Процесс горения и виды горения: вспышка, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание и взрыв. Процесс горения и его виды Виды процесса возникновения горения

Возгоранием называется возникновение горения под воздействием источника зажигания. Под источником зажигания понимается горящее или накаленное тело, а также электрический разряд с запасом энергии и температурой, достаточными для возникновения горения других веществ.

Если возгорание сопровождается появлением пламени, то такой процесс возникновения горения называется воспламенением. Воспламенение хотя и является частным случаем возгорания, однако в практике имеет наибольшее распространение.

Физическая сущность процесса воспламенения та же, что и самовоспламенения, так как условия самоускорения реакции окисления у них одни и те же. Основное различие между ними заключается в том, что процесс воспламенения пространственно ограничен частью объема горючего вещества, в то время как процесс самовоспламенения происходит во всем объеме. Поэтому при воспламенении удельная поверхность теплоотвода горючего вещества обычно выше, чем при самовоспламенении, и ускорение реакции окисления начинается при более высокой температуре.

На рис. 20 приведены результаты опытов по воспламенению смесей светильного газа с воздухом накаленными платиновыми и кварцевыми шариками разного диаметра. Так как физическая сущность процессов воспламенения и самовоспламенения одна и та же, то и температуры самовоспламенения их должны изменятьсяпод влиянием тех же факторов. Кривая, приведенная на рис. 20, показывает, что температура самовоспламенения светильного газа увеличивается с уменьшением диаметра шариков, т.е. подобно тому, как увеличивается температура самовоспламенения газовой смеси при уменьшении ее объема. Эта общая закономерность становится понятной, если учесть, что с уменьшением диаметра шариков уменьшается нагреваемый ими объем газовой смеси. В соответствии с тепловой теорией самовоспламенения дальнейшее уменьшение диаметра накаленных шариков должно привести к тому, что при некотором очень малом диаметре они не смогут воспламенить газовую смесь.

Рассмотрим механизм воспламенения. Предположим, что температура поверхности тела повысилась до некоторого значения Т 1 (рис. 21,а). Если с этой поверхностью соприкасается среда, не способная к реакции окисления, то распределение температуры в ней изобразится кривой Т \ А \. При соприкосновении горючей смеси с поверхностью кривая температур становится иной, что обусловлено дополнительным выделением тепла в результате реакции окисления. Ее можно изобразить в виде штриховой линии . Если повысить температуру тела до Т 2 (рис. 21,6), то в инертной среде это вызовет распределение температуры по кривой Т 2 А 2 , но с более резким спадом, чем в предыдущем случае. В горючей же смеси в результате увеличения скорости выделения тепла с повышением температуры кривая температур будет опускаться медленнее, чем кривая Т 2 А 2 повышая температуру тела, можно найти такую температуру Т 2 , при которой температура смеси около тела понижаться не будет и кривая температур примет вид . Если еще повысить температуру, то температура горючей смеси вследствие большой скорости выделения тепла не сможет быть постоянной и начнет быстро возрастать (по мере удаления от тела) до тех пор, пока не произойдет воспламенение (кривая на рис. 21, в). Таким образом, температура Т 2 является для этих условий предельной, т. е. температурой самовоспламенения. Механизм воспламенения от искр при ударе металла о металл, металла о камень ничем не отличается от рассмотренного.

Рис. 20. Температура самовоспламенения светильного газа.

Рис. 21. Изменение температуры в горючей смеси, нагреваемой твердым телом

Опытами установлено, что при трении стали о сталь образуются искры, способные воспламенить смеси воздуха с водородом, сероуглеродом, ацетиленом, сероводородом, коксовым газом и некоторыми другими веществами. Трение алюминиевых сплавов по стальным, покрытым ржавчиной поверхностям вызывает воспламенение всех известных взрывоопасных газовых смесей.

Из твердых горючих веществ наиболее подвержены возгоранию или воспламенению от искр волокнистые и мелкораздробленные материалы: хлопок, войлок, ткань, сено, мякина, шерсть и др. Все они имеют малую теплопроводность и большую поверхность, что способствует сохранению тепловой энергии искры в небольшом объеме горючего вещества и быстрому нагреву его.

Пламя, представляющее собой нагретые газы, является мощным тепловым источником воспламенения не только газообразных веществ, но и твердых.

Причинами пожаров довольно часто являются электрические искры. Они могут воспламенить не только газы, жидкости, пыли, но и твердые вещества. При возникновении электрической искры в объеме газа между электродами образуются свободные атомы и радикалы, которые, диффундируя в горючую смесь, инициируют цепную реакцию окисления. Одновременно в объеме около искры интенсивно повышается температура. Ниже приведены величины минимальной энергии электрической искры, необходимой для воспламенения смесей горючих паров и газов с воздухом при нормальном давлении.

контрольная работа

Вопрос 2. Опишите процесс горения и виды горения: вспышку, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание и взрыв

Правильная организация противопожарных мероприятий и тушения пожаров невозможна без понимания сущности химических и физических процессов, которые происходят при горении. Знание этих процессов дает возможность успешно бороться с огнем.

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением. Окислителем в процессе горения может быть кислород, а также хлор, бром и другие вещества.*

В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом воздуха. Этот вид окислителя и принят в дальнейшем изложении. Горение возможно при наличии вещества, способного гореть, кислорода (воздуха) и источника зажигания. При этом необходимо, чтобы горючее вещество и кислород находились в определенных количественных соотношениях, а источник зажигания имел необходимый запас тепловой энергии.

Известно, что в воздухе содержится около 21% кислорода. Горение большинства веществ становится невозможным, когда содержание кислорода в воздухе понижается до 14-18%, и только некоторые горючие вещества (водород, этилен, ацетилен и др.) могут гореть при содержании кислорода в воздухе до 10% и менее. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода горение большинства веществ прекращается.*

Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и составляют горючую систему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию горения. Источником зажигания может быть горящее пли накаленное тело, а также электрический разряд, обладающий запасом энергии, достаточным для возникновения горения и др.

Горючие системы подразделяются на однородные и неоднородные. Однородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров с воздухом). Горение таких систем называют горением кинетическим. Скорость его определяется скоростью химической реакции, значительной при высокой температуре. При определенных условиях такое горение может носить характер взрыва или детонации. Неоднородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела (твердые горючие материалы и нераспыленные жидкости). В процессе горения неоднородных горючих систем кислород воздуха проникает (диффундирует) сквозь продукты горения к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют диффузионным горением, так как его скорость определяется главным образом сравнительно медленно протекающим процессом-диффузией.

Для возгорания тепло источника зажигания должно быть достаточным для превращения горючих веществ в пары и газы и для нагрева их до температуры самовоспламенения. По соотношению горючего и окислителя различают процессы горения бедных и богатых горючих смесей. Бедные смеси содержат в избытке окислитель и имеют недостаток горючего компонента. Богатые смеси, наоборот, имеют в избытке горючий компонент и в недостатке окислитель.*

Возникновение горения связано с обязательным самоускорением реакции в системе. Процесс самоускорения реакции окисления с переходом ее в горение называется самовоспламенением. Самоускорение химической реакции при горении подразделяется на три основных вида: тепловой, цепной и комбинированный - цепочечно-тепловой. По тепловой теории процесс самовоспламенения объясняется активизацией процесса окисления с возрастанием скорости химической реакции. По цепной теории процесс самовоспламенения объясняется разветвлением цепей химической реакции. Практически процессы горения осуществляются преимущественно по комбинированному цепочечно-тепловому механизму.

Сгорание различают полное и неполное. При полном сгорании образуются продукты, которые неспособны больше гореть: углекислый газ, сернистый газ, пары воды. Неполное сгорание происходит, когда к зоне горения затруднен доступ кислорода воздуха, в результате чего образуются продукты неполного сгорания: окись углерода, спирты, альдегиды и др.

