Spalanie jednorodne, heterogeniczne i dyfuzyjne. Spalanie heterogeniczne. Teoretyczne podstawy spalania i wybuchu

eksplozja tlenu podczas spalania

Jednorodne spalanie oznacza spalanie wstępnie zmieszanych gazów. Licznymi przykładami spalania jednorodnego są procesy spalania gazów lub par, w których utleniaczem jest tlen z powietrza: spalanie mieszanin wodoru, mieszanin tlenku węgla i węglowodorów z powietrzem. W praktycznie ważnych przypadkach nie zawsze jest spełniony warunek całkowitego wstępnego wymieszania. Dlatego zawsze możliwe są kombinacje spalania jednorodnego z innymi rodzajami spalania.

Jednorodne spalanie można realizować w dwóch trybach: laminarnym i turbulentnym. Turbulencja przyspiesza proces spalania poprzez fragmentację czoła płomienia na osobne fragmenty i odpowiednio zwiększenie powierzchni kontaktu reagujących substancji w turbulencjach o dużej skali lub przyspieszenie procesów wymiany ciepła i masy w czole płomienia w turbulencjach o małej skali. Spalanie turbulentne charakteryzuje się samopodobieństwem: turbulentne wiry zwiększają prędkość spalania, co prowadzi do wzrostu turbulencji.

Wszystkie parametry jednorodnego spalania występują także w procesach, w których utleniaczem nie jest tlen, lecz inne gazy. Na przykład fluor, chlor lub brom.

Na granicy faz zachodzi spalanie heterogeniczne. W tym przypadku jedna z reagujących substancji jest w stanie skondensowanym, druga (zwykle tlen atmosferyczny) przedostaje się w wyniku dyfuzji w fazie gazowej. Wymagany warunek spalanie heterogeniczne to bardzo wysoka temperatura wrzenia (lub rozkładu) fazy skondensowanej. Jeżeli ten warunek nie jest spełniony, spalanie poprzedza odparowanie lub rozkład. Strumień pary lub gazowych produktów rozkładu przedostaje się z powierzchni do strefy spalania, a spalanie zachodzi w fazie gazowej. Takie spalanie można sklasyfikować jako dyfuzyjne quasi-heterogeniczne, ale nie całkowicie niejednorodne, ponieważ proces spalania nie zachodzi już na granicy faz. Rozwój takiego spalania odbywa się dzięki przepływowi ciepła z płomienia na powierzchnię materiału, co zapewnia dalsze odparowanie lub rozkład i przepływ paliwa do strefy spalania. W takich sytuacjach mamy do czynienia z przypadkiem mieszanym, gdy reakcje spalania zachodzą częściowo niejednorodnie – na powierzchni fazy skondensowanej, a częściowo jednorodnie – w objętości mieszaniny gazowej.

Przykładem spalania heterogenicznego jest spalanie węgla i węgla drzewnego. Podczas spalania tych substancji zachodzą dwa rodzaje reakcji. Niektóre rodzaje węgla po podgrzaniu uwalniają lotne składniki. Spalanie takich węgli poprzedzone jest ich częściowym rozkładem termicznym z wydzieleniem gazowych węglowodorów i wodoru, które spalają się w fazie gazowej. Ponadto podczas spalania czystego węgla może powstawać tlenek węgla CO, który spala się objętościowo. Przy wystarczającym nadmiarze powietrza i wysokiej temperaturze powierzchni węgla reakcje objętościowe zachodzą na tyle blisko powierzchni, że w pewnym przybliżeniu można uznać taki proces za heterogeniczny.

Przykładem prawdziwie heterogenicznego spalania jest spalanie ogniotrwałych metali nielotnych. Procesy te mogą być skomplikowane przez tworzenie się tlenków, które pokrywają palącą się powierzchnię i uniemożliwiają kontakt z tlenem. Z dużą różnicą w fizyczne i chemiczne właściwości Pomiędzy metalem a jego tlenkiem podczas procesu spalania następuje pękanie filmu tlenkowego i zapewniony jest dostęp tlenu do strefy spalania.

