Кинетика на горене - учението за скорост и механизъм на химичните реакции от изгарянето на горива.
(Забележка: скорост на реакцията ЗАСЯГА KONTSENRATSIYA и температура)
При горенето се реализира бързо химическа преработка, придружен от освобождението на значителна топлина и обикновено е ярко луминесценция (пламък).
По принцип, когато горивната настъпва образуването на нови молекули или преразпределение на химични връзки между молекули, участващи в реакцията.
Реакционната Химическа горене в повечето случаи е комплекс, т.е. Тя се състои от голям брой елементарни химични процеси. В допълнение, чрез химична конверсия горене са свързани с редица физични процеси (пренос на топлина и маса), и се характеризира със съответните хидро и газ динамични законите
Изгарянето нарича бързо химична реакция комбинирани горивни компоненти и кислород, придружени от интензивно производство на топлинна и рязко покачване на температурата.
стехиометрични реакции горивни описани от уравнения характеризират качествено и количествено реагира и получената това вещество.
2CO + O2 = 2CO2 + 67,5 ккал / мол
Според това уравнение, може да се определи количеството кислород, необходимо за изгаряне на всеки въглеводороден газ или т.нар стехиометрично съотношение.
1 m 3 на кислород трябва да 4.76 m 3 на въздух и 3.76 m 3 азот.
Според формула определя теоретичното VT въздушния поток.
В практиката на газ за изгаряне на газа до устройствата горелката се подава повече въздух, отколкото се изисква от стехиометрично уравнение. Причината е, че за пълното изгаряне на газ трябва да се прилага правото размер на окислителя, в допълнение към пълното смесване на газ и въздух, т.е. максимален брой благоприятни сблъсък на молекули от газ и въздух. Това количество въздух, се нарича действителна Vd.
Излишният въздух се характеризира с излишък фактор на въздуха:
Това зависи от технологичния газ и горивен газ от частите на горелката.
Характерна особеност на горене - способността да пространствено разпределение. Това се дължи на дифузия на активните частици в горивната смес, или образуването на нови активни сайтове поради вложена енергия под формата на топлина на реакционните зони химически. В първия случай говорим за дифузия, а вторият - на топлинна Механизмът на разпространение на пламъка.
За всеки вид горене характеризира с две типични stadii- запалване и последващо изгаряне (след изгаряне) на гориво. приема за двете стъпки, общото време на горене на времето. Осигуряване на минимално общо време парене при максимално разсейване на топлината е основният предмет на технологията за изгаряне.
В кинетичната принципа, предварително, преди началото на процеса на горене, хомогенен горивен смес се създава газ, съдържащ в количество, малко по-голяма, отколкото се изисква от стехиометричното съотношение. Изгарянето на тази смес се случва в кратък твърд прозрачен без видима пиролизна горелка (пиролиза - разлагане под влиянието на топлина) на процесите, водещи до образуването на сажди частици в пламъка. В този горене може да протече при голям обемен калоричност за неопределено време, без образуването на непълни горивни продукти.
Обикновено, за изгаряне на кинетичната принципа използват специални миксери или инжектиране горелка получаване на хомогенна (еднакво) газова смес с първичен въздух излишък коефициент α1 = 1.02 ÷ 1.05. В по-малка съдържание на първичния въздух потоци на кинетичната принципа само началния етап на горене, с използването на кислород в газовата смес.
В зависимост от броя на атоми или молекули, които влизат съединението, реакциите са разделени от порядъка на мономолекулярна, бимолекулярен и тримолекулен.
На unimolecular реакции (реакция от първи порядък) продукти, образувани чрез химична конверсия на една молекула.
В bimolekuryarnyh реакции (реакции на втория ред) е взаимодействие между две молекули или атоми или атом и молекула.
На тримолекулен реакции (реакционни трети ред) взаимодействат три частици.
Колкото по-висока от порядъка на реакцията, толкова по-бавно тече. поради необходимостта за едновременно му сблъсък на множество молекули или атоми. Реакциите над третия ред не се случват, защото едновременното сблъсъка с четири или повече молекули с достатъчно енергия за реакцията, че е малко вероятно.
