Gazlarning kinetik va diffuziya yonishi. Suyuqlikning diffuziyali yonishi Diffuziya va kinetik yonish nazariyasi asoslari.

Agar kimyoviy reaktsiyaning davomiyligi va yonish jarayonining fizik bosqichi mutanosib bo'lsa, u holda yonish deb ataladigan jarayonda davom etadi. oraliq maydon, bunda yonish tezligiga ham kimyoviy, ham fizik omillar ta'sir qiladi.

Har qanday materialning yonishi gaz yoki bug 'fazasida sodir bo'ladi. Suyuq va qattiq yonuvchan materiallar qizdirilganda boshqa holatga - gaz yoki bug'ga aylanadi, shundan so'ng ular yonadi. Barqaror yonish jarayonida reaksiya zonasi yonuvchan materialning qolgan qismi uchun tutashuv manbai vazifasini bajaradi.

Kuchli kimyoviy reaksiya natijasida luminesans va issiqlik hosil bo'ladigan gazsimon muhit hududi deyiladi. olov. Olov - bu moddaning kuchli oksidlanish reaktsiyalarining tashqi ko'rinishi. Qattiq moddalarni yoqishda olovning mavjudligi shart emas. Qattiq jismlarning yonish turlaridan biri yonayotgan(olovsiz yonish), unda kimyoviy reaktsiyalar past tezlikda sodir bo'ladi, qizil porlash va zaif issiqlik hosil bo'lishi ustunlik qiladi. Yong'in zonasida kislorod miqdori kamida 14% bo'lsa va havodagi barcha turdagi yonuvchan materiallar va moddalarning alangali yonishi mumkin, va yonuvchan qattiq moddalarning yonishi kislorod miqdori ~ 6% ga qadar davom etadi.

Shunday qilib, yonish murakkab fizik va kimyoviy jarayondir.

Zamonaviy yonish nazariyasi quyidagi tamoyillarga asoslanadi. Yonishning mohiyati oksidlovchi moddaning valentlik elektronlarini oksidlovchi moddaga o'tkazishdir. Elektronlarning uzatilishi natijasida atomning tashqi (valentlik) elektron sathining tuzilishi o'zgaradi. Keyin har bir atom berilgan sharoitda eng barqaror holatga o'tadi. Kimyoviy jarayonlarda elektronlar bir turdagi atomlarning elektron qobig'idan boshqa turdagi atomlarning qobig'iga to'liq o'tishi mumkin. Ushbu jarayon haqida tasavvurga ega bo'lish uchun bir nechta misollarni ko'rib chiqaylik.

Shunday qilib, natriy xlorda yonganda, natriy atomlari xlor atomlariga bitta elektronni beradi. Bunda natriy atomining tashqi elektron sathi sakkizta elektronga (barqaror tuzilishga) ega bo`lib, bitta elektronni yo`qotgan atom musbat ionga aylanadi. Bitta elektronga ega bo'lgan xlor atomi o'zining tashqi darajasini sakkizta elektron bilan to'ldiradi va atom manfiy ionga aylanadi. Elektrostatik kuchlarning ta'siri natijasida qarama-qarshi zaryadlangan ionlar birlashadi va natriy xlorid molekulasi hosil bo'ladi (ion bog'lanish)

Na + + C1 - → Na + C1 -

Boshqa jarayonlarda, ikki xil atomning tashqi qobig'ining elektronlari "umumiy foydalanish" ga o'xshaydi va shu bilan atomlarni molekulalarga (kovalent bog'lanish) tortadi.

H ∙ + · C1: → H: C1:

Atomlar "umumiy foydalanish" uchun bir yoki bir nechta elektronni berishi mumkin.

Misol tariqasida, 2-rasmda bitta uglerod atomi va to'rtta vodorod atomidan metan molekulasining hosil bo'lish diagrammasi ko'rsatilgan. Vodorod atomlarining to'rtta elektroni va uglerod atomining tashqi elektron darajasining to'rtta elektroni taqsimlanadi va atomlar molekulaga "birga tortiladi".

2-rasm. Metan molekulasining hosil bo'lish sxemasi

Yonish haqidagi ta'limot o'z tarixiga ega. Yonish jarayonlarini o'rgangan olimlar orasida A.N. Bax va K.O. Engler, oksidlanishning peroksid nazariyasini ishlab chiqdi, unga ko'ra, yonuvchan tizim qizdirilganda, kislorod molekulasi atomlar orasidagi bitta aloqani buzish orqali faollashadi.

molekula faol molekulasi

Faol kislorod molekulasi yonuvchan modda bilan osongina birlashadi va R-O-O-R (peroksid) va R-O-O-H (gidroperoksid) tipidagi birikma hosil qiladi; bu erda R - radikal belgi. Radikallar - juftlanmagan elektronlarga ega bo'lgan zarralar (atomlar yoki atom guruhlari), masalan, , va hokazo. Bunday reaktsiyaga misol:

CH 4 + -O-O- → -O-O-

metil gidroperoksid

Peroksidlar va gidroperoksidlardagi -O-O- bog'lanishning uzilish energiyasi O2 kislorod molekulasiga qaraganda ancha past, shuning uchun ular juda reaktivdir. Ular qizdirilganda osongina parchalanib, yangi moddalar yoki radikallar hosil qiladi. Bu issiqlik hosil qiladi.

Yonish nazariyasining keyingi rivojlanishi N.N.ning asarlari bilan bog'liq. Semenov yaratgan yonish zanjiri reaktsiyalari nazariyasi, Bu hodisaning fizikasiga chuqurroq kirib borish va turli xil yonish rejimlarini, jumladan, o'z-o'zidan yonish, deflagratsiya yonishi va portlashga olib keladigan yonishlarni tushuntirishga imkon berdi. Bundan tashqari, yonish mexanizmining zamonaviy tushunchasi va peroksid nazariyasi o'rtasidagi farq shundaki, jarayonning boshlang'ich bosqichi kislorod molekulalarining faollashuvi emas, balki oksidlovchi moddaning molekulalarining faollashishi hisoblanadi.

Yonuvchan suyuqlik yuzasidan diffuziya alangasining tuzilishi, uning tarqalish mexanizmi va tezligi.

Yonuvchan suyuqlik yuzasi ustidagi diffuziya olovining tuzilishi taxminan bir xil. Yagona farq shundaki, suyuqlik yuzasidan chiqadigan yonuvchan bug'lar gaz oqimi kabi kinetik energiyaning boshlang'ich zahirasiga ega emas va yonishdan oldin ular kiruvchi gazning kinetik energiyasi tufayli emas, balki atrofdagi gaz muhiti bilan aralashadi. oqim, lekin konvektiv va molekulyar diffuziya mexanizmi orqali sekinroq. Ammo, agar paydo bo'lgan bug '-havo aralashmasiga ateşleme manbai ulangan bo'lsa, u holda suyuqlik oynasi ustidagi gaz va issiqlik oqimlarining nisbatini o'zgartiradigan alangali mash'al paydo bo'ladi: issiq yonish mahsulotlari, engilroq bo'lgani kabi, yuqoriga ko'tariladi va ularning o'rnida atrofdagi bo'shliqdan toza sovuq havo keladi, bu esa yonuvchan suyuqlik bug'larini suyultirishga olib keladi. Issiqlik energiyasining yorqin oqimi olovdan suyuqlik oynasiga oqib o'tadi, bu suyuqlikning sirt qatlamlarini isitish uchun ketadi va ular qizdirilganda uning bug'lanish jarayonini kuchaytiradi.

Agar olovdan oldin suyuqlik tutashuv haroratidan sezilarli darajada yuqori haroratga ega bo'lsa, u holda tank yoki to'kilgan suyuqlik ustidagi suyuqlikning yonishi kuchayadi va o'sib boradi va olov hajmi ortadi. Shunga ko'ra, suyuqlik yuzasiga radiatsion issiqlik oqimining intensivligi oshadi, bug'lanish jarayoni kuchayadi, olov atrofidagi konvektiv gaz oqimining intensivligi oshadi, u konus shaklini olgan holda yon tomondan kuchliroq bosiladi. , hajmi ortib boradi. Keyingi yonish bilan olov turbulent yonish rejimiga kiradi va termal va gaz-dinamik muvozanat rejimi o'rnatilgunga qadar o'sib boradi. Ko'pgina yonuvchan suyuqliklarning turbulent diffuziya alangasining maksimal harorati 1250-1350 ° S dan oshmaydi.

Yonishning suyuqlik yuzasi yuzasida tarqalishi molekulyar va konvektiv diffuziya mexanizmlari orqali yonuvchi aralashmaning hosil bo'lish tezligiga bog'liq. Shuning uchun, ateşleme haroratidan past haroratga ega suyuqliklar uchun bu tezlik 0,05 m / s dan kam, tutashuv haroratidan yuqori qizdirilgan suyuqliklar uchun esa 0,5 m / s yoki undan ko'proqqa etadi.

Shunday qilib, alangalanuvchi suyuqlik yuzasida olov tarqalish tezligi asosan uning haroratiga bog'liq.

Suyuqlik harorati ateşleme haroratiga teng yoki undan yuqori bo'lsa, yonish paydo bo'lishi mumkin. Dastlab, suyuqlik yuzasida kichik olov o'rnatiladi, keyin u tezda balandlikda ko'tariladi va qisqa vaqtdan keyin maksimal qiymatga etadi. Bu yonish zonasi va suyuqlik yuzasi o'rtasida ma'lum bir issiqlik va massa almashinuvi o'rnatilganligini ko'rsatadi. Issiqlik yonish zonasidan suyuqlikning sirt qatlamiga radiatsiya va issiqlik o'tkazuvchanligi bilan idishning devorlari orqali o'tkaziladi. Konvektiv oqim yo'q, chunki plyusdagi bug 'oqimi yuqoriga yo'naltiriladi, ya'ni. kamroq isitiladigan sirtdan ko'proq qizdirilgan sirtga. Yonish zonasidan suyuqlikka o'tkaziladigan issiqlik miqdori doimiy emas va mash'alning haroratiga, alanganing shaffofligiga, uning shakliga va boshqalarga bog'liq.

Suyuqlik issiqlikning bir qismini tank devoridan oladi. Issiqlikning bu qismi tankdagi suyuqlik darajasi past bo'lganda, shuningdek, tankning tashqi devori atrofida olov oqayotganda muhim bo'lishi mumkin. Suyuqlik tomonidan qabul qilingan issiqlik asosan bug'lanish va isitish uchun sarflanadi va suyuqlik tomonidan atrof-muhitga issiqlikning bir qismi yo'qoladi:

Q = q 1 + q 2 + q 3

bu yerda Q - suyuqlikning olovdan olgan issiqlik miqdori, kJ/ (m 2 -s);

q 1 - suyuqlikning atrof-muhitga yo'qotadigan issiqlik miqdori, kJ/ (m 2 -s);

q 2 - suyuqlikning bug'lanishiga sarflangan issiqlik miqdori, kJ/ (m 2 s);

qz - suyuqlikni isitish uchun sarflangan issiqlik miqdori, kJ/ (m 2 -s).

Agar tankning diametri etarlicha katta bo'lsa, q 2 va q 3 ga nisbatan q1 qiymatini e'tiborsiz qoldirish mumkin:

Q = q 2 + q 3 = rls + cps (T-T 0) u.

Bu erda r - suyuqlikning bug'lanish issiqligi, kJ/kg;

Sr - suyuqlikning issiqlik sig'imi, kJ/ (kg K);

p - suyuqlik zichligi, mg/m3;

T - suyuqlik yuzasidagi harorat, K;

T 0 - suyuqlikning dastlabki harorati K;

u - qizdirilgan suyuqlik qatlamining o'sish tezligi, m / s;

l - suyuqlik yonishning chiziqli tezligi, m/s.

Agar individual suyuqlik yonib ketsa, u holda uning bug 'fazasining tarkibi suyuqlik fazasining tarkibidan farq qilmaydi. Agar murakkab tarkibli suyuqlik (aralashma) yonib ketsa, uning yuqori qatlamida fraksiyonel distillash sodir bo'ladi va sferik fazaning tarkibi suyuqlik fazasining tarkibidan farq qiladi. Bunday aralashmalarga neft va barcha neft mahsulotlari kiradi. Ular yonganda, asosan, past qaynaydigan fraktsiyalar bug'lanadi, buning natijasida suyuqlik fazasi o'z tarkibini o'zgartiradi va shu bilan birga bug' bosimi, solishtirma og'irlik, yopishqoqlik va boshqa xususiyatlarni o'zgartiradi. 3.1-jadvalda diametri 1,4 m bo'lgan kollektorda yonganda qorachuxur neftining sirt qatlamidagi xususiyatlarining o'zgarishi ko'rsatilgan.

1.11.1-jadval

Qorachuxur neftining yonish jarayonida xossalarining o'zgarishi

1.11.1-jadvalga ko'ra, past qaynaydigan fraksiyalarning yonishi tufayli qolgan mahsulotning zichligi oshadi. Xuddi shu narsa yopishqoqlik, porlash nuqtasi, qatron tarkibi va qaynash nuqtasi bilan sodir bo'ladi. Yog 'yoqilishi bilan faqat namlik miqdori kamayadi. Turli diametrli tanklarda yonish jarayonida bu xususiyatlarning o'zgarishi intensivligi bir xil emas. Katta diametrli tanklarda konveksiyaning kuchayishi va aralashtirishda ishtirok etadigan suyuqlik qatlamining qalinligi tufayli bu xususiyatlarning o'zgarish tezligi pasayadi. Yuqori qatlamda yuzaga keladigan neft mahsulotlarining fraksiyonel tarkibining o'zgarishi asta-sekin qizdirilgan neft mahsuloti qalinligida qatlamning o'zgarishiga olib keladi.

Agar biz D.P ning birinchi qonunidan foydalansak. Konovalov, aralashmalarning yonishi haqidagi xulosani quyidagicha shakllantirish mumkin: yonish paytida ikkita suyuqlik aralashmasi o'sha komponentlar bilan boyitiladi, ularning suyuqlikka qo'shilishi uning ustidagi bug 'bosimini pasaytiradi (yoki qaynash nuqtasini oshiradi). Ushbu xulosa, shuningdek, tarkibiy qismlar soni ikkitadan ortiq bo'lgan aralashmalar uchun ham amal qiladi.

Fraksiyonel distillash natijasida yonuvchi va ba'zi tez yonuvchi suyuqliklarning aralashmalarini suv bilan yondirganda, suyuqlik fazasidagi suvning ulushi doimo oshib boradi, bu esa yonayotgan aralashmaning solishtirma og'irligi oshishiga olib keladi. Bu hodisa yonuvchan komponentning qaynash nuqtasi suvning qaynash nuqtasidan (metil, etil spirti, dietil efir, aseton va boshqalar) pastroq bo'lgan aralashmalar uchun xosdir. Bunday suyuqlik aralashmalari uzoq vaqt yonib ketganda, ulardagi suvning ko'payishi tufayli, aralashmaning hammasi yonib ketmagan bo'lsa-da, yonish to'xtab qolgan payt keladi.

Yonuvchan suyuqliklarning suv bilan aralashmasi, suyuqlikning qaynash nuqtasi suvning qaynash nuqtasidan yuqori bo'lsa, yonish jarayonida o'zini biroz boshqacha tutadi. Suyuq fazadagi suvning ulushi ko'paymaydi, lekin kamayadi. Natijada, aralash butunlay yonib ketadi. Sirka kislotasi va suv aralashmasi shunday yonadi.

Neft mahsulotlari yonganda, ularning qaynash nuqtasi (1.11.1-jadvalga qarang) yuzaga keladigan fraksiyonel distillash tufayli asta-sekin ortadi va shuning uchun yuqori qatlamning harorati ham oshadi. 1.11.1-rasmda sirtdagi haroratning o'zgarishi ko'rsatilgan

1.11.1-rasm

Past suyuqlik haroratida olovdan suyuqlikka issiqlik o'tishi olov tarqalishida muhim rol o'ynaydi. Olov unga ulashgan suyuqlik yuzasini isitadi, uning ustidagi bug 'bosimi ortadi, alangalanganda yonib ketadigan yonuvchan aralashma hosil bo'ladi.

Harakatlanuvchi olov suyuqlik yuzasining keyingi qismini isitadi va hokazo.

Suyuqlik yuzasida olov harakati tezligining haroratga bog'liqligi 1.11.2-rasmda ko'rsatilgan.

Suyuqlik harorati porlash nuqtasidan past bo'lsa, olov tezligi past bo'ladi.

Suyuqlikning harorati ortib borishi bilan u ortadi va chaqnash nuqtasi ustidagi suyuqlik haroratida bug '-havo aralashmasi orqali olov tarqalish tezligi bilan bir xil bo'ladi.

1.11.2-rasm Suyuqliklar yuzasi bo'ylab olov harakati tezligining haroratga qarab o'zgarishi: 1-izoamil spirti, 2-butil spirti, 3-etil spirti, 4-toluol

Kinetik yonish - bu yoqilg'i va oksidlovchining oldindan aralashtirilgan aralashmasining yonishi.

Bunday holda, yonuvchan aralashma orqali olov barcha yo'nalishlarda tarqaladi. Olovni yutib yuboradigan hajm ortadi. Olov har doim yonmagan aralashma tomon tarqaladi.

Guruch. 7.1. Oldindan aralashtirilgan bir hil aralashma orqali olovning tarqalishi sxemasi: 1 – dastlabki yonuvchan aralashma; 2 - olovli old; 3 - yonish mahsulotlari; d f.p. – olov old qalinligi

Dastlabki aralashma (1) va yonish mahsulotlari (PG) (3) orasidagi tor chiziq olov (2) dir. Havo bilan ko'pchilik uglevodorod aralashmalari uchun bu chiziqning qalinligi 0,1-1,0 mm. Bu yonish zonasi yoki olov jabhasi. Unda kimyoviy reaksiya sodir bo'ladi va barcha issiqlik chiqariladi. Yorqinlik unda CH, HCO, C2 va hokazo radikallarning mavjudligi natijasidir.

Shunday qilib, olov jabhasi GHG va asl yonuvchan aralashmani ajratib turadigan tor nurli zonadir.

Olovli jabhada kimyoviy yonish reaktsiyasi natijasida dastlabki komponentlarning kontsentratsiyasi keskin nolga tushadi va harorat maksimal qiymatga etadi. Molekulyar issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli reaktsiya zonasi oldidagi harorat yonuvchan aralashmaning boshlang'ich haroratidan yonish haroratiga yaqin haroratgacha monoton ravishda oshib, jismoniy isitish zonasini hosil qiladi.

Olov zonasining qalinligi, qoida tariqasida, mm dan oshmaganligi sababli, olov old qismi shartli ravishda tekislik hisoblanadi.

Agar olov old qismi harakatlansa, u holda olov chaqiriladi statsionar bo'lmagan, agar u harakat qilmasa - statsionar.

Asosiy xususiyatlar quyidagilardir:

Oddiy olov tarqalish tezligi - olov old qismi yonmagan gazga nisbatan uning yuzasiga perpendikulyar yo'nalishda harakat qilish tezligi. Oddiy tezlik aralashmaning bir qator fizik-kimyoviy xususiyatlariga va yonish haroratidagi kimyoviy reaktsiya tezligiga bog'liq.

Bu gazsimon moddalarning yong'inga xavfli xususiyatlaridan biridir. Yonuvchan aralashmaning fizik-kimyoviy xususiyatlari bilan aniqlanganligi sababli, u asosiy deb ham ataladi.

Ommaviy yonish darajasi. Bu olov jabhasining birlik sirt maydonidan vaqt birligida yondirilgan moddaning massasi.

Yonuvchan aralashma orqali olov tarqalishining tabiatini tushuntiruvchi ikkita nazariya mavjud.

Diffuziya nazariyasiga ko'ra, olov old qismining harakati yonish zonasida hosil bo'lgan faol zarralar - radikallarning yangi aralashmaga tarqalishi tufayli sodir bo'ladi, bu erda ular kimyoviy reaktsiyani boshlaydi.

Issiqlik nazariyasiga ko'ra, olov jabhasining harakati issiqlikni yangi aralashmaga issiqlik o'tkazuvchanligi bilan o'tkazish tufayli amalga oshiriladi, buning natijasida ikkinchisi o'z-o'zidan yonish haroratiga qizdiriladi, keyin esa kimyoviy reaksiya sodir bo'ladi.

Aslida, ikkala nazariyaning elementlari ham bor, chunki jarayon juda murakkab.

Oddiy tezlikka ta'sir qiluvchi omillar:

Yonuvchan aralashmaning kontsentratsiyasi va tarkibi.

Nazariy jihatdan u n j st da maksimal bo'lishi kerak. Deyarli maksimal stexiometrik nisbatdan (a dyuym) ko'proq yoqilg'ini o'z ichiga olgan aralashmada sodir bo'ladi< 1 – богатая смесь). u н для различных газов составляет ~ 0,3 – 1,6 м/с. Она редко превышает значение 2,5 м/с, а для углеводородно-воздушных смесей находится в пределах 0,4 – 0,8 м/с. Смеси, имеющие u н < 0,04 м/с, не способны к распространению пламени.

Flegmatizatorlarning mavjudligi (N 2, CO 2, H 2 O (bug '), Ar va boshqalar).

Suyultirish effekti kuzatiladi, bu reaksiya tezligi, issiqlik chiqishi va u n pasayishiga olib keladi. Flegmatizatsiya qiluvchi gazlarning samaradorligi ularning termofizik xususiyatlari bilan belgilanadi.

Yonuvchan aralashmaning harorati (boshlang'ich). T o ortishi bilan yonuvchi aralashmaning harorati ortadi: T g = T o + Q n /(ås p i V PG i)

Barcha yonuvchan (yonuvchi) moddalar yonish reaktsiyasida ishtirok etadigan gaz-havo aralashmasining asosiy tarkibiy qismlari bo'lgan uglerod va vodorodni o'z ichiga oladi. Yonuvchan moddalar va materiallarning yonish harorati o'zgarib turadi va ko'pchilik uchun 300 ° C dan oshmaydi.

