- •Дисциплина «Теория горения и взрыва»
- •1. Пожар и его особенности. Основные явления, протекающие на пожаре. Опасные факторы пожара и их воздействие на человека.
- •2. Виды и режимы горения: кинетический и диффузионный; ламинарный и турбулентный; гомогенное и гетерогенное; детонационное и дефлаграционное.
- •3. Уравнение материального и теплового баланса процесса горения. Чем отличается значение теоретического и действительного количества воздуха, участвовавшего в горении?
- •4. Теплота горения. Температура горения.
- •5. Понятие пожарной опасности веществ и материалов. Какие вы знаете методы их определения.
- •Gх.Р. Gкон.Прод. –Gисх.В-в ,
- •6. Самовоспламенение веществ и материалов. В чем суть тепловой теории самовоспламенения н.Н. Семенова. Температура самовоспламенения.
- •7. Самовозгорание веществ и материалов. Условия теплового самовозгорания.
- •8. Вынужденное воспламенение горючей системы и его виды.
- •9. Концентрационные пределы воспламенения паро - и газовоздушных смесей. Влияние различных факторов на концентрационные пределы воспламенения.
- •10. Кинетическое и диффузионное горение газов. Понятие нормальной скорости распространения пламени, влияние различных факторов на величину нормальной скорости горения.
- •11. Условия возникновения горения жидкостей. Объясните физический смысл таких характеристик пожарной опасности жидких горючих, как Твсп, тпв.
- •13. Общие закономерности и отличительные особенности горения веществ различного агрегатного состояния.
- •14. Горение твердых веществ и материалов. Механизм распространения пламени по поверхности твердых веществ и материалов. Влияние условий горения на скорость распространения пламени.
- •Влияние условий горения на скорость распространения пламени.
4. Теплота горения. Температура горения.
Теплота горения.
Главной особенностью реакций горения является то, что при их протекании выделяется большое количество тепла. Одной из причин повышенной опасности горения на пожаре является большой тепловой эффект процесса, возникающие вследствие этого повышение температуры в зоне реакции и тепловое взаимодействие очага горения с окружающей средой (с расположенными около него горючими материалами и веществами, со строительными конструкциями, с организмом человека, технологическими аппаратами, техникой и т.д.). В расчете на единицу количества горючего вещества тепловой баланс зоны горения можно записать так:
Qн (кью) + Qисх - Qнедож = Qпг + Qпот,
где Qисх - количество тепла, поступающего в зону горения с горючим веществом и окислителем (если в (альфа) = 1, Тн = 293 К, Qисх 0,03Qн);
Qнедож - количество тепла, нереализуемое в зоне горения из-за химического и механического недожога. Qнедож зависит от вида горючего материала и условий горения и возрастает с увеличением количества воздуха, необходимого для полного сгорания (Qнедож составляет 5-25% от Qн);
Qпг - количество тепла, затрачиваемое на нагрев продуктов горения. За счет Qпг продукты горения нагреваются до температуры более 1000 С (Qпг составляет 40-80% от Qн);
Qпот - количество тепла, теряемое из зоны горения конвекцией и излучением (Qпот составляет 40-60% от Qн);
Qн - низшая теплота сгорания вещества или материала. Этот показатель характеризует пожарную опасность вещества или материала.
Низшей теплотой сгорания Qн называется количество тепла, выделяемого при полном сгорании единицы массы или объема (кг, кмоль, м3) горючего вещества, при условии сгорания водорода до образования пара и испарения влаги горючего вещества (кДж/кмоль, кДж/кг, кДж/м3).
Различают также высшую теплоту сгорания Qв - это количество тепла, выделяемого при полном сгорании единицы массы или объема горючего вещества при условии, что содержащийся в нем водород сгорает с образованием жидкой воды и влага в веществе не испаряется. Эта величина имеет чисто теоретическое значение, т.к. температура горения намного выше 100С, и всегда выделяющаяся вода при горении и влага вещества будут испаряться. Для расчетов параметров процессов горения используется низшая теплота горения.
Температура горения.
Часть из выделяемого в зоне горения тепла расходуется на нагрев продуктов горения (Qпг).
Максимальная температура, до которой нагреваются продукты горения, называется температурой горения.
Различают следующие температуры горения:
калометрическая – температура, до которой нагреваются продукты горения при следующих условиях: То = 273 К; в = 1; Qпг = Qн;
адиабатическая - если выполняются условия: То = 273 К; в 1; Qпг = Qн;
теоретическая - температура горения, когда учитывается часть тепла, расходуемого на диссоциацию продуктов горения и выполняются следующие условия: То = 273 К; в = 1; Qпг = Qн - Qдисс;
действительная температура горения - та температура, до которой нагреваются продукты горения в реальных условиях: То 273 К; в 1; Qпг Qн.
Уравнение теплового баланса процесса горения позволяет рассчитать температуру горения. При этой температуре суммарное теплосодержание (энтальпия) продуктов горения равно количеству тепла, затрачиваемому на их нагрев:
Qпг(Тг) = Vпго(i) ср(i) Тг. , где ср(i) – удельная теплоемкость, кДж/(K×кг), Vпго(i) - объем продуктов горения, выделившихся при сгорании 1 м3 и 1 кмоль i-го горючего газа, входящего в смесь газов.
Количество поглощаемого или выделяемого тепла Q, выраженное в кДж, зависит от массы m, выраженной в кг, удельной теплоемкости c и разности температур, выраженной в K.