Разграничаване хомогенна и хетерогенна горене. Когато хомогенна изгаряне на гориво и окислител се подават при идентични състояния на агрегация, в хетерогенна - в различно. (Пример хомогенна - изгаряне газо-въздушната смес, Пример geterogennoto -. Изгаряне на твърдо гориво, например дърво в пещта)
устройства пещта има постоянна доставка на гориво и окислител в зоната на горене и по този начин остава практически постоянна концентрация на реагентите във времето в ядрото на пламъка. При тези условия, максималната скорост на реакцията може да се постигне при съотношение от началните концентрации е близка до стехиометричната 0пу ° С, когато реакцията не е излишък от всеки от тях. С излишък на гориво (богата смес) или при ниска концентрация (чиста смес), скоростта на реакцията намалява поради намаляване на депозитите на топлина за единица обем. Налице е по-ниска концентрация граница гориво (NP), под който горене става невъзможно, а горната граница (VI), при по-нататъшно увеличаване на концентрацията на гориво в сместа също спира изгаряне.
В диапазона на концентрации между външната страна на възможно изгарянето. По време на горенето на ryuchey-смес в затворен обем и в присъствието на топлинно изпълнението е в тъпка lovydelenie време на реакцията NE-Reda продукти на горенето и растителна ди за максимизиране на тяхната температура.
устройства пещта винаги имат отстраняването на топлината от зоната на повторно действие на нагревни повърхности. С повишената температура е в зона етапи бази горене се увеличава и отстраняване на топлина, като по прегаряне най Lib разсейване на топлината намалява и ВМЕ-STE с това е налице намаление температури на горене, тъй като топлината се запазва достатъчно висока.
Температурата на сместа, от която системата е в състояние на samousko рений-реакция към стабилно горене, наречен температура vosplamneniya.
процес на горене предхожда запалване на горивната смес. запалване или може да бъде принуден. или автономна (самозапалване).
Когато са стимулирани запалване, за да започнете горивни реакции използват външен източник на енергия (искра електрическа искра, горещи продукти от горенето на всички горива, и т.н.). Сместа за гориво в близост до източника на запалване, създава увеличение локална температура и натрупване на активните частици. Ако това активиращи ефекти ще бъдат достатъчни, за да се увеличи скоростта на реакцията в сместа, сместа се запалва в това място, след което пламъкът ще се разпространи от източника на запалване през.
Когато запалването необходимостта от външен източник на енергия се елиминира. Тук, реакцията на горене започва поради химическата активност на компонентите, когато комбинирани, дори при ниски температури. Това води до повишаване на температурата и натрупване на активни частици и ако сместа от гориво и окислител да бъде хомогенна, запалването се среща в целия обем. В действителни случаи, дължащи се на не-идеално смесване на компонентите на сместа гориво с обем не е еднакъв: в някои области не е окислител в другата - горивото. Има области, в които съставът на сместа е най-благоприятна за самозапалване. Тук и там са първите огнища горене. С повишаване на температурата, както и натрупването на активните частици около тези лезии пламък се разпростира върху целия обем.
запалване самостоятелно в зависимост от причината за увеличаване на скоростта на реакцията може да бъде в природата или термична верига запалване.
Ако основната причина за рязкото увеличение на скоростта на реакцията е нагряването на сместа, топлината на запалване се нарича. Ако не се наблюдава значително повишаване на температурата, и основната причина за рязкото увеличение на скоростта на реакцията е натрупването на реактивни радикали и атоми, които запалване се нарича верига.
В случай на запалване ще отнеме известно време, тъй като сместа от прием в контейнера до рязко нарастване на температура и налягане. През това време на подготовката на сместа за горене: температурата се повишава, акумулиране активни междинни продукти на горенето.
Периодът от време, през което сместа се превръща в състояние да запалване, се нарича период на индукция, или закъснението на запалване.
навигация в публикациите
Свързани статии