 |
Основные понятия теории горения
|
|
|
|
Корольченко А.Я.
Процессы горения и взрыва. -М.: Пожнаука, 2007. -266 с, ил.
ISBN 978-5-91444-001-2
Книга написана применительно к действующей программе по дисциплине «Теория горения и взрыва» для высших учебных заведений. В ней изложены основные разделы современной теории горения: химические и тепло-массообменные процессы при горении, механизм превращения исходных веществ в продукты горения, условия возникновения горения, процессы распространения пламени по газовым смесям, аэрозолям, твердым веществам, условия прекращения горения.
В книге рассмотрены характеристики горения и параметры пожаровзрыво-опасности газов, жидкостей, пылей и твердых материалов. Материал книги иллюстрируется справочными данными, графиками и примерами. Показана тесная связь теории горения с прикладными науками о безопасности технологических процессов и строительных объектов.
Книга предназначена в качестве учебника для студентов технических вузов и может служить полезным пособием для научных и инженерно-технических работников сферы обеспечения пожаровзрывобезопасности различных объектов, а также для преподавателей теории горения и смежных с нею дисциплин.
ISBN 978-5-91444-001-2
© Корольченко А.Я. О Пожнаука, 2007
Оглавление
Предисловие............................................................................................... 6
Глава 1. Основные понятия теории горения........................................ 8
1.1. Основные явления при горении.................................................. 8
1.2. Гомогенное, гетерогенное и диффузионное горение.............. 12
1.3. Горение в движущемся газе...................................................... 15
1.4. Турбулентное горение.............................................................. 16
1.5. Особенности горения взрывчатых веществ............................. 18
|
|
|
1.6. Термодинамика сгорания углеводородовоздушных смесей... 19
Глава 2. Химические процессы при горении...................................... 30
2.1. Цепные реакции......................................................................... 30
Зарождение цепей................................................................... 33
Продолжение цепей................................................................ 34
Обрыв цепей............................................................................ 37
2.2. Химические процессы при горении водорода......................... 39
2.3. Химические реакции при горении оксида углерода................ 40
2.4. Горение углеводородов............................................................ 43
2.5. Горение углерода...................................................................... 45
Глава 3. Возникновение процессов горения....................................... 48
3.1. Самовоспламенение. Стационарная теория............................. 48
3.2. Зажигание................................................................................... 53
3.3. Самовозгорание......................................................................... 59
Тепловое самовозгорание...................................................... 64
Химическое самовозгорание.................................................. 66
Микробиологическое самовозгорание.................................. 67
Математическая модель процесса самовозгорания насыпи
растительного материала....................................................... 68
Приближенное решение задачи самовозгорания дисперсных
материалов для реакции порядка 
....................................... 75
Глава 4. Развитие горения..................................................................... 83
4.1. Распространение пламени по газам......................................... 83
Дефлаграционное горение..................................................... 83
Детонация............................................................................... 88
Переход дефлаграционного горения в детонацию............... 91
Расчет параметров детонационных волн в смесях водород-
кислород-инертный газ.......................................................... 93
4.2. Горение парогазовых смесей при повышенных температурах
и давлениях............................................................................. 102
4.3. Взрывы пылей.......................................................................... 103
|
|
|
Влияние относительного движения фаз аэровзвеси на
распространение пламени.................................................... 103
Гидродинамический анализ горения аэрозолей.................. 112
Фазодинамический режим распространения пламени
по аэродисперсной системе................................................. 122
4.4. Диффузионное горение жидкостей........................................ 127
Механизм горения................................................................ 127
Форма и размеры пламени................................................... 130
Прогрев жидкости при горении........................................... 131
Влияние диаметра сосуда на скорость выгорания............. 132
Влияние концентрации кислорода на скорость выгорания... 133
4.5. Горение твердых материалов................................................. 134
Механизм горения................................................................ 134
Процессы тления в пенопластах.......................................... 141
4.6. Горение дисперсных веществ в слое..................................... 145
Глава 5. Прекращение горения........................................................... 154
5.1. Условия потухания пламени.................................................. 154
5.2. Флегматизация........................................................................ 157
Флегматизация газовых смесей........................................... 157
Флегматизация пылевоздушных смесей инертными
разбавителями....................................................................... 159
Флегматизация пылевоздушных смесей инертными
частицами.............................................................................. 162
5.3. Ингибирование........................................................................ 163
Глава 6. Характеристики горения газов............................................ 168
6.1. Температура самовоспламенения.......................................... 168
6.2. Энергия зажигания................................................................... 173
6.3. Концентрационные пределы распространения пламени....... 177
6.4. Нормальная скорость горения................................................ 187
6.5. Флегматизирующие концентрации инертных разбавителей... 190
6.6. Давление взрыва...................................................................... 196
Глава 7. Характеристики горения жидкостей.................................... 201
7.1. Температура вспышки............................................................. 203
7.2. Температура воспламенения.................................................. 210
7.3. Температура самовоспламенения.............,............................ 212
7.4. Температурные пределы распространения пламени............. 215
7.5. Скорость выгорания................................................................ 224
|
|
|
Глава 8. Характеристики горения аэрогелей и аэрозолей.............. 229
8.1. Показатели пожаровзрывоопасности аэрозолей.................... 230
8.2. Факторы, влияющие на опасность аэрозолей........................ 233
Дисперсный состав твердой фазы........................................ 234
Теплота сгорания.................................................................. 237
Температура и давление....................................................... 239
Влагосодержание частиц и воздуха..................................... 241
Состав твердой фазы аэрозоля............................................. 245
Газообразные флегматизаторы............................................ 249
8.3. Гибридные смеси..................................................................... 252
8.4. Показатели пожарной опасности аэрогелей........................... 257
Литература............................................................................................. 265
Предисловие
| Д |
анный курс процессов горения и взрыва предназначен для студентов, обучающихся по специальности «Пожарная безопасность» строительных и политехнических вузов. Он основан на лекциях, которые читаются для студентов Московского государственного строительного университета, и включает основные разделы теории горения: возникновение горения, его развитие и прекращение.
Процессы горения широко используются в различных сферах: в двигателях внутреннего сгорания, на тепловых электростанциях, в военном деле (горение порохов, ракетного топлива). Подобные процессы реализуются на пожарах.
Имея общую физико-химическую основу, процессы горения в перечисленных областях характеризуются рядом особенностей, обусловленных условиями их протекания, масштабами и др. факторами.
В данной книге излагаются теоретические основы процессов горения, протекающих на пожарах. Знание этих основ необходимо для успешного освоения студентами общепрофессиональных и специальных дисциплин: огнестойкость строительных конструкций, взрывоустойчи-вость зданий, пожарная безопасность электроустановок, здания, сооружения и их устойчивость при пожаре, пожарная безопасность технологических процессов, производственная и пожарная автоматика, прогнозирование опасных факторов пожара.
|
|
|
При подготовке учебника использованы труды отечественных ученых в области теории горения: акад. Н. Н. Семенова, акад. Я. Б. Зельдовича, акад. Д.А. Франк-Каменецкого, акад. В. В. Азатяна, докт. техн. наук, проф. А.И. Баратова.
В книгу включены результаты исследований процессов горения и взрыва, полученные автором в период работы в ВНИИ Противопожарной обороны совместно с сотрудниками и учениками: докт. техн. наук, проф. Ю. Н. Шебеко, докт. техн. наук Л. П. Вогманом, докт. техн. наук, проф. В. В. Мольковым, докт. техн. наук Н. И. Константиновой, докт. техн. наук В. Ю. Навценей, докт. техн. наук Н. Л. Поле-
таевым, докт. техн. наук Л. П. Шевчуком, докт. техн. наук С. Г. Ца-риченко, канд. техн. наук В. А. Зуйковым, канд. техн. наук А. Б. Ильиным, канд. техн. наук И. М. Смолиным, канд. техн. наук С. А. Ша-роварниковым, канд. техн. наук В. И. Цапом. *
* Некоторые разделы учебника выходят за пределы вузовского курса дисциплины «Теория горения и взрыва» и не являются обязательными для изучения. К ним относятся: «Расчет параметров детонационных волн в смесях водород-кислород-инертный газ», «Влияние относительного движения фаз аэровзвеси на распространение пламени», «Гидродинамический анализ горения аэрозолей», «Фазодина-мический распространения пламени по аэродисперсной системе», «Влияние концентрации кислорода на скорость выгорания». Однако автор счел необходимым включить эти разделы в учебник для более глубокого понимания сложных процессов, протекающих при горении. Кроме того, освоение этих разделов имеет прикладное значение. Например, значение особенностей развития пылевых взрывов позволяет разрабатывать эффективное мероприятия по их предупреждению и снижению тяжести последствий в случае их возникновения.
Глава 1.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ГОРЕНИЯ
|
|
|