Wymienione w Poprzednia sekcja zjawiska fizyczne obserwuje się w różnorodnych procesach, różniących się zarówno charakterem reakcji chemicznych, jak i stanem skupienia substancji biorących udział w spalaniu.

Wyróżnia się spalanie jednorodne, heterogeniczne i dyfuzyjne.

Jednorodne spalanie oznacza spalanie wstępnie zmieszanych gazów. Licznymi przykładami spalania jednorodnego są procesy spalania gazów lub par, w których utleniaczem jest tlen z powietrza: spalanie mieszanin wodoru, mieszanin tlenku węgla i węglowodorów z powietrzem. W praktycznie ważnych przypadkach) nie zawsze jest spełniony warunek całkowitego wstępnego wymieszania. Dlatego zawsze możliwe są kombinacje spalania jednorodnego z innymi rodzajami spalania.

Jednorodne spalanie można realizować w dwóch trybach: laminarnym i turbulentnym. Turbulencja przyspiesza proces spalania na skutek fragmentacji czoła płomienia na oddzielne fragmenty i odpowiednio zwiększenia powierzchni kontaktu reagujących substancji podczas turbulencji na dużą skalę lub przyspieszenia procesów wymiany ciepła i masy w czole płomienia podczas małych- turbulencje skali. Spalanie turbulentne charakteryzuje się samopodobieństwem: turbulentne wiry zwiększają prędkość spalania, co prowadzi do wzrostu turbulencji.

Wszystkie parametry jednorodnego spalania występują także w procesach, w których utleniaczem nie jest tlen, lecz inne gazy. Na przykład fluor, chlor lub brom.

Podczas pożarów najczęstszymi procesami jest spalanie dyfuzyjne. W nich wszystkie reagujące substancje znajdują się w fazie gazowej, ale nie są wstępnie zmieszane. W przypadku spalania cieczy lub ciał stałych proces utleniania paliwa w fazie gazowej zachodzi jednocześnie z procesem odparowania cieczy (lub rozkładem substancji stałej) oraz procesem mieszania.

Najprostszym przykładem spalania dyfuzyjnego jest spalanie gazu ziemnego w palniku gazowym. W pożarach realizowany jest reżim turbulentnego spalania dyfuzyjnego, gdy szybkość spalania jest określona przez prędkość turbulentnego mieszania.

Rozróżnia się makromieszanie i mikromieszanie. Proces turbulentnego mieszania polega na sekwencyjnym rozdrabnianiu gazu na coraz mniejsze objętości i mieszaniu ich ze sobą. W ostatnim etapie następuje końcowe mieszanie molekularne na drodze dyfuzji molekularnej, której szybkość wzrasta wraz ze zmniejszaniem się skali fragmentacji. Po zakończeniu makromieszania szybkość spalania określa się poprzez procesy mikromieszania w małych objętościach paliwa i powietrza.

Na granicy faz zachodzi spalanie heterogeniczne. W tym przypadku jedna z reagujących substancji jest w stanie skondensowanym, druga (zwykle tlen atmosferyczny) przedostaje się w wyniku dyfuzji w fazie gazowej. Warunkiem spalania heterogenicznego jest bardzo wysoka temperatura wrzenia (lub rozkładu) fazy skondensowanej. Jeżeli ten warunek nie jest spełniony, spalanie poprzedza odparowanie lub rozkład. Strumień pary lub gazowych produktów rozkładu przedostaje się z powierzchni do strefy spalania, a spalanie zachodzi w fazie gazowej. Takie spalanie można sklasyfikować jako dyfuzyjne quasi-heterogeniczne, ale nie całkowicie niejednorodne, ponieważ proces spalania nie zachodzi już na granicy faz. Rozwój takiego spalania odbywa się dzięki przepływowi ciepła z płomienia na powierzchnię materiału, co zapewnia dalsze odparowanie lub rozkład i przepływ paliwa do strefy spalania. W takich sytuacjach mamy do czynienia z przypadkiem mieszanym, gdy reakcje spalania zachodzą częściowo niejednorodnie – na powierzchni fazy skondensowanej, a częściowo jednorodnie – w objętości mieszaniny gazowej.

Przykładem spalania heterogenicznego jest spalanie węgla i węgla drzewnego. Podczas spalania tych substancji zachodzą dwa rodzaje reakcji. Niektóre rodzaje węgla po podgrzaniu uwalniają lotne składniki. Spalanie takich węgli poprzedzone jest ich częściowym rozkładem termicznym z wydzieleniem gazowych węglowodorów i wodoru, które spalają się w fazie gazowej. Ponadto podczas spalania czystego węgla może powstawać tlenek węgla CO, który spala się objętościowo. Przy wystarczającym nadmiarze powietrza i wysokiej temperaturze powierzchni węgla reakcje objętościowe zachodzą na tyle blisko powierzchni, że w pewnym przybliżeniu daje to podstawę do uznania takiego procesu za heterogeniczny.

Przykładem prawdziwie heterogenicznego spalania jest spalanie ogniotrwałych metali nielotnych. Procesy te mogą być skomplikowane przez tworzenie się tlenków, które pokrywają palącą się powierzchnię i uniemożliwiają kontakt z tlenem. Jeżeli podczas procesu spalania występuje duża różnica we właściwościach fizycznych i chemicznych pomiędzy metalem a jego tlenkiem, warstwa tlenkowa pęka i zapewniony jest dostęp tlenu do strefy spalania.

Spalanie jednorodne i heterogeniczne.

Na podstawie rozważonych przykładów, w zależności od stanu skupienia mieszaniny paliwa i utleniacza, tj. w zależności od liczby faz w mieszaninie wyróżnia się:

1. Jednorodne spalanie gazy i pary substancji łatwopalnych w środowisku gazowego utleniacza. Zatem reakcja spalania zachodzi w układzie składającym się z jednej fazy (stan skupienia).

2. Spalanie heterogeniczne stałe substancje łatwopalne w środowisku gazowego utleniacza. W tym przypadku reakcja zachodzi na granicy faz, natomiast reakcja jednorodna zachodzi w całej objętości.

Jest to spalanie metali, grafitu, tj. praktycznie nielotne materiały. Wiele reakcji gazowych ma charakter jednorodno-niejednorodny, gdy możliwość zajścia reakcji jednorodnej wynika z pochodzenia reakcji jednocześnie heterogenicznej.

Spalanie wszystkich substancji ciekłych i wielu substancji stałych, z których wydzielają się pary lub gazy (substancje lotne), następuje w fazie gazowej. Fazy ​​stałe i ciekłe pełnią rolę zbiorników produktów reakcji.

Na przykład niejednorodna reakcja samozapłonu węgla przechodzi w jednorodną fazę spalania substancji lotnych. Pozostałość koksu spala się niejednorodnie.

Według stopnia przygotowania mieszanina palna rozróżnić spalanie dyfuzyjne i kinetyczne.

Rozważane rodzaje spalania (z wyjątkiem materiałów wybuchowych) odnoszą się do spalania dyfuzyjnego. Płomień, tj. Aby zapewnić stabilność, strefa spalania mieszanki paliwowo-powietrznej musi być stale zasilana paliwem i tlenem. Dopływ gazu palnego zależy wyłącznie od prędkości jego dostarczania do strefy spalania. Szybkość wnikania cieczy palnej zależy od intensywności jej parowania, tj. od ciśnienia pary nad powierzchnią cieczy, a co za tym idzie od temperatury cieczy. Temperatura zapłonu to najniższa temperatura cieczy, przy której płomień nad jej powierzchnią nie zgaśnie.

