Концентрации некоторых
Структура фронта пламени. При распространении пламени в его фр°нте протекает комплекс взаимосвязанных сложных процессов: теплопередачи, диффузии и химического превращения. Они определяют величину ип и структуру зоны горения, т. е. характер пространственного изменения температуры, концентрации недостающего компонента смеси п^ и скорости реакции вдоль единственной координаты х (по нормали к фронту)*.
Ширина фронта наиболее медленных пламен при атмосферном давлении достигает 1 — 2 мм. При увеличении скорости пламени кривые Т, г, Ф (я) становятся круче, фронт пламени сужается. Так, у аналогичной вышеуказанной, но более медленно горящей смеси 16% СО+ +84% воздуха, у которой ип = 0,083 м/с, изменение концентрации недостающего компонента смеси — окиси углерода — в 2,1 раза приводит к изменению температуры горения «а 865 °С, нормальной скорости пламени в 3,8 раза, максимальной скорости реакции в пламени в 11,8 раза и ширины фронта .пламени в 1,8 раза.
Во всех реальных процессах горения безразмерная скорость реакции ср имеет острый максимум в зоне высоких температур, т. е. при z С 1. Это очевидно из следующих соображений. Температура в пламени возрастает по линейному закону с уменьшением концентрации недостающего компонента. В силу закона Аррениуса влияние повышения температуры, которое ускоряет реакцию, значительно сильнее, чем влияние уменьшения концентрации, которое происходит одновременно и замедляет взаимодействие. Такое соотношение эффектов сохраняется вплоть до состояния, близкого к израсходованию большей части компонента 1. В дальнейшем это утверждение проиллюстрировано численными примерами. Такая особенность функции ф, специфичная для любых процессов горения, позволяет получить приближенное решение уравнения (3.58) в квадратурах.
Рис. 38 иллюстрирует изменение во времени безразмерной концентрации недостающего компонента z-= n1/nol для адиабатического теплового взрыва при Ть -= 2000° К, Т0 = 800° К, А' = = 40 ккал/моль, 6' = 31,8°. По оси абсцисс откладывалось безразмерное время от начала реакции у = Bt/Q'. Кривая / характеризует зависимость z (у), соответствующую приближенному уравнению (4.29), кривая 2 дает точную зависимость z (у), найденную путем численного интегрирования уравнения (4.24) без преобразования экспоненты*. В обоих случаях характер зависимости г (у) практически одинаков, а значения периода индукции мало отличаются ^ между собой. Как видно из графика, время превращения основной части реагирующих компонентов пренебрежимо мало по сравнению со временем предвзрывного разогрева, в течение которого состав практически не изменяется.
Рис. 38. Изменение безразмерной концентрации недостающего компонента при адиабатическом тепловом взрыве.
Тепловые потери излучением несущественны для быстрых пламен, поскольку потери лишь незначительно снижают температуру пламени. Однако по мере удаления состава смеси от стехиометри-ческого или увеличения содержания инертного компонента температура горения, а с. нею и нормальная скорость пламени настолько понижаются, что потери излучением приводят к заметной неадиа-батичности горения. При дальнейшем понижении концентрации недостающего компонента достигается критическое значение ип, и горение становится невозможным. Так, потери излучением, не зависящие от аппаратурных условий, становятся важнейшим фактором, определяющим границы стационарного горения в бесконечном пространстве. Их значение устанавливает концентрационные пределы взрываемости — наиболее существенную для целей техники безопасности характеристику горения.
С изменением Т0 (см. гл. 2) изменяется общий запас энергии единицы массы горючей среды. Изменение Т0 влияет тем самым на величину ип, что эквивалентно соответствующему варьированию концентрации недостающего компонента смеси. Рост температуры при сгорании Ть—Т0 существенно больше изменения начальной температуры сжигаемого газа То — То, которое может быть практически осуществлено в лабораторных условиях. Поскольку теплоемкости возрастают с повышением температуры, эффект начального нагревания еще более ослабляется: изменение величины Ть заметно меньше изменения Т0. Поэтому повышение начальной температуры оказывается эквивалентным лишь сравнительно небольшому изменению состава.
