Методические рекомендации по изучению темы

В рамках данной темы предусмотрено проведение лекций, практических занятий и лабораторных работ.

С целью глубокой проработки материала, рассматриваемого в указанной теме обучающимся рекомендуется:

1. Изучить тему с использованием материала лекций и учебной литературы. При этом рекомендуется придерживаться следующей системы изучения:

а) Начните с изучения горения газообразных горючих веществ. Вспомните, что механизм распространения пламени и его характеристики были изучены на примере кинетического гомогенного горения. Распространение этого вида пламени определяется законами передачи тепла по механизму молекулярной теплопроводности и передачи вещества – диффузией. Поэтому скорость распространения пламени не зависит от того, находится смесь в покое или движется в ламинарном режиме.

В неподвижной горючей смеси при воспламенении фронт пламени перемещается в пространстве в сторону несгоревшей смеси, поэтому принято говорить о таком пламени как о движущемся. Если горючая смесь движется, например, вытекает из сопла горелки, то можно подобрать такой расход газовой смеси, что при поджигании возникшее пламя установится на срезе горелки, т.е. можно говорить о неподвижном, стационарном пламени, скорость распространения которого находится в динамическом равновесии со скоростью газового потока и направлена в противоположную сторону.

Механизм распространения пламени объясняют две теории: тепловая и диффузионная. Суть тепловой теории заключается в том, что пламя за счет передачи тепла распространяется по горючей смеси в сторону несгоревшего газа с определенной скоростью, называемой нормальной скоростью горения. Нормальная скорость распространения пламени является физической константой данной горючей смеси и зависит от природы горючего вещества, концентрации, теплофизических свойств смеси (теплопроводности, теплоемкости, температуропроводности и др.). При этом непременным условием для распространения пламени является соблюдение теплового и материального баланса в зоне горения.

При изучении диффузионного пламени целесообразно сравнивать все его параметры с кинетическим. Проанализируйте влияние конвективных потоков на структуру и параметры диффузионного пламени.

б) Горючие жидкости при нагреве интенсивно испаряются, над их поверхностью образуется паровоздушная смесь. Горение жидкости после воспламенения происходит в гомогенном режиме в диффузионной области. Обратите внимание на то, что в механизме воспламенения и горения жидкостей важное место занимает лучистый тепловой поток от факела пламенник поверхности жидкости. Изучите влияние конвективных потоков на массообмен, диффузию. Разберитесь в характеристиках горения жидкостей (массовой и линейной скорости выгорания). Проанализируйте их зависимость от различных факторов.

Объясните смысл таких характеристик, как температура вспышки, температура воспламенения, температурные пределы воспламенения.

Поскольку параметры горения обусловлены температурой жидкости, являются важными показателями пожарной опасности, необходимо знать методы определения температуры вспышки, температуры воспламенения, температурных пределов распространения пламени, их взаимосвязь с концентрационными пределами.

в) Горение твердых горючих веществ и материалов еще более сложно по своей природе, так как механизм горения определяется поведением твердых веществ и материалов при нагревании, их физическими свойствами, геометрией дисперсностью и т.д. Обратите внимание на то, что нелетучие металлы и уголь горят гетерогенно на поверхности раздела фаз. Изучите особенности теплообмена, скорости горения, показатели пожарной опасности.

2.Заучить определения основных понятий.

3.Разобраться в методиках решения основных типов задач по данной теме (расчет температуры вспышки индивидуальных веществ и смесей жидкостей, расчет температуры воспламенения, расчет температурных пределов распространения пламени).

В рамках изучения данной темы предусмотрено выполнение лабораторных работ по определению температуры вспышки и исследование влияния различных факторов на скорость распространения пламени по поверхности твердых горючих материалов.

Для подготовки к лабораторной работе по определению температуры вспышки необходимо:

- уметь ответить на контрольные вопросы и знать определения опорных терминов;

- знать назначение, принцип действия и устройство приборов закрытого типа ПВНЭ, открытого типа ТВ, а также прибора «Вспышка - А» (см. список литературы);

- уметь рассчитывать температуру вспышки индивидуальных жидкостей и их смесей;

- в тетради для лабораторных работ оформить отчет: название работы, цели работы, материально-техническое обеспечение, теоретические основы работы (основные определения; формулы расчета; назначение, принцип действия, устройство и рисунки приборов ПВНЭ и ТВ).