Spalanie ciał stałych różni się od spalania gazów obecnością etapu rozkładu i zgazowania, a następnie zapłonu lotnych produktów pirolizy.

Piroliza- to jest ogrzewanie materia organiczna na wysokie temperatury bez dostępu powietrza. W tym przypadku następuje rozkład, czyli rozszczepienie związków złożonych na prostsze (koksowanie węgla, kraking oleju, sucha destylacja drewna). Dlatego spalanie stałej substancji palnej do produktu spalania nie koncentruje się tylko w strefie płomienia, ale ma charakter wieloetapowy.

Ogrzewanie fazy stałej powoduje rozkład i wydzielanie się gazów, które zapalają się i spalają. Ciepło z palnika podgrzewa fazę stałą, powodując jej zgazowanie, a proces się powtarza, utrzymując w ten sposób spalanie.



Model spalania stałego zakłada obecność następujących faz (rys. 17):

Ryż. 17. Model spalania

stała materia.

Ogrzewanie fazy stałej. W przypadku substancji topiących się w tej strefie następuje topienie. Grubość strefy zależy od temperatury przewodności substancji;

Piroliza, czyli strefa reakcji w fazie stałej, w której tworzą się gazowe substancje palne;

Płomień wstępny w fazie gazowej, w którym tworzy się mieszanina z utleniaczem;

Płomień, czyli strefa reakcji w fazie gazowej, w której produkty pirolizy przekształcają się w gazowe produkty spalania;

Produkty spalania.

Szybkość dostarczania tlenu do strefy spalania zależy od jego dyfuzji przez produkt spalania.

Ogólnie rzecz biorąc, ponieważ szybkość reakcji chemicznej w strefie spalania w rozważanych rodzajach spalania zależy od szybkości wnikania reagujących składników i powierzchni płomienia poprzez dyfuzję molekularną lub kinetyczną, ten rodzaj spalania nazywa się dyfuzja.

Struktura płomienia spalania dyfuzyjnego składa się z trzech stref (ryc. 18):

Strefa 1 zawiera gazy lub pary. W tej strefie nie ma spalania. Temperatura nie przekracza 500 0 C. Następuje rozkład, piroliza substancji lotnych i ogrzewanie do temperatury samozapłonu.

Ryż. 18. Struktura płomienia.

W strefie 2 powstaje mieszanina par (gazów) z tlenem atmosferycznym i następuje niepełne spalanie do CO z częściową redukcją do węgla (mała ilość tlenu):

C n H m + O 2 → CO + CO 2 + H 2 O;

W trzeciej strefie zewnętrznej następuje całkowite spalanie produktów drugiej strefy i obserwuje się maksymalną temperaturę płomienia:

2CO+O2=2CO2;

Wysokość płomienia jest proporcjonalna do współczynnika dyfuzji i natężenia przepływu gazu i odwrotnie proporcjonalna do gęstości gazu.

Wszystkie rodzaje spalania dyfuzyjnego są nieodłącznym elementem pożarów.

Kinetyczny spalanie nazywa się spalaniem z góry

zmieszać łatwopalny gaz, parę lub pył z utleniaczem. W tym przypadku szybkość spalania zależy wyłącznie od właściwości fizykochemicznych mieszaniny palnej (przewodność cieplna, pojemność cieplna, turbulencja, stężenie substancji, ciśnienie itp.). Dlatego szybkość spalania gwałtownie wzrasta. Ten rodzaj spalania jest nieodłącznym elementem eksplozji.

W takim przypadku, gdy w dowolnym momencie zapali się mieszanina palna, czoło płomienia przemieszcza się z produktów spalania do świeżej mieszanki. Zatem płomień podczas spalania kinetycznego jest najczęściej niestabilny (ryc. 19).

Ryż. 19. Schemat rozprzestrzeniania się płomienia w mieszaninie palnej: - źródło zapłonu; - kierunek ruchu frontu płomienia.

Chociaż jeśli najpierw zmieszasz palny gaz z powietrzem i wprowadzisz go do palnika, to po zapaleniu utworzy się nieruchomy płomień, pod warunkiem, że natężenie przepływu mieszaniny będzie równe prędkości rozprzestrzeniania się płomienia.

W przypadku zwiększenia prędkości podawania gazu płomień odrywa się od palnika i może zgasnąć. A jeśli prędkość zostanie zmniejszona, płomień zostanie wciągnięty do palnika z możliwą eksplozją.

Według stopnia spalania, tj. po zakończeniu reakcji spalania do produktów końcowych następuje spalanie kompletne i niekompletne.

Zatem w strefie 2 (rys. 18) spalanie jest niepełne, ponieważ Nie ma wystarczającej ilości tlenu, który jest częściowo zużywany w strefie 3 i powstają produkty pośrednie. Te ostatnie wypalają się w strefie 3, gdzie jest więcej tlenu, aż do całkowitego spalenia. Obecność sadzy w dymie wskazuje na niepełne spalanie.

Inny przykład: gdy brakuje tlenu, spala się węgiel tlenek węgla:

Jeśli dodasz O, reakcja zakończy się:

2СО+O 2 =2СО 2.

Szybkość spalania zależy od charakteru ruchu gazów. Dlatego rozróżnia się spalanie laminarne i turbulentne.

Zatem przykładem spalania laminarnego jest płomień świecy w nieruchomym powietrzu. Na spalanie laminarne warstwy gazów przepływają równolegle, bez wirowania.

Spalanie turbulentne– wirowy ruch gazów, w którym następuje intensywne mieszanie gazów spalinowych i rozmycie czoła płomienia. Granicę pomiędzy tymi typami stanowi kryterium Reynoldsa, które charakteryzuje zależność pomiędzy siłami bezwładności a siłami tarcia w przepływie:

Gdzie: ty- prędkość przepływu gazu;

N- lepkość kinetyczna;

l– charakterystyczny rozmiar liniowy.

Liczba Reynoldsa, przy której następuje przejście laminarnej warstwy granicznej w turbulentną, nazywa się krytyczną Re cr, Re cr ~ 2320.

Turbulencja zwiększa szybkość spalania ze względu na intensywniejsze przekazywanie ciepła z produktów spalania do świeżej mieszanki.

Na podstawie rozważonych przykładów, w zależności od stanu skupienia mieszaniny paliwa i utleniacza, tj. w zależności od liczby faz w mieszaninie wyróżnia się:

1. Jednorodne spalanie gazy i pary substancji łatwopalnych w środowisku gazowego utleniacza. Zatem reakcja spalania zachodzi w układzie składającym się z jednej fazy (stan skupienia).

2. Spalanie heterogeniczne stałe substancje łatwopalne w środowisku gazowego utleniacza. W tym przypadku reakcja zachodzi na granicy faz, natomiast reakcja jednorodna zachodzi w całej objętości.

Jest to spalanie metali, grafitu, tj. praktycznie nielotne materiały. Wiele reakcji gazowych ma charakter jednorodno-niejednorodny, gdy możliwość zajścia reakcji jednorodnej wynika z pochodzenia reakcji jednocześnie heterogenicznej.

Spalanie wszystkich substancji ciekłych i wielu substancji stałych, z których wydzielają się pary lub gazy (substancje lotne), następuje w fazie gazowej. Fazy ​​stałe i ciekłe pełnią rolę zbiorników produktów reakcji.

Na przykład niejednorodna reakcja samozapłonu węgla przechodzi w jednorodną fazę spalania substancji lotnych. Pozostałość koksu spala się niejednorodnie.

4.3. Dyfuzja i spalanie kinetyczne.

W zależności od stopnia przygotowania mieszaniny palnej rozróżnia się spalanie dyfuzyjne i kinetyczne.

Rozważane rodzaje spalania (z wyjątkiem materiałów wybuchowych) odnoszą się do spalania dyfuzyjnego. Płomień, tj. Aby zapewnić stabilność, strefa spalania mieszanki paliwowo-powietrznej musi być stale zasilana paliwem i tlenem. Dopływ gazu palnego zależy wyłącznie od prędkości jego dostarczania do strefy spalania. Szybkość wnikania cieczy palnej zależy od intensywności jej parowania, tj. od ciśnienia pary nad powierzchnią cieczy, a co za tym idzie od temperatury cieczy. Temperatura zapłonu to najniższa temperatura cieczy, przy której płomień nad jej powierzchnią nie zgaśnie.

Spalanie ciał stałych różni się od spalania gazów obecnością etapu rozkładu i zgazowania, a następnie zapłonu lotnych produktów pirolizy.

Piroliza- Jest to ogrzewanie substancji organicznych do wysokich temperatur bez dostępu powietrza. W tym przypadku następuje rozkład, czyli rozszczepienie związków złożonych na prostsze (koksowanie węgla, kraking oleju, sucha destylacja drewna). Dlatego spalanie stałej substancji palnej do produktu spalania nie koncentruje się tylko w strefie płomienia, ale ma charakter wieloetapowy.

Ogrzewanie fazy stałej powoduje rozkład i wydzielanie się gazów, które zapalają się i spalają. Ciepło z palnika podgrzewa fazę stałą, powodując jej zgazowanie, a proces się powtarza, utrzymując w ten sposób spalanie.

Model spalania stałego zakłada obecność następujących faz (rys. 17):

Ryż. 17. Model spalania

stała materia.

    ogrzewanie fazy stałej. W przypadku substancji topiących się w tej strefie następuje topienie. Grubość strefy zależy od temperatury przewodności substancji;

    piroliza, czyli strefa reakcji w fazie stałej, w której tworzą się gazowe substancje palne;

    wstępny płomień w fazie gazowej, w którym tworzy się mieszanina z utleniaczem;

    płomień, czyli strefa reakcji w fazie gazowej, w której następuje przemiana produktów pirolizy w gazowe produkty spalania;

    produkty spalania.

Szybkość dostarczania tlenu do strefy spalania zależy od jego dyfuzji przez produkt spalania.

Ogólnie rzecz biorąc, ponieważ szybkość reakcji chemicznej w strefie spalania w rozważanych rodzajach spalania zależy od szybkości wnikania reagujących składników i powierzchni płomienia poprzez dyfuzję molekularną lub kinetyczną, ten rodzaj spalania nazywa się dyfuzja.

Struktura płomienia spalania dyfuzyjnego składa się z trzech stref (ryc. 18):

Strefa 1 zawiera gazy lub pary. W tej strefie nie ma spalania. Temperatura nie przekracza 500 0 C. Następuje rozkład, piroliza substancji lotnych i ogrzewanie do temperatury samozapłonu.

Ryż. 18. Struktura płomienia.

W strefie 2 powstaje mieszanina par (gazów) z tlenem atmosferycznym i następuje niepełne spalanie do CO z częściową redukcją do węgla (mała ilość tlenu):

C n H m + O 2 → CO + CO 2 + H 2 O;

W trzeciej strefie zewnętrznej następuje całkowite spalanie produktów drugiej strefy i obserwuje się maksymalną temperaturę płomienia:

2CO+O2=2CO2;

Wysokość płomienia jest proporcjonalna do współczynnika dyfuzji i natężenia przepływu gazu i odwrotnie proporcjonalna do gęstości gazu.

Wszystkie rodzaje spalania dyfuzyjnego są nieodłącznym elementem pożarów.

Kinetyczny Spalanie to spalanie wstępnie zmieszanego palnego gazu, pary lub pyłu z utleniaczem. W tym przypadku szybkość spalania zależy wyłącznie od właściwości fizykochemicznych mieszaniny palnej (przewodność cieplna, pojemność cieplna, turbulencja, stężenie substancji, ciśnienie itp.). Dlatego szybkość spalania gwałtownie wzrasta. Ten rodzaj spalania jest nieodłącznym elementem eksplozji.