Мы ограничимся (для первого принципа безопасности) такими процессами, для которых специальные приемы позволяют сделать заведомо безопасными смеси компонентов, способных образовывать взрывчатые системы. Здесь используются следующие методы: 1) применение флегматизирующих добавок; 2) обеспечение достаточного избытка одного из компонентов реакции; 3) ограничение концентрации недостающего компонента, окислителя или горючего, в безопасных пределах. К решению таких задач относится также разработка методов дозировки опасного компонента и ограничения его содержания в газовой фазе. 212
Замена избыточного горючего инертным компонентом делает более взрывоопасными богатые смеси пропилена: при увеличении концентрации СО2 от нуля до 40% предельная концентрация кислорода понижается от 46 до 32%. Вследствие ненасыщенности этилена абсолютное значение предельной концентрации недостающего компонента в богатых смесях С2Н4 не снижается при увеличении содержания инертного разбавителя.
Такая особенность горения газов обусловлена тем, что при Ф=1 перенос химической и тепловой энергий происходит с равными скоростями: диффузией отводится из любой зоны пламени такое количество недостающего компонента смеси, запас химической энергии которого как раз соответствует теплу, доставляемому в зону пламени теплопроводностью. Это совпадение не случайно, оно является следствием подобия явлений молекулярного переноса. Постоянство удельной энтальпии по ширине пламени позволяет заключить, что в процессе стационарного горения поля температуры и концентрации недостающего компонента подобны: при соответствующем выборе масштаба они являются зеркальными изображениями! В результате подобия задача определения нормальной скорости пламени сводится к решению одного дифференциального уравнения (3.43), в котором величина Ф -после замены а\ переменной / при помощи уравнения (3.47) оказывается функцией единственной переменной /; при этом граничные условия имеют вид:
Принимаем е = 0,01; Те = Ть—0,01 (Ть—То); в начале координат отличие температуры от конечной составляет 1 % от полного перепада температуры в пламени. Используя известную связь у (г), находим ряд значений координаты х, соответствующих заданным температурам, численным интегрированием уравнения (3.82) от одной точки к другой. Зависимость z(x) определяет также изменение в пространстве концентрации недостающего компонента; ф(г) описывает распределение абсолютного значения скорости реакции: Ф = Фтф. Типичные графики пространственной структуры пламени для горючих систем II и IV представлены на рис. 23 и 24.
взрывоопасной концентрации некоторых горючих жидкостей
Основные производства нефтяной и газовой промышленности отличаются также повышенной пожаро- и взрывоопасностью. Ни-Hie приведены предельно допустимые взрывобезопасные концентрации некоторых веществ (ПДВК) в воздухе рабочей зоны (табл. 3).
Таблица 4.3. Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в воздухе рабочей зоны
Основные производства нефтяной и газовой промышленности отличаются также повышенной пожаро- и взрывоопасностью. Ниже приведены предельно допустимые взрывобезопасные концентрации некоторых веществ (ПДВК) в воздухе рабочей зоны (табл. 3).
воды водоемов, используемых в рыбохозяйственных целях . . . 275 Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в воздухе рыбохозяйственных водоемов............... 276
Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов
Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов, помещенные в приложении № 4 к правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, считать утратившими силу.
Таблица 4.3. Огнетушащие концентрации некоторых хладоноб при тушении различных горючих веществ
Люблина Е. И. Минимально действующие на центральную нервную систему кролика концентрации некоторых углеводородов. — «Фарма-кол. и токсикол.», 1950, № 3, с. 33—37.
Люблина Е. И. Минимальные действующие на центральную нервную систему кроликов концентрации некоторых хлорзамещенных углеводородов.— «Фармакол. и токсикол.», 1951, т. 14, № 4, с. 7—9.
большого расхода тетрахлоруглерода. В табл. 43 приведены огнетушащие концентрации некоторых веществ.
 Читайте далее:
 Конструкций допускается
Конструкций помещения
Конструкций трубопроводов
Категорий помещений
Конструкции института
Конструкции оборудования
Квалификационное удостоверение
Категорий работников
Конструкционные особенности
Конструктивные характеристики
Конструктивные недостатки оборудования
Качественным показателям
Конструктивных соображений
Категорически запрещается
Конструктивным соображениям
|
