся различные очаги пожаров.