W W takim przypadku, gdy w dowolnym momencie zapali się mieszanina palna, czoło płomienia przemieszcza się z produktów spalania do świeżej mieszanki. Zatem płomień podczas spalania kinetycznego jest najczęściej niestabilny (ryc. 19).

Ryż. 19. Schemat rozprzestrzeniania się płomienia w mieszaninie palnej: - źródło zapłonu; - kierunek ruchu frontu płomienia.

Chociaż, jeśli najpierw zmieszasz palny gaz z powietrzem i wprowadzisz go do palnika, to po zapaleniu utworzy się nieruchomy płomień, pod warunkiem, że natężenie przepływu mieszaniny będzie równe prędkości rozprzestrzeniania się płomienia.

W przypadku zwiększenia prędkości podawania gazu płomień odrywa się od palnika i może zgasnąć. A jeśli prędkość zostanie zmniejszona, płomień zostanie wciągnięty do palnika z możliwą eksplozją.

Według stopnia spalania, tj. po zakończeniu reakcji spalania do produktów końcowych następuje spalanie kompletne i niekompletne.

Zatem w strefie 2 (rys. 18) spalanie jest niepełne, ponieważ Nie ma wystarczającej ilości tlenu, który jest częściowo zużywany w strefie 3 i powstają produkty pośrednie. Te ostatnie wypalają się w strefie 3, gdzie jest więcej tlenu, aż do całkowitego spalenia. Obecność sadzy w dymie wskazuje na niepełne spalanie.

Inny przykład: gdy brakuje tlenu, węgiel spala się do tlenku węgla:

Jeśli dodasz O, reakcja zakończy się:

2СО+O 2 =2СО 2.

Szybkość spalania zależy od charakteru ruchu gazów. Dlatego rozróżnia się spalanie laminarne i turbulentne.

Zatem przykładem spalania laminarnego jest płomień świecy w nieruchomym powietrzu. Na spalanie laminarne warstwy gazów przepływają równolegle, bez wirowania.

Spalanie turbulentne– wirowy ruch gazów, w którym następuje intensywne mieszanie gazów spalinowych i rozmycie czoła płomienia. Granicę pomiędzy tymi typami stanowi kryterium Reynoldsa, które charakteryzuje zależność pomiędzy siłami bezwładności a siłami tarcia w przepływie:

, (4.1)

Gdzie: - prędkość przepływu gazu;

- lepkość kinetyczna;

l– charakterystyczny rozmiar liniowy.

Liczba Reynoldsa, przy której następuje przejście laminarnej warstwy granicznej w turbulentną, nazywa się krytyczną Re cr, Re cr ~ 2320.

Turbulencja zwiększa szybkość spalania ze względu na intensywniejsze przekazywanie ciepła z produktów spalania do świeżej mieszanki.

Heterogeniczne spalanie ciekłych i stałych substancji palnych w gazowym utleniaczu. Do spalania heterogenicznego substancje płynne bardzo ważne następuje ich parowanie. W praktyce odnosi się to do heterogenicznego spalania łatwo parujących substancji palnych równomierne spalanie, ponieważ Takie materiały palne mają czas na całkowite lub prawie całkowite odparowanie nawet przed zapłonem. W technologii ogromne znaczenie ma heterogeniczne spalanie paliw stałych, głównie węgla, zawierających pewną ilość substancji organicznych, które podczas podgrzewania paliwa ulegają rozkładowi i wydzielają się w postaci par i gazów. Termicznie niestabilna część paliwa nazywana jest zwykle lotną i - lotną. Przy powolnym nagrzewaniu obserwuje się wyraźny etapowy schemat początku etapu spalania - najpierw składniki lotne i ich zapłon, następnie zapłon i spalanie substancji stałej, tzw. pozostałości koksu, która oprócz węgla zawiera mineralną część paliwa – popiół.
Zobacz też:
-
-
-
-

słownik encyklopedyczny w metalurgii. - M.: Inżynieria Intermet. Redaktor Naczelny N.P. Laakishev. 2000 .

