Процессы горения и взрыва
Понятие о горении и взрыве
Понятие о горении и взрыве
Горение — это
физико-химический процесс взаимодействия
горючего вещества и окислителя, сопровождающийся выделением теплоты и
излучением света. В обычных условиях это процесс окисления или
соединены; горючего
вещества с кислородом, находящимся в свободном состоянии в воздухе или
химических соединениях в связанном состоянии.
Некоторые
вещества могут гореть в атмосфере хлора (водород), в парах серы
(медь) или взрываться без кислорода (ацетилен, хлористый азот и др.).
Для
пищевых предприятий наиболее характерно горение, происходящее при
окислении
горючих веществ кислородом воздуха и возникающее при наличии источника
зажигания с достаточной для воспламенения температурой горения. Горение
прекращается при отсутствии одного из этих условий.
Следует
иметь в виду, что
для пищевых предприятий характерны все разновидности горения, в том
числе и
возникающие без внешнего источника теплоты: вспышка, воспламенение,
самовоспламенение и самовозгорание.
Вспышка
— процесс быстрого сгорания смеси газов или паров горючего
вещества с
воздухом от внешнего источника теплоты без перехода в горение.
Воспламенение— возгорание газов или паров горючего вещества
от соприкосновения
с источником теплоты с дальнейшим развитием процесса горения.
Самовоспламенение — возгорание без постороннего источника
теплоты, возникающее
при самостоятельном разложении горючего вещества с образованием паров и
газов,
соединяющихся с кислородом воздуха.
Самовозгорание— возгорание вещества в результате
самонагревания под влиянием
внутренних биологических, химических или физических процессов (влажное
и сырое
зерно, маслосемена и т.п.).
Различают
два основных вида горения: полное и неполное. Полное происходит при
достаточном или избыточном количестве кислорода и в
основном
сопровождается образованием паров воды и диоксида углерода. Неполное
происходит
при его недостатке и более опасно, так как при этом образуется
токсичный оксид
углерода и другие газы.
Если кислород проникнет в зону горения
вследствие диффузии, образующееся пламя
называется диффузионным, и оно имеет 3 зоны (рис. 54). Находящиеся в
зоне 1
газы или пары не горят (температура не превышает 500°С), в зоне
2 они сгорают
частично, в зоне 5 полностью, и температура пламени здесь наиболее
высокая.
Горение
бывает гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении все
реагирующие вещества имеют одинаковое агрегатное состояние, например
газообразное. Когда они находятся в различных агрегатных состояниях и
имеется
граница раздела фаз в горючей системе, горение является гетерогенным.
Гетерогенное горение, связанное с образованием потока горючих
газообразных
веществ, является одновременно и диффузионным.
В
зависимости от скорости распространения пламени горение может
происходить в
форме дефлаграционного горения: взрыва и детонации. При первом
нормальная
скорость горения, представляющая скорость движения пламени на границе
между
сгоревшей и несгоревший частями смеси, изменяется от нескольких
сантиметров до
нескольких метров в секунду. Так, например, скорость горения 10,5%
смеси метана
с воздухом 37 см/с.
При дальнейшем ускорении распространения пламени усиливается сжатие несгоревшего газа перед фронтом пламени. Оно распространяется по несгоревшему газу в виде последовательных ударных волн, которые на некотором расстоянии перед фронтом пламени соединяются в одну мощную ударную волну сильно сжатого и разогретого газа. В результате возникает устойчивый режим распространения реакции, называемый детонацией, т. е. разновидности горения, распространяющегося со скоростью, превышающей скорость звука. Детонация характеризуется резким скачком давления в месте взрывчатого превращения, обладающим большим разрушающим действием.
Полезная информация: