Общая характеристика процесса горения.

Вопросы для подготовки к экзамену

Общая характеристика процесса горения.

Горение – это быстропротекающий (секунды или доли секунд), окислительно-восстановительный, экзотермический, самоподдерживающийся процесс, часто сопровождающийся свечением и образованием пламени

Таким образом, горение характеризуется следующими особенностями:

1. Наличием горючего вещества (твердого, жидкого, газообразного) и окислителя (в большинстве случаев – кислорода воздуха).

2. Наличием пламени, в котором протекают большинство подготовительных процессов, а также высокоскоростные и высокотемпературные (до 2000°С) процессы окисления.

3. Выделением в зоне пламени лучистой теплоты и конвективным потоком теплоты и газов.

4. Протеканием предпламенных подготовительных процессов, в результате чего процесс горения является самоподдерживающимся. Необходимым и достаточным условием для возникновения горения является наличие трех компонентов: горючее вещество + окислитель (для пожаров, как правило, кислород воздуха) + источник воспламенения.

Гомогенное горение – процесс взаимодействия горючего и окислителя, находящихся в одинаковом агрегатном состоянии.

Гетерогенное горение – процесс взаимодействия горючего и окислителя, находящихся в различных агрегатных состояниях, горение происходит на поверхности раздела фаз (твердое тело–газ, жидкость–газ). Кинетическое горение – процесс, при котором общая скорость горения и все его характеристики определяются только скоростью химического взаимодействия молекул окислителя и горючего вещества.

Диффузионное горение – процесс, при котором общая скорость горения и все его характеристики определяются только скоростью диффузии молекул.

Ламинарное (от лат. lamina – слой, пластина) горение – процесс, при котором массообмен и перенос происходят путем молекулярной диффузии. При этом наблюдается спокойное, безвихревое пламя устойчивой геометрической формы.

Турбулентное (от лат. turbulenze – вихрь) горение – процесс, при котором массообмен и перенос осуществляются не только за счет молекулярной, но и турбулентной диффузии, в результате

макроскопического вихревого движения газовых слоев горючей смеси. Пламя при этом неустойчиво, постоянно меняет свою форму. По типу распространения в газовой смеси можно выделить стационарное и нестационарное горение. При стационарном горении пространственное положение пламени фиксировано, не меняется во времени, пример – пламя бунзеновской горелки. Нестационарное пламя перемещается в пространстве.

2. Физические основы процесса горения.

Диффузией называется процесс установления внутри фаз какой-то системы равномерного распределения концентрации газа.
Фазой называется совокупность всех гомогенных частей системы.
В гомогенной системе нет поверхностей раздела фаз (например, газовая фаза, раствор, твердая фаза), т.е. фаза находится в одном агрегатном состоянии.
Система, состоящая из двух и более фаз, называется гетерогенной. Теплоемкостью называется количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества на один градус

размерность Дж/(г× К)

Горение представляет собой комплекс взаимосвязанных физических и химических процессов:

Важнейшими из них при горении являются тепло- и массоперенос.

Наиболее общим свойством горения является способность возникшего очага (фронта) пламени перемещаться по горючей смеси путем теплопроводности и диффузии активных частиц из зоны горения в свежую смесь