Процесс самовозгорания твёрдого топлива.

Процесс самовозгорания топлива представляет собой совокупность химических реакций окисления его горючих компонентов (углерод, водород, сера), происходящих при благоприятных для этого условиях, и сопровождающихся выделением теплоты.

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >
Самовоспламенение топлива.
Яндекс. Директ
Пандусы для инвалидов
Яндекс. Директ
Подъемники для инвалидов!
При низких температурах горючей смеси — топлива и окислителя — скорость химической реакции между ними мала и нс приводит к повышению температуры смеси, так как скорость отвода теплоты в окружающую среду превышает скорость тепловыделения в результате реакции.

Повышение температуры горючей смеси путем увеличения температуры окружающей среды или стенок камеры реагирования увеличивает скорость реакции и, следовательно, скорость избыточного тепловыделения.

При определенной температуре окружающей среды toc температура реагирующей смеси и, следовательно, скорость ее реакции достигают значений, при которых скорость тепловыделения превышает скорость отвода теплоты. Избыточная теплота реакции идет на саморазогрев смеси до температуры? свспл, при которой наступает ее бурное развитие с появлением пламени.

Процесс быстрого нарастания скорости реакции, который в замкнутом объеме может иметь взрывной характер, называется самовоспламенением.

Под самовоспламенением горючих смесей понимают такой процесс воспламенения, при котором реагирующая смесь нагревается до определенной температуры? свспл, самостоятельно саморазогревается и затем воспламеняется во всем объеме без участия внешнего источника зажигания.

Температуру горючей смеси? свспл, выше которой возможно самоускоре- нис реакции, называют температурой самовоспламенения. Минимальная же температура среды или стенок камеры реагирования toc, начиная с которой в реагирующей смеси данного состава наступает самовоспламенение, называют температурой воспламенения? вспл.

Таким образом, ?свспл выше toc. Их разность составляет в среднем 40—80°С и представляет собой саморазогрев смеси, предшествующий самовоспламенению. В период саморазогрева в системе происходит накопление теплоты и активных центров, приводящее к взрывному развитию реакции при достижении температуры? свспл. Время предвзрывного саморазогрева системы называется периодом индукции или задержкой воспламенения.

Температура самовоспламенения? СВС1П не является физической константой, так как зависит от состава топлива, условий развития реакции, объема реагирующей системы и ряда других факторов. Все эти факторы влияют и на период индукции. Его длительность характеризует воспламеняемость топлив.

Самовоспламенение характерно для всех видов топлива, включая твердое. Температура самовоспламенения твердых топлив зависит от содержания летучих и их характеристики воспламенения. Наименьшая температура самовоспламенения — у молодых топлив: древесины, торфа, сланцев и бурых углей (?свспл = 225-^250°С); самая высокая — у старых топлив (например, у антрацитов? свспл ~ 500°С).

Зажигание топлива (вынужденное воспламенение) отличается от самовоспламенения тем, что реакция горения возникает от нагрева (возбуждения) реагирующей системы в одном месте от внешнего высокотемпературного источника, и образовавшийся фронт пламени распространяется на всю систему. Источниками зажигания могут быть раскаленные тела (калильное зажигание), пламя и электрическая искра.

Источник зажигания должен иметь температуру? ист, превышающую температуру воспламенения топлива, а также достаточную мощность, которая устанавливается аналитическим и опытным путем.

Зажигание раскаленными телами широко применяется при сжигании газов в топках котлов и печей. На пути факела низкореакционных газов (коксового, доменного и т. д.) устанавливаются горки и решетки из огнеупорных материалов, которые при нагреве служат источником зажигания свежей газовой смеси.

Горение может начаться самопроизвольно в результате самовоспламенения либо быть инициированным зажиганием. При фиксированных внешних условиях непрерывное горение может протекать в стационарном режиме, когда основные характеристики процесса – скорость реакции, мощность тепловыделения, температура и состав продуктов – не изменяются во времени, либо в периодическом режиме, когда эти характеристики колеблются около своих средних значений. Вследствие сильной нелинейной зависимости скорости реакции от температуры, горение отличается высокой чувствительностью к внешним условиям. Это же свойство горения обусловливает существование нескольких стационарных режимов при одних и тех же условиях (гистерезисный эффект).