Критические условия, необходимые для возникновения горения
К ним относятся концентрационные и тепловые условия. Существует область концентраций горючего в окислителе СГ, когда смесь способна не только загораться от внешнего источника воспламенения, но и распространять пламя. Эта область ограничена соответствующими пределами— максимальной и минимальной концентрациями горючих газов и паров в воздухе, выше и ниже которых даже при наличии источника смесь не воспламеняется.
Нижний концентрационный предел распространения пламени НКП— это такая объемная или массовая концентрация горючего в смеси с окислителем, ниже которой смесь становится неспособной к распространению пламени.
Верхний концентрационный предел распространения пламени ВКП— это такая объемная или массовая концентрация горючего в смеси с окислителем, выше которой смесь становится неспособной к распространению пламени.
Область воспламенения меняется в зависимости от состава и давления горючей смеси, мощности или температуры источника воспламенения ТИ. При увеличении давления и (или) мощности источника область воспламенения расширяется.
|
Наличие окислителя и горючего даже в их оптимальном (стехиометрическом) соотношении может не иметь видимых признаков горения. В реакцию вступают только молекулы, обладающие взаимной энергией активации Е, достаточной для преодоления сил отталкивания. Также важным условием является наличие в смеси необходимой доли активных молекул, при которой происходит разогрев горючей смеси и ее сгорание. Скорость реакции W в этом случае описывается законом Аррениуса и имеет вид W=A×e- E/RT
Энергия молекул и доля активных частиц возрастает при увеличении температуры смеси T. При вынужденном зажигании необходимые тепловые условия создаются в ограниченном объеме, прилегающем к поверхности источника, при самовоспламенении— во всем объеме смеси, т.к. тепло выделяется медленно и смесь нагревается практически равномерно. Тепловые условия выполняются при достижении критических температур, соответствующих характеру воспламенения.
Температура самовоспламенения tC— это минимальная температура, при нагреве до которой в горючей смеси происходит самоускорение экзотермической реакции окисления, приводящее к возникновению пламенного горения.
Температура воспламенения tВ— это температура горючего, при которой оно выделяет горючие газы и пары с такой скоростью, что после их воспламенения от внешнего источника возникает устойчивое горение. Очевидно, что при этом скорость образования активных молекул соответствует скорости реакции W.
Для жидких горючих веществ температуре воспламенения предшествует температура вспышки tВСП. Это самая низкая температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуется смесь, способная вспыхивать от источника, но скорость ее образования недостаточна для последующего горения.
По температуре вспышки классифицируются горючие жидкости. Установлены две категории:
· легковоспламеняющиеся жидкости ЛВЖ— жидкости с tВСП не выше 61°С;
· горючие жидкости ГЖ— жидкости с tВСП³61°С.