Flame, produse de ardere - studopediya
Spațiul în care focul se dezvoltă, condiționată, dar este împărțit în trei zone: o expunere de căldură de ardere și fum.
Zona de ardere - a spațiului în care pro-Tek procesele de descompunere termică sau vaporizarea materialelor lichide și (solide, lichide, gaze, vapori) inflamabile în volumul flăcării de difuzie și flacără.
Zona zonei de influență termică adiacentă la munte-TION. În această zonă, procesele de schimb de căldură între suprafața de curgere și materialul flacără combustibile în E.
Zona de fum - spațiu parte se învecinează conductor în zona de ardere, în care oamenii nu pot sta fără protecție respiratorie și în care au împiedicat operațiunile de luptă sub-diviziuni (a se vedea figura 1.1 ..).
Fig. 1.1. Zona pe foc: și - o zonă de ardere; b - zona de influență termică; în - zona de fum;
Spațiul în care vaporii și gazele arse numită flacără sau lanternă. O examinare atentă a flăcării este posibil să se distingă trei zone (fig. 1.2). În partea inferioară 3 există un amestec de gaze cu aer. Dacă face rapid această parte a meciului cap de flacără și țineți-l pentru un timp, apoi se potrivesc luminile imediat. Prin urmare, în această parte a scăzut de temperatură a flăcării. În cazul în care partea de jos a flăcării pentru a face tubul de sticlă și orificiul său mai aproape de chibrit aprins, atunci există o flacără. Acest lucru dovedește că, în partea inferioară a flăcării-l sunt gazele nearse. Partea de mijloc a flăcării 2yavlyaetsya strălucitoare, ca aici sub influența unei temperaturi relativ ridicate, descompunerea produselor cu conținut de carbon și particulele de cărbune sunt încălzite și emit lumină puternică. În porțiunea exterioară a flăcării vine gazele de combustie pro-complete pentru a forma monoxid de carbon (IV) CO2 apă și H2O Ca urmare a acestei arzători Corolarului în această parte nonluminous. Descriind flacăra, trebuie subliniat faptul că multe aspecte ale acesteia în această zi rămân prost înțeles și înțelegere clară a unora dintre ele sunt destul de contradictorii. Cel mai aproape de a flăcării de interpretare efectivă aspectele fenomenologice, se concluzionează că reacția hidrocarburilor cu flacără începe cu mult înainte de zona luminoasă la temperaturi relativ scăzute.
Fig. 1.2. structura flacără
Flacarile poate fi cinetică sau difuzie. În funcție de faptul dacă se formează gazul premix iluminat sau vapori cu aer sau un amestec de astfel în flacără în timpul arderii. În condiții de incendiu: gaze combustibile, lichid, solid - ardere cu flacără difuzie.
Conform fluxului de caractere distinge laminar și flacără de difuzie turbulentă. Atunci când focul este, în general, este format flacara turbulent, dar a fost insuficient studiată, astfel încât o explicație a poziției teoriei laminar cu flacără fenomen folosit.
Considerăm structura unui lichid de ardere cu flacără difuzie laminară în vasul de diametru mic, precum și gaze și solide, dacă rata de circulație a gazului corespunde regimului laminar (vezi. Fig. 1.3).
Fig. 1.3. Schema laminară difuzie flacără: A - zona de vapori inflamabili; b - zona de ardere; în - mediul înconjurător (aer)
Flame include zona de ardere și zona de vapori. Zona de ardere în flacără de difuzie este un strat foarte subțire, în care are loc reacția de ardere. Transformarea compușilor și căldură recuperarea în acest strat determină apariția de difuzie moleculară în straturi adiacente de aer și combustibil. Motivul difuziei moleculare este o diferență de presiuni parțiale de gaze și temperaturile implicate în arderea. Formată în zona de ardere ca și produsele sunt difuzate în aer, iar vaporii de combustibil. Dimensiunea redusă a produselor de ardere cu flacără sunt în întregul volum al zonei de vapori și o flacără mare, dar în stratul adiacent zonei de combustie. Concentrația de oxigen din zona de ardere este egală cu zero, deoarece este reacționat complet. În consecință, oxigenul nu poate difuza în zona de vapori și de ardere offline.
