double arrow

Горючих смесей

-------------------------------------------------------------------------------------

Горючая смесь Формула uн, м/с

-------------------------------------------------------------------------------------

Водород + воздух Н2 + 0,5(О2 + 3,76N2) 1,60

Ацетилен + воздух СНºСН + 2,5(О2 + 3,76N2) 1,50

Ацетилен + кислород СНºСН + 2,5О2 8,00

Этилен + воздух СН2=СН2 + 3(О2 + 3,76N2) 0,60

Бутан + воздух С4Н10 + 6,5(О2 + 3,76N2) 0,40

Метан + воздух СН4 + 3(О2 + 3,76N2) 0,34

-------------------------------------------------------------------------------------

Рис.6. Влияние флегматизаторов на скорость распространения

пламени С3Н8 (a = 1,15)

5.Зависимость КПР от химической природы горючего вещества.

Теория дефлаграционного горения не накладывает никаких ограничений на температуру горения газопаровоздушных смесей, а значит, и на величину нормальной скорости распространения пламени. Согласно выражения (14) температура горения Тг может снижаться вплоть до температуры исходной горючей смеси Т0. Однако в действительности это не так. До сих пор мы учитывали расход теплоты горения только на нагрев горючей смеси теплопроводностью в зоне подогрева фронта пламени. На самом же деле в реальных горючих системах существенную роль играют еще и другие виды теплопотерь из зоны горения. Все зависит от формы и, особенно, от поперечного сечения сосуда, емкости или аппарата с горючей смесью.

Классическая тепловая теория распространения пламени позволяет оценить величину дополнительных тепловых потерь из зоны горения как в стенку, так и на излучение, и учесть их при расчетах скорости распространения пламени. Величина этих потерь может достигать 40 % от Qн.

Тепловая теория позволяет сделать еще один очень важный для практики вывод: кинетические закономерности накладывают очень жесткие ограничения на процессы горения и распространения пламени, а именно, при снижении температуры горения в результате теплопотерь на величину q = RT2/E (характеристический интервал температуры) скорость химических реакций, а значит, и скорость распространения пламени, снижается в e раз, и горение прекращается.

Это значит, что существует критическое значение uн(кр), которое равно:

(17)

Критическую скорость распространения пламени можно оценить по

следующему выражению:

(18)

Расчеты и эксперименты показывают, что критическое значение нормальной скорости распространения пламени составляет примерно 0,04 м/с. С меньшей скоростью пламя распространяться не может ни в какой горючей системе.

Ранее мы установили, что uн = f(a). Выражение должно быть справедливо для значений a как меньше, так и больше единицы. Это означает, что существуют два значения концентраций горючего вещества, при которых нормальная скорость распространения пламени достигает своих критических значений. Их называют концентрационными пределами распространения пламени (сокращенно - КПР).

Нижний и верхний концентрационный предел распространения пламени (воспламенения) - соответственно, минимальное и максимальное содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Обозначается НКПР (jн) и ВКПР (jв).

НКПР применяется при определении категории производств по пожаровзрывоопасности. Кроме того, КПР применяют при расчете взрывобезопасных концентраций газов, паров, пылей в воздухе рабочей зоны, внутри технологического оборудования, трубопроводов, при проектировании вентиляционных систем.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: