Закономерности возникновения
5. Закономерности воспламенения реальных систем ........... 149
Если закономерности воспламенения удовлетворяют требованиям теории теплового взрыва, из этого вовсе не следует, что реакция протекает по нецепному механизму и, в частности, не связана с раз-
Примеры теплового воспламенения [12]. Очевидно, что закономерности воспламенения реальных взрывчатых систем будут наиболее близки к закономерностям теплового взрыва в тех случаях, когда развитие реакции не связано с разветвлениями цепей. Для неразветвленных цепных процессов типично воспламенение смесей Но + С12 и —^ Н2 + Вг2, для мономоле- >. кулярных — взрывной рас- с, над неустойчивых эндотер- "^ мических соединений. -»
Характерный пример теплового воспламенения дает распад ацетилена [106, 107]. Предпламенная реакция, определяющая закономерности воспламенения, представляет собой полимеризацию, первая стадия процесса — димеризацию. Распад же на углерод и водород происходит на последующих стадиях процесса уже при высоких температурах, и их кинетика не определяет критические условия воспламенения. Начальные стадии связаны с бимолекулярными и радикальными процессами либо с образованием коротких неразветвленных цепей. Было показано, что, независимо от неясного пока в деталях механизма реакции, кинетика начальной стадии процесса описывается эмпирическим уравнением второго порядка, хорошо согласующимся с данными всех известных исследований. На его основе можно вычислить критические условия теплового воспламенения, совпадающие с экспериментальными.
Характерно, что для ряда процессов высокотемпературного воспламенения, при которых отсутствует верхний предел воспламенения и не возникают холодные пламена (признак вырождения разветвлений), наблюдаются необычные закономерности воспламенения [108, 109]. Так, для некоторых окислительных процессов температурный коэффициент критических условий не сохраняет постоянства, он сильно зависит от свойств поверхности реактора. Величина этого коэффициента может соответствовать неправдоподобно высокой энергии активации (100 и более ккал/моль). Эти закономерности не противоречат тепловой природе воспламенения и обусловлены особенностями неразветвленного цепного или радикального механизма реакции. Температурный коэффициент пределов воспламенения может быть эффективной характеристикой, не определяющей энергию активации главной стадии реакции. Закономерности воспламенения хорошо изученных систем — Н2 + С12, озона и т. п., у которых энергия активации А не только для воспламенения, но и для медленной реакции также лишь эффективная, поясняют причины этих особенностей теплового взрыва (см. гл. 1, разд. 6).
5. Закономерности воспламенения реальных систем....... 148
Если наблюдаемые закономерности воспламенения соответствуют теории теплового взрыва, из этого вовсе не следует, что реакция протекает по нецепному механизму и что цепи не разветвлены. Можно лишь утверждать, что реакция развивается в режиме, близком к адиабатическому. Однако закономерности нестационарного самоускорения, аналогичные условиям (5.31) и (5.32), могут соблюдаться и при изотермическом процессе. Скорость автокаталитической реакции возрастает вплоть до израсходования значительной части исходного вещества. Схематические кинетические кривые такого процесса показаны на рис. 35.
5. Закономерности воспламенения реальных систем
Хорошо согласуются между собой экспериментальные и расчетные значения пределов воспламенения для взрывного распада озона при низких температурах (160—300 °С) [148]. Эта реакция, по-видимому, имеет радикальный и бимолекулярный механизм. Температурная зависимость критических параметров согласуется с эффективной энергией активации медленной реакции, а абсолютные значения пределов достаточно близки к вычисляемым по уравнению (5.21). Для ряда других процессов взрывного распада, например азидов и гидразина, закономерности воспламенения также соответствуют тепловой теории. Эти реакции — мономолекулярные, но они в той или иной мере осложнены последующими вторичными процессами. Поскольку эти вторичные процессы не связаны с разветвлениями, они не вызывают специфических отклонений от закономерностей, относящихся к теории теплового взрыва.
В работах [168—170] были изучены закономерности воспламенения водородокислородных смесей в ударной волне при высоких температурах. Используя эти данные, находим, что при 1762 К т= (2—4) • 10~6 с. Эта величина и равна приблизительно времени
Изложены закономерности воспламенения и горения промышленной пыли, вопросы ингибирования взрывов и флегматизации пыли. Описаны пожаровзрывоопасные свойства различных типов промышленной пыли; пластмасс, красителей, гербицидов, твердых топлив, сельскохозяйственных продуктов и др. Рассмотрены принципы безопасной переработки пылеобразующих материалов.
Однако следует отметить, что долгое время в нашей стране почти не готовили специалистов для служб охраны труда и гжологической безопасности предприятий. Инженером по технике безопасности у нас мог стать любой инженер, прошедший лишь краткосрочные курсы. Руководители профсоюзных комитетов, признанные защищать интересы работающих, в том числе в области обеспечения БЖД, также не имеют специальной подготовки. Будущие руководители производства — выпускники вузов -должны быть обучены по курсу «Безопасность производства и промышленная экология» (28 ч лекционных и 14ч лабораторных занятий) согласно типовой программе и стандартам Государственного комитета по образованию. Предметом изучения являются: объективные закономерности возникновения опасных и вредных факторов в биосфере и техносфере (производственной, городской и даже бытовой среде); анатомо-физиологические и психофизиологические способности человека переносить воздействие опасных и вредных факторов среды обитания в обычных и чрезвычайных ситуациях; способы и средства формирования комфортных и безопасных условий жизнедеятельности и сохранения природной среды; организационные и правовые основы обеспечения безопасности жизнедеятельности, а также социально-экономические проблемы жизнеобеспечения.
Чтобы вскрыть закономерности возникновения травм в связи с влиянием какого-либо признака прибегают к методам математической обработки статистических данных, например методам определения корреляционной связи. В этом случае необходимо, чтобы другие (кроме исследуемого) признаки изменялись незначительно и чтобы их влияние на уровни и динамику травматизма было минимальным.
Для успешной борьбы с шумом необходимо знать его физическую природу, основные закономерности возникновения и распространения.
Все изложенное характеризует закономерности возникновения детонации в гладких трубах. Преддетонационное расстояние сокращается в 10—20 раз (до 2—4 диаметров трубы) при переходе от гладких труб к шероховатым. Для^получения шероховатости в трубу вставляют проволочную спираль. При горении в таких трубах турбулизация горящего движущегося газа происходит гораздо быстрее.
Образование наклонной детонационной волны объясняется в ряде работ [115, 373, 374] появлением в реагирующем газе вблизи фронта ударного разрыва акустических колебаний, поперечных направлению распространения детонации. Возникновение колебаний связывается с неоднородностями, вызываемыми различием условий воспламенения вдоль зоны реакции для давлений и температур, соответствующих состоянию газа в ударной волне и в точке Жуге. Частота колебаний определяется шириной зоны реакции. Для быстрореаги-рующей горючей среды амплитуда колебаний невелика, частота же высокая, для медленно реагирующей, состав которой близок к предельному, это соотношение обратное. Такая особенность определяет закономерности возникновения одно- и многоголового спина.
Закономерности возникновения холодных пламен трудно регламентировать. Они наиболее существенны для задач рационального устройства двигателей, особенно поршневых. Преждевременное самовоспламенение в цилиндре двигателя приводит к ускорению его износа, но не к аварии; оно существенно только при многократном повторении. При этом прибегают к снижению вероятности самовоспламенения соответствующей регламентацией эксплуатации. В задачах техники взрывобезопасности обычно недо-
Стационарная теория теплового поджигания. В гл. 5 мы рассмотрели механизм и закономерности возникновения самоускоряющейся реакции во взрывчатой среде после ее ввода в нагретый сосуд. Нагревающееся при эксплуатации оборудование, используемое во взрывоопасных помещениях, способно стать источником инициирования горения. Однако гораздо чаще возможно инициирование не по механизму самовоспламенения — внутри нагретого-реактора, а в другом режиме — при контакте холодного в большей части газа с нагретой поверхностью. Условия возникновения прогрессивного саморазогрева здесь существенно иные. Процесс инициирования очага горения нагретым телом в холодной взрывчатой среде мы будем называть поджиганием, в отличие от самовоспламенения в нагретом сосуде*.
В ряде работ [158, 626, 627] образование наклонной волны было объяснено появлением в реагирующем газе вблизи ударного разрыва акустических колебаний, поперечных направлению распространения детонации. Возникновение колебаний связывалось с неоднородностями, вызываемыми различием условий воспламенения вдоль зоны реакции для давления и температуры, соответствующих состоянию газа в ударной волне и в точке Жуге. Частота колебаний определяется шириной зоны реакции. Для быстрого-рящей горючей среды амплитуда таких колебаний невелика, а их частота 'высокая, для медленногорящей смеси, 'близкой к предельной, это соотношение обратное. Эти соображения объясняют закономерности возникновения одно- и многоголового спина.
Многочисленные результаты теоретических проработок и большой объем фактических данных, отражающих в совокупности основные закономерности возникновения опасностей и динамику их развития, их количественные и качественные характеристики, сделали реальной задачу создания такой модели. С целью наиболее полного удовлетворения предъявляемых к ней требова-
Для успешной борьбы с шумом необходимо знать его физическую природу, основные закономерности возникновения и распространения.
К неформализуемым относятся знания, закономерности возникновения, применение которых не известны или не ясны. Значения неформализуемых знаний могут быть заданы лишь приближенно или с определенной степенью доверия. Задачи, которые решаются на их основе, называются неформализованными и характеризуются использованием эмпирических знаний, экспертных знаний, неполнотой, ошибочно-стью,неоднозначностью и противоречивостью исходных данных. Такие задачи в различных сферах научно-технической деятельности обладают рядом особенностей [14, 18, 24, 25, 26, 31, 38, 40, 44, 48]. Прежде всего, формулировка неформализованных задач определяется не в числовом виде, а в смысловом представлении. Для решения таких задач в большинстве случаев разрабатываются разнообразные математические модели [18].
 Читайте далее:
 Зараженной местности
Зарубежной литературе
Затрубным пространством
Защитному заземлению
Зависимость эффективности
Зависимость каталитической эффективности
Зависимость критического
Заявление пострадавшего
Зависимость предельного
Загрязненных производственных
Зависимости максимального
Заболеваемости населения
Заводской территории
Заземляемого оборудования
Заземляющему устройству
|