Absența excesului de oxigen în zona de ardere care cauzează difuzia aerului în ea din mediul înconjurător, care, difuzând prin stratul de produse de ardere, pierde o parte din oxigen și azot. Intrarea în zona de ardere reacționează cu oxigenul difuzând în ea cu combustibil și azotul este difuzat în zona de vapori a formațiunii. Prin urmare, compoziția amestecului combustibil frontul flăcării se apropie stoichiometric. Temperatura flăcării variază în funcție de înălțimea zonei de combustie. Acest lucru se explică prin schimbarea compoziției unui amestec stoichiometric în zona de ardere și a consumului de căldură pentru încălzirea aerului care intră în ea. Partea de jos a flăcării, unde formează un amestec stoichiometric să fie caracterizate prin cea mai mare căldură de ardere, temperatura de ardere nu este un maxim, deoarece o cantitate semnificativă de căldură consumată pentru încălzirea aerului rece. În mijlocul căldurii amestecului de ardere cu flacără este mai mică decât în cea mai mică, datorită difuziunii produselor de combustie în ea. Cu toate acestea, intrarea în zona de ardere compensează aerul încălzit pentru pierderea de căldură și de temperatura de ardere în această parte a flăcării este un maxim. În partea superioară a flăcării de difuzie a unui amestec combustibil având o mai termic inferior de ardere, iar aerul încălzit care intră pentru a forma un amestec stoichiometric nu poate compensa toate pierderile de căldură, prin urmare, temperatura de ardere este mai mică aici.
Culoarea flăcării depinde de disocierea termică a vaporilor în jurul zonei de încălzire. atomi de carbon, care intră în zona de ardere, sunt excitat, și fiind într-o stare liberă pentru o vreme, strălucire. Dacă, în loc de carbon introdus în flacăra unei sări de cupru, apoi se va transforma verde sau albastru, dacă flacăra devine sare de stronțiu, apoi se va transforma roșu. Astfel, culoarea și forma de flacără, în unele cazuri, negrul de fum poate face o concluzie cu privire la natura substanțelor de ardere și să aleagă agentul de stingere corect.
Prin aspectul lor diferă de flacără turbulentă de laminare care nu se forma clară și constantă a poziției față de flacără. Temperatura flăcării turbulente este întotdeauna mai mare decât laminar.
O caracteristică remarcabilă a flăcării este capacitatea sa de a muta spontan în jurul amestecului combustibil rece. Această proprietate se caracterizează normală viteza de propagare a flăcării (Un), care este singurul parametru a procesului de ardere, având o chimicofizice constantele de proprietate pentru un anumit amestec combustibil. REZUMAT Un este prezentat schematic în Fig. 1.4:
Fig. 1.4. Schema de propagare a flăcării în amestecul de gaz omogen este: 1 - tubul de sticlă, 2 - față de flacără 3 - direcția de propagare a flăcării
Tubul pregătit amestecul combustibil omogen. Dacă un capăt deschis (în acest caz, stânga) și aprinde amestecul la capătul deschis, există un front de flacără se deplasează spre amestecul proaspăt printr-o normală la frontul flăcării. Produsele de ardere fierbinți, se vor sângera în mediu, și, prin urmare, dereglarea, nu vor fi furnizate frontul flăcării. Dacă închideți al doilea capăt al tubului, se colectează pe partea stângă a frontului flăcării a produselor de ardere, încălzite la temperaturi ridicate de ardere se va apăsa pe frontul flăcării, determinând o creștere a vitezei sale. Această viteză, numită viteza aparentă a flăcării. Ub și definită prin expresia:
unde: Ub - viteza de flacără vizibilă, m / s;
Un - normală viteza de propagare a flăcării, m / s;
# 949; - extinderea produselor de ardere;
h - numărul de moli de produse de ardere în raport cu numărul de moli din amestecul inițial (pentru hidrocarburi substanțe inflamabile în apropierea unității);
Tr - temperatura de ardere, K;
T0 - temperatura inițială, K.
Pentru carbon ONU amestecuri inflamabile de 0,30-0,45 m / sec. În funcție de viteza de ardere propagarea flăcării poate fi deflagrației (Ub până la 10 m / s) și detonarea (Ub de la aproximativ 10 3 m / s). Arderea la viteza flăcării între deflagrații și detonarea apelului exploziv. Când viteza de Ub de 60 m / s, înainte de frontul flăcării formate prin explozie val (șoc). ceea ce reprezintă o schimbare bruscă a presiunii de mediu adiacent față, inmultire la o viteză apropiată de viteza sunetului. Presiunea val explozie în partea din față caracterizează puterea distructivă, dar mai multe detalii cu privire la această problemă va fi discutată în următoarele subiecte.
