ЭССЕ НА ТЕМУ: РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЛАМЕНИ ПО ГАЗАМ. ДЕФЛАГРАЦИОННОЕ ГОРЕНИЕ. ДЕТОНАЦИЯ

Нормальное или дефлаграционное горение - это распространение пламени по однородной горючей среде, при котором фронт пламени движется вследствие ее послойного разогрева по механизму теплопроводности.

Дефлаграционное пламя распространяется с небольшой скоростью, порядка нескольких метров или десятков метров в секунду. Передача теплоты в этом случае осуществляется послойно по механизму теплопроводности.

При дефлаграционном горении пламя распространяется со скоростью, называемой нормальной скоростью распространения пламени.

Нормальная скорость распространения пламени uн - это минимальная скорость, с которой пламя может распространятся в горючей среде по нормали к своему фронту. Размерность ее [м/с]. Нормальная скорость является важной характеристикой горючей смеси [2,c,65].

Вектор нормальной скорости распространения пламени всегда направлен в строну горючей смеси

Форма фронта пламени, возникшего от небольшого источника зажигания в неподвижной однородной среде - сферическая, а в ряде случаев, например, при горении в трубах, может быть плоской. Наблюдаемая в реальных условиях скорость распространения пламени относительно неподвижных предметов (стенки трубы, сосуда и т.п.), называется видимой скоростью.

В зависимости от направления и величины линейной скорости v потока газовой смеси фронт пламени может быть неподвижным (стационарным) или движущимся. Стационарное пламя возникает в тех случаях, когда горючая смесь движется навстречу фронту пламени с такой же скоростью, т.е. v = uв. Типичным примером стационарного пламени являются пламена факельных горелок в промышленных печах, лабораторных горелок Бунзена, Теклю и др.

Одна из основных задач теории горении – установить связь между скоростью распространения пламени, скоростью химической реакции и теплофизическими свойствами горючей смеси.

Одним из фундаментальных свойств пламени является именно его способность к самопроизвольному распространению.

Возникнув в результате воздействия на горючее вещество, находящегося в среде окислителя, источника зажигания, пламя в дальнейшем самостоятельно перемещается по горючей смеси с некоторой скоростью.

Механизм распространения пламени по газопаровоздушной смеси можно изобразить следующей схемой:

При распространении горения по некоторой горючей системе исходную смесь от продуктов горения отделяет узкая светящаяся зона, называемая фронтом пламени [4,c.34].

Или другими словами, горение на границе элементарного объема со средой называется фронтом пламени.

Фронт пламени представляет собой трехмерную область (имеет вид сферы), в которой начинается и завершается химическая реакция взаимодействия горючего с окислителем.

Толщина фронта пламени достаточна для протекания реакции горения (окисления).

В этой зоне в виде теплоты сгорания выделяется вся потенциальная (химическая) энергия горючего вещества и температура фронта пламени за счет тепла реакции горения повышает­ся до максимального значения - температуры горения и составляет 1000-3000 0С и зависит от состава смеси.

В зоне перед фронтом пламени концентрация исходных компонентов почти не меняется, поскольку химическое взаимодействие между ними не протекает и температура горючей смеси равна начальной.

Непосредственно перед фронтом пламени (зоной химической реакции) концентрация реаген­тов понижается, главным образом, вследствие разбавления ее продуктами реакции.

Во фронте пламени в результате химической реакции горения кон­центрация исходных компонентов резко снижается до нуля, а температура достигает максимального значения.

При перемещении фронта пламени происходят повышение температуры и давления смеси.

Вследствие молекулярной теплопровод­ности температура перед зоной горения монотонно повышается от началь­ной температуры горючей смеси до температуры, близкой к температуре горения, образуя зону физического прогрева [1,c.66].

Для большинства углеводородных смесей фронт пламени представляет собой яркую зону свечения, которую можно наблюдать визуально или заре­гистрировать с помощью фотосъемки.

Детонацию, как правило, воспринимают противоречиво. С одной стороны — «ну и что, что двигатель немного пробренчит». С другой, знакомые с этим явлением люди далеко не столь оптимистичны.