Результате теплового
В канале электрического разряда развивается температура поэядка 10000°С, значительно превосходящая tB- В инертной среде энергия электрического разряда рассеивается в результате теплопроводности, в горючей смеси она приводит к почти MI ювенному завершению химической реакции в нагретом газе.
Разогрев приводит к быстрому завершению экзотермической реакции (например, окисления горючего кислородом) в нагретом до высокой температуры ограниченном объеме газа. Тепловыделение, сопровождающее реакцию, приводит в результате теплопроводности к разогреву соседнего слоя газа, в котором также начи-
Уменьшение скорости пламени при неадиабатическом сгорании обусловлено охлаждением зоны реакции пламени. Однако непосредственная теплопередача из этой зоны в окружающее пространство сравнительно невелика. Более интенсивны тепловые потери, связанные с охлаждением слоев газа, прилегающих к зоне реакции. При этом температура остывающих продуктов сгорания оказывается непостоянной. Она всюду меньше температуры зоны реакции, в результате возникает температурный градиент, направленный в сторону сгоревшего газа, и зона реакции охлаждается в результате теплопроводности. В тепловых потерях участвует также и зона подогрева пламени, передающая в конечном счете часть тепла реакции в окружающее пространство.
Некоторые авторы, предполагавшие, что температура смеси, предварительно нагретой в результате теплопроводности до температуры воспламенения TI, при реакции дополнительно возрастает на величину (Ть — Т„), не учитывали, что при стационарном режиме количества тепла, получаемого горючей смесью на стадии предварительного подогрева, как раз компенсируется теплоотводом из этой зоны при протекании реакции.
Мы уже видели, что существование бунзеновского пламени в широком диапазоне скоростей потока сжигаемого газа обусловлено стабильностью основания конуса, фиксацией пламени у кольца среза горелки. Такая стабилизация обусловлена особенностями горения в этой зоне. Опыт показывает, что между основанием пламени и срезом горелки имеется небольшой просвет, горение начинается на определенном расстоянии от края трубы. Это обусловлено тем, что у поверхности горение невозможно, так как стационарная температура газа в этой зоне, которая охлаждается в результате теплопроводности в стенку и при этом сама значительно не нагревается, слишком низка. По этой же причине невозможен проскок пламени в трубу вдоль стенок, где скорость газового потока меньше ип.
Распространение пламени в газовой смеси происходит главным образом в результате теплопроводности, кроме того, большое значение имеет взаимная диффузия компонентов горючей смеси и продуктов горения. Передача пламени теплопроводностью и обмен веществ диффузией могут вызывать некоторые изменения во внутренней энергии смеси в зоне реакции. Причем постоянство энергии (тепловой и химической) зависит от определенного соотношения коэффициентов температуропроводности и диффузии компонентов смеси. Если знать условия изменения суммы тепловой и химической энергии в зоне горения, то можно предусмотреть причины изменения скорости пламени в различных смесях.
К свежей смеси от единицы поверхности пламени в единицу времени в результате теплопроводности подводится количество тепла а, равное;
Выгорание жидкостей. Процесс выгорания жидкостей характеризуется скоростью выгорания. Скорость выгорания не является физико-химической константой; она зависит от свойств горючей жидкости, диаметра резервуара и условий тепло- и массообмена в зоне пожара. Для всех жидкостей зависимость скорости выгорания от диаметра резервуара имеет общий характер (рис. 1.8), При горении жидкости в горелках разных диаметров реализуются три режима с характерными для каждого из них условиями тепло-и массопереноса: ламинарный (при диаметрах горелок до 10 см), переходный (при диаметрах от 10 до 100 см) и турбулентный (при диаметрах более 100 см). В первых двух режимах передача тепла от факела пламени к поверхности жидкости происходит в основном в результате теплопроводности и конвекции, при третьем становится существенной передача тепла излучением.
Рассмотрим процесс термических превращений частицы, помещенной в зону повышенной температуры. Если радиус частицы г (допустим, что частица имеет сферическую форму), начальная температура Та и частица введена в атмосферу окислителя с температурой Т0, то время, необходимое для нагрева этой частицы до некоторой температуры Тт, можно оценить (в предположении, что тепло передается к частице только в результате теплопроводности) по уравнению
В канале электрического разряда развивается температура порядка 10 000СС, значительно превосходящая *в. В инертной среде энергия электрического разряда рассеивается в результате теплопроводности, в горючей смеси она приводит к почти мгновенному завершению химической реакции в нагретом газе.
Таким образом, при детонации пламя распространяется не в результате теплопроводности, а вследствие воздействия ударной волны, приводящей к быстрому нагреву и самовоспламенению смеси. За ударной волной возникает зона быстрой реакции; вместе они образуют детонационную волну, которая распространяется со скоростью 1,5—3,5 км/сек.