Zobacz, co oznacza „spalanie heterogeniczne” w innych słownikach:

    spalanie heterogeniczne- Spalanie cieczy i ciał stałych. substancje łatwopalne w postaci gazowej. Środek utleniający Dla miasta rzeczy płynnych proces ich parowania ma ogromne znaczenie. G. g. łatwo parujące substancje łatwopalne w praktyce. odnosi się do miasta jednorodnego, ponieważ takie łatwopalne rzeczy nawet wcześniej... ... Przewodnik tłumacza technicznego

    spalanie heterogeniczne- heterogeninis degimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Skysčio ar kietosios medžiagos degimas. atitikmenys: pol. spalanie heterogeniczne rus. spalanie heterogeniczne... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

    spalanie heterogeniczne- heterogeninis degimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Degimas, kai reaguojančiosios medžiagos yra spódnicingos agregatinės būsenos ir reakcija vyksta jų spódnicingų fazių sąlyčio paviršiuose. atitikmenys: pol. vok spalania heterogenicznego.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

    Spalanie- złożona, szybko zachodząca przemiana chemiczna, której towarzyszy wyzwolenie znacznej ilości ciepła i zwykle jasnego blasku (płomienia). W większości przypadków gaz opiera się na egzotermicznych reakcjach utleniania substancji... Wielka encyklopedia radziecka

    Złożona, szybka przemiana chemiczna substancji, np. paliwa, której towarzyszy wyzwolenie znacznej ilości ciepła i jasnego blasku (płomienia). W większości przypadków podstawą spalania jest egzotermia... ...

    Spalanie (reakcja)- (a. spalanie, spalanie; n. Brennen, Verbrennung; f. spalanie; i. spalanie) szybko zachodząca reakcja utleniania, której towarzyszy uwolnienie środków. ilość ciepła; zwykle towarzyszy jasny blask (płomień). W większości przypadków… … Encyklopedia geologiczna

    Spalanie- egzotermiczna reakcja utleniania substancji palnej, której zwykle towarzyszy widzialne promieniowanie elektromagnetyczne i wydzielanie dymu. G. opiera się na oddziaływaniu substancji palnej ze środkiem utleniającym, najczęściej tlenem atmosferycznym. Wyróżnić... ... Rosyjska encyklopedia ochrony pracy

    SPALANIE- złożona chemia reakcja zachodząca w warunkach postępującego samoprzyspieszania, związana z gromadzeniem się ciepła lub katalizowaniem produktów reakcji w układzie. Dzięki G. można osiągnąć wysokie temperatury (do kilku tysięcy K), które często występują... ... Encyklopedia fizyczna

    SPALANIE- złożony, szybko przebiegający proces chemiczny. przemiana, której towarzyszy wydzielanie ciepła. Zwykle występuje w układach zawierających paliwo (np. węgiel, gaz ziemny) i utleniacz (tlen, powietrze itp.). Może być jednorodny (z góry... ... Wielki encyklopedyczny słownik politechniczny

    Spalanie gazów i par substancji palnych w gazowym utleniaczu. Do rozpoczęcia spalania potrzebny jest początkowy impuls energetyczny. Rozróżnia się zapłon własny i wymuszony lub zapłon; normalnie się rozprzestrzenia... Encyklopedyczny słownik metalurgii

Książki

  • Heterogeniczne spalanie cząstek paliw stałych, Gremyachkin Wiktor Michajłowicz. Omówiono teoretyczne podstawy procesów spalania cząstek paliwa stałe, które obejmują nie tylko tradycyjne paliwa węglowodorowe zawierające węgiel, ale także cząstki metali, które...