Atunci când substanțele și materialele de ardere sunt formate întotdeauna produse de ardere sunt substanțe gazoase, lichide și solide obținute ca rezultat al combustibilului cu compusul oxidant (oxigen atmosferic) în procesul de ardere. Compoziția produselor de ardere depinde de compoziția materialului și cu ardere condiții. În caz de incendiu cele mai multe substanțe de ardere organice (lemn, pânză, benzina, kerosen și alte anvelope.), Se compune în principal din carbon, hidrogen, oxigen și azot. În aerul lor de combustie în cantități suficiente și la temperaturi ridicate de ardere produse de combustie completă sunt formate: CO2. H2O, N2. În timpul arderii în cantitate insuficientă de aer la produse cu temperatură joasă sau adăugarea de ardere a produs produse de combustie incompletă: CO, C (funingine). Produsele de ardere pot fi umed sau uscat. Atunci când în timpul unui incendiu de ardere substanțe anorganice, cum ar fi sulf, fosfor, sodiu, potasiu, aluminiu, titan, magneziu și alte produse de ardere în majoritatea cazurilor solide: Na2 O2. CaO, MgO, P2 O5. Ele sunt formate într-o stare dispersată, astfel încât să ia în aer sub formă de fum dens. Produsele de ardere din aluminiu, titan și alte metale în procesul de combustie în stare topită.
Fum este un sistem dispers format din mici particule solide aflate în suspensie în amestecul de produse de ardere cu aer. Diametrul particulelor de fum în foc variază de la 0,01 până la 1 micron. In compoziția fumului generat în timpul arderii substanțelor organice, altele decât produsele de ardere completă a conținut produși de degradare termooxidative cobustibililor. Ele sunt formate la încălzirea încă ard substanțe inflamabile prezente în aer sau fum care conține oxigen. Acest lucru se întâmplă de obicei, înainte de o torță flacără sau în părțile superioare ale spațiilor în care produsele de ardere sunt încălzite.
Fumul produs in timpul incendiilor, este de mare pericol-Ness pentru următoarele motive: temperatură ridicată; toxicitatea unor produse de ardere și degradarea termooxidative în compoziția sa, de exemplu, HSN, CO, HK1, NO, NO2. CO2, etc.; opacitatea fumului reduce vizibilitatea și afectează funcționarea în caz de incendiu; posibilitate de formare a produselor de descompunere termică și arderea incompletă, sunt membri ai amestecurilor voopasnyh fum Explosion cu aer.
Astfel, riscul de fum este determinat ca este dis-ultradisperse fază și componentele incluse în mediul de dispersie. Astfel, fumul venind direct din zona de rea-TION poate avea o temperatură de 1000 0 C și mediul de temperatură critică în care o persoană poate rămâne pentru o lungă perioadă de timp, temperatura este de 60 0 C.
Există mai multe modalități de a face cu fum, reducând stabilitatea acestuia. Acestea includ utilizarea de jet de apă atomizate, reducând astfel temperatura fumului, crescând umiditatea, neutralizarea particulelor încărcate și agregate lor isnizhenie antiaglomerant și stabilitatea cinetică a sistemului disperse (particule de fum înaspri și settle). In plus, controlul fumului se poate realiza prin eliminarea sa mecanic din spații de fum prin absorbire sau crearea unor fluxuri de convecție naturale, de exemplu, prin trape de fum.
Componență produși de degradare termooxidative depinde de natura substanțelor combustibile și condițiile de temperatură de contact cu oxidantul. Când descompunerea oxidativă termică a substanțelor combustibile ale căror molecule conțin grupări hidroxil, apa este întotdeauna formată. În cazul în care compoziția substanțelor combustibile includ carbon, hidrogen, oxigen, produșii de descompunere termică sunt hidrocarburi, alcooli, aldehide, cetone și acizi organici. Atunci când compoziția substanțelor combustibile, altele decât elementele menționate vor include clor, azot, fumul va clorură și acid cianhidric, oxizi de azot și alți compuși. Astfel, în cianura de hidrogen fum conținut în nailon de ardere; în timpul arderii linoleum „Relin“ - hidrogen sulfurat, dioxid de sulf; în timpul arderii sticlei organice - oxizi de azot. Produse de combustie incompletă și degradarea termookislitelnogo sunt în cele mai multe cazuri de substanțe toxice, astfel încât oamenii care sunt în astfel de spații otrăvirea obținute într-un timp suficient de scurt.