Поскольку нестабильность материалов, склонных к самовозгоранию, обусловливается главным образом тепловым характером самоускоряющихся реакций разложения, предложено [36] рассчитывать безопасные условия хранения материалов исходя из теории теплового взрыва [25]. Для расчета принимают нулевой порядок реакции самонагревания в материале и считают, что она подчиняется закону Аррениуса; кроме того, принимают, что материал изотропен и его физические и химические свойства не зависят от температуры. Дифференциальное уравнение теплового баланса для стационарного состояния между генерируемым в материале теплом и его потерей в результате теплопроводности через поверхность материала представляется в виде [37]
Каждый трубопровод должен проектироваться с самокомпенсацией, чтобы не возникали дополнительные напряжения в трубах и других элементах трубопроводной системы в результате теплового расширения и сжатия. Следует избегать также повышенных изгибающих усилий и нагрузок на стыки или возникновения нежелательных изгибающих моментов в точках соединения с оборудованием, так как участки с высокими растягивающими напряжениями подвергаются коррозионному растрескиванию.
Вопрос о состоянии обогреваемого пожаром негорящего резервуара является ключевым при исследовании стадии развития пожара, так как в результате теплового воздействия в состоянии соседних резервуаров происходят существенные изменения. При чрезмерно высоком нагреве может быть потеряна механическая прочность несущих конструкций, а при нагреве до температуры самовоспламенения металлические детали могут стать источниками зажигания горючей паровоздушной смеси. Даже незначительный перегрев сухой стенки вызывает конвективную перестройку газовой среды в резервуаре, а перегрев хотя бы части жидкой фазы — увеличение давления и концентрации насыщенных паров. В результате обогрева пожаром соседний резервуар может довольно быстро перейти из пожаробезопасного состояния в опасное и наоборот. При неблагоприятном сочетании опасных факторов может произойти распространение пожара. Тем не менее состояние резервуара при внешнем обогреве пожаром до последнего времени оставалось исследованным крайне недостаточно. Излагаемые здесь результаты экспериментально-теоретических исследований являются началом работ в этой области.
В результате теплового в--';де;"Лвия возможны и другие опасные состояния в обогревяем и i.o/кяром резервуаре (деформация и разрушение корпуса, вскиш. ье жидкости у нагретой стенки). Их возникновение наиболее вероя:чо фи накрывании или касании негорящего резервуара пламенем среднего очага пожара, при попадании на резервуар разлетающейся горящей жидкости и при горении жидкости в обваловании у стенки резервуара.
Свечение пламени вызывается в основном термическим излучением, происходящим в результате теплового возбуждения атомов, и в меньшей степени химическим излучением (люминесценция). Интенсивность термического излучения зависит от способности излучающих веществ поглощать свет.
точную энергию, другие неактивные частицы получат ее и т. д. В нереагирующем газе активные молекулы находятся в равновесии с неактивными, молекулы дезактивируются и активируются в равном числе. Протекание химической реакции сдвигает равновесие в сторону процесса активации по мере израсходования активных молекул, которые снова образуются в результате теплового движения. Удаление активных молекул из сферы реакции не приостанавливает ее. .
При теплопередаче система может быть однородной по составу, однако имеется температурная неоднородность: в различных точках пространства средняя тепловая энергия молекул неодинакова. В результате теплового движения молекулы с большим средним запасом энергии переносятся в зону меньшей средней энергии, т. е. в более холодную зону. Эта добавочная энергия передается здесь окружающим молекулам, температура в этих участках повышается, в более нагретых — соответственно понижается.
вания в результате теплового расслоения жидкости, что также может быть причиной аварии, так как это явление сопровождается грохотом и вибрацией всей конструкции.
посредственно у стенки. Другая часть называется диффузионной. Плотность ее уменьшается в результате теплового движения ионов.
В коротком дыхательном патрубке при горении смеси не развиваются волны сжатия. Избыточное давление, возникающее в результате теплового расширения газов при горении, свободно выходит в атмосферу через дыхательные клапацы. Огнепреградители дыхательных патрубков можно размещать непосредственно на крыше резервуара, так как их повреждение в результате разрушения (взрыва) крыши не может принести дополнительного вреда (огнепреградитель уже не нужен).
Гибель животных наступает в результате теплового перегревания при Д7~> 2°С. Общим для всех видов животных является летальная температура, которая равна 6°С [77]. Для собак экспериментально получена зависимость ППЭ (/, мВт/см2) от времени облучения (f, с), которая для AT- 2,5°C (уровень 0,1%-ной гибели) имеет вид
- В течение известного времени с начала возникновения пожара имеет место только удаление продуктов горения из помещений в результате теплового расширения. Приток наружного воздуха в это время отсутствует.
 Читайте далее:
 Резервное оборудование
Руководством специально выделенного
Руководство организацией
Руководствуется правилами
Рулонного материала
Радиоактивных излучений
Радиоактивными элементами
Радиоактивное облучение
Радиоактивного источника
Радиоактивного загрязнения
Расчетные характеристики
Резервуары предназначенные
Расчетных результатов
Расчетным давлением
Расчетное количество
|