Ориентировочно количество воздуха (м3), необходимое для сгорания 1 кг вещества (или 1 м3 газа):

где Q - теплота сгорания, кДж/кг, или кДж/м3.

Теплота сгорания некоторых веществ: бензина-47 000 кДж/кг; древесины воздушно-сухой -14 600 кДж/кг; ацетилена - 54400 кДж/м3; метана - 39400 кДж/м3; окиси углерода - 12600 кДж/м3.*

По теплоте сгорания горючего вещества можно определить, какое количество тепла выделяется при его сгорании, температуру горения, давление при взрыве в замкнутом объеме и другие данные.

Температура горения вещества определяется как теоретическая, так и действительная. Теоретической называется температура горения, до которой нагреваются продукты сгорания, в предположении, что все тепло, выделяющееся при горении, идет на их нагревание.

Теоретическая температура горения:

де m - количество продуктов горения, образующихся при сгорании 1 кг вещества; с - теплоемкость продуктов горения, кДж/ (кг*К); и - температура воздуха, К; Q - теплота сгорания, кДж/кг.

Действительная температура горения на 30-50% ниже теоретической, так как значительная часть тепла, выделяющегося при горении, рассеивается в окружающую среду.

Высокая температура горения способствует распространению пожара, при ней большое количество тепла излучается в окружающую среду, и идет интенсивная подготовка горючих веществ к горению. Тушение пожара при высокой температуре горения затрудняется.

При рассмотрении процессов горения следует различать следующие его виды: вспышка, возгорание, воспламенение, самовоспламенение, самовозгорание, взрыв.

Вспышка - это быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание - возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение - возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Возгораемость - способность возгораться (воспламеняться) под воздействием источника зажигания.*

Самовозгорание - это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения веществ (материала, смеси) при отсутствии источника зажигания.

Самовоспламенение - это самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Взрывом называется чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Необходимо понимать различие между процессами возгорания (воспламенения) и самовозгорания (самовоспламенения). Для того чтобы возникло воспламенение, необходимо внести в горючую систему тепловой импульс, имеющий температуру, превышающую температуру самовоспламенения вещества. Возникновение же горения при температурах ниже температуры самовоспламенения относят к процессу самовозгорания (самовоспламенения).

Горение при этом возникает без внесения источника зажигания - за счет теплового или микробиологического самовозгорания.

Тепловое самовозгорание вещества возникает в результате самонагревания под воздействием скрытого или внешнего источника нагрева. Самовоспламенение возможно только в том случае, если количество тепла, выделяемого в процессе самоокисления, будет превышать отдачу тепла в окружающую среду. Микробиологическое самовозгорание возникает в результате самонагревания под воздействием жизнедеятельности микроорганизмов в массе вещества (материала, смеси). Температура самовоспламенения является важной характеристикой горючего вещества. Температура самовоспламенения - это самая низкая температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающееся возникновением пламенного горения.

Температуры самовоспламенения некоторых жидкостей, газов и твердых веществ, имеющих применение в машиностроительной промышленности, приведены в табл.2.1.

Таблица 2.1. Температуры самовоспламенения некоторых жидкостей

Вещество	Температура самовоспламенения, °С
Фосфор белый
Сероуглерод
Целлулоид
Сероводород
Масла нефтяные

Бензин А-76

Каменный уголь
Ацетилен
Этиловый спирт
Древесный уголь
Нитробензол



Окись углерода

Помимо температуры самовоспламенения, горючие вещества характеризуются периодом индукции или временем запаздывания самовоспламенения. Периодом индукции называют промежуток времени, в течение которого происходит саморазогревание до воспламенения. Период индукции для одного и того же горючего вещества неодинаков и находится в зависимости от состава смеси, начальных температуры и давления.

Период индукции имеет практическое значение при действии на горючее вещество маломощных источников воспламенения (искры). Искра, попадая в горючую смесь паров или газов с воздухом, нагревает некоторый объем смеси, и в то же время происходит охлаждение искры. Воспламенение смеси зависит от соотношения периода индукции смеси и времени охлаждения искры. При этом, если период индукции больше времени охлаждения искры, то воспламенения смеси не произойдет.

Период индукции принят в основу классификации газовых смесей по степени их опасности в отношении воспламенения. Период индукции пылевых смесей зависит от размера пылинок, количества летучих веществ, влажности и других факторов. Некоторые вещества могут самовозгораться, находясь при обычной температуре. Это в основном твердые пористые вещества большей частью органического происхождения (опилки, торф, ископаемый уголь и др.). Склонны к самовозгоранию и масла, распределенные тонким слоем по большой поверхности. Этим обусловлена возможность самовозгорания промасленной ветоши. Причиной самовозгорания промасленных волокнистых материалов является распределение жировых веществ тонким слоем на их поверхности и поглощение кислорода из воздуха. Окисление масла кислородом воздуха сопровождается выделением тепла. В случае, когда количество образующегося тепла превышает теплопотери в окружающую среду, возможно возникновение пожара. Пожарная опасность веществ, склонных к самовозгоранию, очень велика, поскольку они могут загораться без всякого подвода тепла при температуре окружающей среды ниже температуры самовоспламенения веществ, а период индукции самовозгорающихся веществ может составлять несколько часов, дней и даже месяцев. Начавшийся процесс ускорения окисления (разогревания вещества) можно остановить лишь при обнаружении опасного нарастания температуры, что указывает на большое значение пожарно-профилактических мероприятий.

На машиностроительных предприятиях применяются многие вещества, способные к самовозгоранию. Самовозгораться при взаимодействии с воздухом могут сульфиды железа, сажа, алюминиевая и цинковая пудра и др. Самовозгораться при взаимодействии с водой могут щелочные металлы, карбиды металлов и др. Карбид кальция (СаС2), реагируя с водой, образует ацетилен (С2Н2).

Безопасность жизнедеятельности

Самовозгорание -- это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к горению вещества, материала или смеси в отсутствие источника зажигания. Оно может быть тепловое, химическое и микробиологическое...

Вентиляция зданий. Виды возникновения горения

Горение и взрывы газов, жидкостей и твердых веществ (окись углерода)

Горение - сложный физико-химический процесс, протекающий с выделением теплоты и света. Диффузионное горение-горение, при котором скорость горения зависит от скорости диффузии...

Горение -- химическая реакция (окисление горючего вещества), которая сопровождается выделением тепла и света. Для осуществления горения необходимы: окислитель (например, кислород); источник возгорания (горючее вещество, напрмер...

Обеспечение пожарной безопасности населения

1. Детонация. Вещество мгновенно превращается в газо- или пылеобразное состояние. Скорость горения больше скорости звука. Резко возрастает давление. 2. Взрыв- быстрое сгорание горючих веществ с образованием большого количества теплоты и газа...

Организация и тактика тушения пожара Муниципального общеобразовательного учреждения Средней общеобразовательной школы №25 ст. Платнировской Краснодарского края Кореновского района

Пожар -- неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс...

Основы безопасности жизнедеятельности

Техногенные чрезвычайные ситуации классифицируются по типам аварий, которые являются источниками основных видов чрезвычайных ситуаций техногенного характера...

Охрана труда женщин и молодежи. Действия в чрезвычайных обстоятельствах

Горение - сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выделением теплоты и излучением света. Для начала горения необходимы горючее вещество, источник зажигания...

Проект вагона МЧС для проведения аварийно-спасательных работ в метрополитене

Основные способы прекращения горения в подземных сооружениях метрополитена - поверхностное и объемное тушение водой и пенами высокой и средней кратности...

Радиационная безопасность

Фотон - квант электромагнитного поля, элементарная частица с нулевой массой покоя и спином, равным единице. Процесс взаимодействия фотонов с электронами и позитронами - это квантовая электродинамика...

Исходя из того, что потери тепла по условию равны 20%, получаем Qп.г.=0.86Qн Qп.г.=0.86 35524=30550.12 кДж/кг 411.7 ближе к 395.4, поэтому по таблице 1 приниамем T=1573К, берём на 100 К меньше - это 1473 К. Тг,1 = 1473 К. = 0.744 2718.5 = 2022.56 кДж/м3 = 2.8 1233.9 = 5974.92 кДж/м3 = 7.163 1705.3 = 12215...

Расчет основных параметров развития пожара в здании завода гелиевого машиностроения

Плотность продуктов горения может быть рассчитана по формуле: где: 354 - постоянная величина; Тп - температура среды в помещении, где произошел пожар, К...

Расчёт основных параметров развития и тушения пожара в здании офисного центра

Qн = 13847.4 , кДж/кг Qп.г.=Qн-Qнедож-Qп.из.=0.79хQн=0.79х 13847.4 =10939.4 , кДж/кг ТГ=1173 К т.к. в смеси воздуха присутствует азот, то понижаем температуру на 100 градусов ТГ=1073 К } возд.=6.3*1108.2=6981.6 ? Нср.=11948.1 > Qп.г =10939.4 кДж/кг; Понижаем на 100 градусов...

Статистическое исследование обстановки с пожарами и их последствиями

Горение - одно из интереснейших и жизненно необходимых для людей явлений природы. Горение является полезным для человека до тех пор, пока оно не выходит из подчинения его разумной воле. В противном случае оно может привести к пожару...

Тушение пожаров

К химически активным ингибиторам относятся фреоны и некоторые другие галоидопроизводные метана и этана, в частности такие соединения, как CH2ClBr, C2H4Br2, CF3Br...

Возгоранием называется возникновение горения под воздействием источника зажигания. Под источником зажигания понимается горящее или накаленное тело, а также электрический разряд с запасом энергии и температурой, достаточными для возникновения горения других веществ.

Физическая сущность процесса воспламенения та же, что и самовоспламенения, так как условия самоускорения реакции окисления у них одни и те же. Основное различие между ними заключается в том, что процесс
воспламенения пространственно ограничен частью объема горючего вещества, в то время как процесс самовоспламенения происходит во всем объеме. Поэтому при воспламенении удельная поверхность теплоотвода горючего вещества обычно выше, чем при самовоспламенении, и ускорение реакции окисления начинается при более высокой температуре.

СКЛОННОСТЬ ВЕЩЕСТВ К САМОВОЗГОРАНИЮ

Температура самонагревания

Температурой самонагревания называется самая низкая температура вещества (материала, смеси), при которой возникает его самонагревание. Самонагревание веществ, находящихся в атмосфере воздуха, обычно обусловлено происходящими в них химическими и физическими процессами, выделяющими тепло: окисления, разложения, замещения, адсорбции и др.

Вещества, имеющие температуру самонагревания ниже 50 °С условно выделили в отдельную группу и стали называть пирофорными веществами, а процесс возникновения горения в результате их самонагревания - самовозгоранием.

Различают самовозгорание тепловое, микробиологическое и химическое в зависимости от причины выделения тепла в начальной фазе самонагревания веществ и материалов.

Тепловое самовозгорание

Тепловым называется самовозгорание, вызванное самонагреванием, возникшим под воздействием внешнего нагрева вещества (материала, смеси) выше температуры самонагревания. Так как тепловое самовозгорание происходит при нагреве веществ в атмосфере воздуха, оно не имеет резкого отличия от химического самовозгорания веществ при контакте их с кислородом воздуха.

К тепловому самовозгоранию имеют склонность многие вещества и материалы, но к пирофорным (в особом состоянии) можно отнести масла и жиры, каменные угли и некоторые химические вещества.

Масла и жиры. Самовозгорание масел и жиров часто является причиной пожаров. Существует три вида масел: минеральные, растительные и животные. Масла и жиры могут самовозгораться только при определенных условиях:

б) при большой поверхности окисления масел и жиров и малой
теплоотдаче;

в) если жирами и маслами пропитаны какие-либо горючие материалы;

г) при определенной уплотненности промасленного материала.

Чем выше йодное число масла, тем больше способно масло к самовозгоранию. Ниже приведены йодные числа некоторых растительных масел и животных жиров.

Полунатуральные олифы, представляющие собой смеси окисленного льняного масла с растворителями, имеют небольшие йодные числа и мало способны к самовозгоранию. Искусственные олифы совершенно не способны самовозгораться.

Жиры рыб и морских животных имеют высокое йодное число, но обладают незначительной способностью к самовозгоранию, что обусловлено присутствием в них продуктов, замедляющих окисление.

Способность масел и жиров к самовозгоранию тем больше, чем больше уплотнен промасленный материал. Но если материал слишком уплотнен, то способность промасленного материала к самовозгоранию уменьшается, так как при сжатии поверхность окисления уменьшается и подвод кислорода к маслу сокращается.

Способность промасленных материалов к самовозгоранию увеличивается в присутствии в них катализаторов, ускоряющих окисление и полимеризацию масел - соли различных металлов - марганца, свинца, кобальта, так называемых сиккативов.

ГОРЕНИЕ - сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, харак-ся само ускоряющимся превращением и сопровождается выделением большого кол-ва тепла.

ПОЖАР - неконтролируемое горение, причиняющие материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

ВЗРЫВ - бысторое превращение вещества(взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных произвести работу.

ВОСПЛАМЕНЕНИЕ - начало пламенного горения под воздействием источника зажигания.

САМОВОЗГОРАНИЕ - возгорание в результате само инициирующихся экзотермических процессов.

САМОВОСПЛАМЕНЕНИЕ - самовозгорание, сопровождающееся пламенем.

ТЛЕНИЕ - беспламенное горение

Горение представляет собой процесс окисления или взаимодействия горючего вещества с кислородом воздуха. Окислителями в процессе могут быть - хлор, бром. Азотная кислота, бертолетова соль, пероксид натрия и некоторые другие вещества.

Для возникновения и развития процесса горения необходимы горючее вещество, окислитель и источник зажигания. Состояние горючих веществ может быть гомогенным и гетерогенным. Гомогенное - компоненты в основном в газообразном состоянии - кинетическое горение. Если компоненты перемешены, то - диффузное горение. Горение хар-ое границами раздела фаз - гетерогенное. Горение по скорости: дефлаграционное (несколько м/c), детонационное(тысяч м/c), взрывное (неск сот м/с).

Горение может быть в двух режимах: самовоспламенение, заключающееся в самопроизвольном возникновении пламенного горения предварительно нагретой до некоторой критической температуры горения смеси (называемой температурой самовоспламенения) и появляющегося в одновременном (в виде вспышки) сгорании всей горючей смеси, и в режиме распространения волны горения ()распространения фронта пламени по холодной смеси при ее локальном зажигании (воспламенении) внешним источником.

Пламя - видимая зона горения, в которой наблюдается свечение и излучение тепла.оно само становиться источником тепла и химически активных частиц в прилегающие слои свежей горючей смеси Ю за счет чего обеспечивается перемещение фронта пламени.

Важнейшей особенностью процесса горения является само ускоряющийся характер химического превращения, переходящего в реакцию горения. Такой процесс возникновения горения называется самовоспламенением. Самовоспламенение может быть тепловое и цепное.

ТЕПЛОВОЕ- причина ускорения реакции, окисления и возникновения горения является превращение скорости скорости выделения тепла над скоростью теплоотвода, а при ЦЕПНОМ -превышение вероятности разветвления цепей над вероятностью их обрывов. Температура самовоспламенения - показывает при какой тем-ре вещество воспламеняется без -tсам - наименьшая температура вещ-ва или его смеси с воз-ом при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций приводит к воспламенению(возгорание происходит) без источника воспламенения.

Tсам- один из самых важных показателей пожарооп, газов, жидк-ей и пылей, показать использ-ся для классиф-ии газов и паров по группам взрывоопас для выбора типа взрывозащищенного электрооборудования, а так же для опред-го максимально допустимую температуру нагрева пов-ти технологического оборудования.

T сам зависит от:

- химического строения вещества
- состава(наличие примесей)
-наличие положительных или отриц-ых катализ-ов.

теории механизмов само ускоряющихся превращений при горении:

Тепловоге воспламенения химически однородной горючей смеси, находящейся в сосуде объемом V.

При низкой температуре T0 реакция между горючим и окислителем практически не протекает - отсутствие активных молекул. Для того чтоб они появились - нужно горючую смесь нагреть жо более высокой температуры T1. возникшая при этом реакция окисления сопр-ся выделением тепла, за счет чего горючая смесь нагревается. Скорость выделения тепла q будет пропорциональна скорости реакции окисления и теплоте сгорания смеси:

q1 = QVk0C(в степени v) e (в степени E/RT1)

Q- теплота сгорания горючего вещества

V- объем горючей смеси

k0 - предэкспоненц множитель

C- концентрация горючего в смеси.

v- суммарный порядок реакции

Е- энергия активации.

Однако как только температура смеси горючей превысит температуру стенок сосуда и внешней среды Т1 и поднимиться до Т2 возникнет теплоотвод от горючей смеси к стенкам сосуда(температура пов-ти технологического оборуд-ия не должно превышать 80% стандартной температуры самовоспламенения, она отличается заметно от стандартной) и далее к внешней среде. Скорость теплоотвода q2 можно посчитать пропорциональной разности температур горючей смеси и стенок сосуда:

б- коэффициент теплоотдачи от горючей смеси к стенкам сосуда, S- общая поверхность стенок сосуда, Т1-ТЕМПЕРАТУРА СТЕНОК; Т2- температура горючей смеси.

При создавшейся разности температур дальнейший нагрев горючей смеси будет зависеть от отношения скоростей теплоотвода и тепловыделения. Если q1>q2 горючая смесь, окисляясь, будет само разогреваться до возникновения горения. Если q1=q2 то горения не будет.

В области низких тем-р газ нагревается до тем-ры стенки. Если тем-ра стенки снизится, то тем-ра смеси пойдет вниз. После точки С тем-ра выше, то начинается прогрессирующее саморазогревание смеси, которое может закончиться самовоспламенением.

Вещества имеющие тем-ру воспламенения меньше +50 С называются - самовозгорающимися (самая опасная группа веществ). Тепло не надо подводить, чтобы ускорить реакцию, реакции окисления идут с такой скоростью, что они могут закончиться пламенным горением.

В зависимости от природы:

- тепловые
-химическое
-микробиологическое самовозгорание

Чем ниже температура самовозгорание, тем опаснее вещество.

При температуре стенки и начальной температуру горючей смеси Т0"" q1>q2, происходит самовозгорание, при температуре стенки Т0" само разогрев горючей смеси происходит только до температуры Т(точка А) q1=q2 - нагревание невозможно выше этой температуры. q1

Определяется температура самовоспламенения определяется экспериментально при н.у (давлении, стехиометрической концентрации горючих газов или паров в воздухе) . при цепном воспламенении причиной ускорения реакции окисления является превышение скорости разветвления цепей над скоростью их образования.

Чисто цепное самовоспламенение - давольно редкое явление, протекает при низких давлениях ниже 0.1МПа, когда отсутствует заметный разогрев за счет реакции и его влияние на само ускорение реакции.

q1=q2 - положение неустойчивого равновесия

q1>q2 скорость тепло прихода меньше скорости теплоотвода (все тепло опасности нет)

УСЛОВИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ САМОВОЗГОРАНИЯ

- развитая поверхность окисления
- способность вещ-ва окисл с заметной скоростью при низкой температуре.
- малая теплоотдача в окр среду.

ВЕЩЕСТВА СКЛОННЫЕ К САМОВОЗГОРАНИЮ:

1) растительного происхождения (сено, хлопок, опилки).
2) Ископаемые (уголь, торф).
3) Масла и жиры, а так же промасленные материалы.
4) Химические вещества, воспламеняющиеся при соприкосновении с воздухом.

Микробиологическое самовозгорание - микроорганизмы, деятельность которых сопровождается выделением тепла, тем-ра может подниматься до 50-60С вплоть до температуры самовозгорания. У микроорганизмов - особенность если тем-ра повыситься до 70 С а самовозгорания не произошло, то микроорганизмы погибают.

Возгоранием называется возникновение горения под воздействием источника зажигания. Под источником зажигания понимается горящее или накаленное тело, а также электрический разряд с запасом энергии и температурой, достаточными для возникновения горения других веществ.

Если возгорание сопровождается появлением пламени, то такой процесс возникновения горения называется воспламенением . Воспламенение хотя и является частным случаем возгорания, однако в практике имеет наибольшее распространение.

На рис. 2.5 приведены результаты опытов по воспламенению смесей светильного газа с воздухом накаленными платиновыми и кварцевыми шариками разного диаметра.

Так как физическая сущность процессов воспламенения и самовоспламенения одна и та же, то и температуры самовоспламенения их должны изменяться под влиянием тех же факторов. Кривая, приведенная на рис. 2.5, показывает, что температура самовоспламенения светильного газа увеличивается с уменьшением диаметра шариков, т.е. подобно тому, как увеличивается температура самовоспламенения газовой смеси при уменьшении её объема.

Рис. 2.5. Температура самовоспламенения светильного газа

Эта общая закономерность становится понятной, если учесть, что с уменьшением диаметра шариков уменьшается нагреваемый ими объем газовой смеси. В соответствии с тепловой теорией самовоспламенения дальнейшее уменьшение диаметра накаленных шариков должно привести к тому, что при некотором очень малом диаметре они не смогут воспламенить газовую смесь.

Рассмотрим механизм воспламенения. Предположим, что температура поверхности тела повысилась до некоторого значения Т 1 (рис. 2.6, а ). Если с этой поверхностью соприкасается среда, не способная к реакции окисления, то распределение температуры в ней изобразится кривой Т 1 А 1 . При соприкосновении горючей смеси с поверхностью кривая температур становится иной, что обусловлено дополнительным выделением тепла в результате реакции окисления. Ее можно изобразить в виде штриховой линии . Если повысить температуру тела до Т 2 (рис. 2.6, б ), то в инертной среде это вызовет распределение температуры по кривой Т 2 А 2 , но с более резким спадом, чем в предыдущем случае. В горючей же смеси в результате увеличения скорости выделения тепла с повышением температуры кривая температур будет опускаться медленнее, чем кривая Т 2 А 2 . Повышая температуру тела, можно найти такую температуру Т 2 , при которой температура смеси около тела понижаться не будет и кривая температур примет вид . Если еще

повысить температуру, то температура горючей смеси вследствие большой скорости выделения тепла не сможет быть постоянной и начнет быстро возрастать (по мере удаления от тела) до тех пор, пока не произойдет воспламенение (кривая на рис.

2.6, в ). Таким образом, температура Т 2 является для этих условий предельной, т.е. температурой самовоспламенения. Механизм воспламенения от искр при ударе металла о металл, металла о камень ничем не отличается от рассмотренного.

Горючее вещество

Диэтиловый эфир

Циклопропан

Концентрация горючего вещества

в смеси, % …………………………………..

Минимальная энергия, Дж ………………..

Вопросы для самоконтроля

1. какое учение называют химической кинетикой?

2. Что называют порядком реакции?

3. Как изменяется скорость реакции с повышением температуры?

4. Какие вещества называют катализаторами?

5. Как катализаторы влияют на скорость реакции?