Yonishning fizik-kimyoviy asosi yuqori harorat ta'sirida oksidlovchi (havo kislorodi) bilan kimyoviy reaktsiyaga kirishadigan va yonish jarayonida uglevodorod bug'lari va gazlarga modda yoki materialning termal parchalanishida yotadi. karbonat angidrid (karbonat angidrid), uglerod oksidi (uglerod oksidi), kuyikish (uglerod) va suv va bu issiqlik va yorug'lik nurlanishini hosil qiladi.

Yonish - bu gaz-bug '-havo aralashmasi orqali olovning tarqalishi jarayoni. Yonuvchan bug'lar va gazlarning modda yuzasidan oqib chiqish tezligi ular bo'ylab alanganing tarqalish tezligiga teng bo'lsa, barqaror alangali yonish kuzatiladi. Olov tezligi bug 'va gazlarning oqim tezligidan kattaroq bo'lsa, u holda gaz-bug'-havo aralashmasi yonib ketadi va olov o'z-o'zidan o'chadi, ya'ni. miltillovchi.

Gaz oqimining tezligiga va ular orqali olovning tarqalish tezligiga qarab, quyidagilarni kuzatish mumkin:

• Yonuvchan aralashmaning material yuzasidan ajralib chiqish tezligi uning bo'ylab yong'in tarqalish tezligiga teng bo'lganda, material yuzasida yonish;
• Yonuvchan aralashmaning chiqish tezligi uning bo'ylab olov tarqalish tezligidan kattaroq bo'lganda, material yuzasidan ajralish bilan yonish.

Gaz-bug '-havo aralashmasining yonishi diffuziya yoki kinetikga bo'linadi. Asosiy farq - to'g'ridan-to'g'ri yonuvchi bug '-havo aralashmasida oksidlovchi (havo kislorodi) tarkibi yoki yo'qligi.

Kinetik yonish - bu oldindan aralashtirilgan yonuvchi gazlar va oksidlovchi (havo kislorodi) yonishi. Yong'inlarda bunday yonish juda kam uchraydi. Biroq, u ko'pincha texnologik jarayonlarda uchraydi: gazni payvandlash, kesish va hokazo.

Diffuziya yonishi paytida oksidlovchi yonish zonasiga tashqaridan kiradi . U, qoida tariqasida, uning tagida hosil bo'lgan vakuum tufayli olov ostidan keladi. Olovning yuqori qismida yonish jarayonida chiqarilgan issiqlik bosim hosil qiladi. Asosiy yonish reaktsiyasi (oksidlanish) olov chegarasida sodir bo'ladi, chunki moddaning yuzasidan oqib chiqadigan gaz aralashmalari oksidlovchining olovga chuqur kirib borishiga to'sqinlik qiladi (havoni almashtirish). Olovning markazida kislorod bilan oksidlanish reaktsiyasiga kirmagan yonuvchi aralashmaning ko'p qismi to'liq bo'lmagan yonish mahsulotlari (CO, CH 4, uglerod va boshqalar).

Diffuziya yonishi, o'z navbatida, laminar (bahsli) va turbulent (vaqt va makonda notekis) bo'lishi mumkin. Laminar yonish yonuvchan aralashmaning material yuzasidan oqim tezligi uning bo'ylab oqimning tarqalish tezligiga teng bo'lganda xarakterlidir. Turbulent yonish yonuvchi aralashmaning tarqalish tezligi olov tarqalish tezligidan sezilarli darajada oshib ketganda sodir bo'ladi. Bunday holda, havoning yonish zonasiga katta tarqalishi tufayli olov chegarasi beqaror bo'ladi. Beqarorlik birinchi navbatda olovning yuqori qismida paydo bo'ladi va keyin bazaga o'tadi. Bunday yonish yong'inlarda ularning volumetrik rivojlanishi bilan sodir bo'ladi (pastga qarang).

Moddalar va materiallarning yonishi faqat havodagi kislorodning ma'lum sifati bilan mumkin. Turli moddalar va materiallarning yonish ehtimoli istisno qilinadigan kislorod miqdori eksperimental ravishda aniqlanadi. Shunday qilib, karton va paxta uchun o'z-o'zidan o'chirish 14% (hajm) kislorodda va polyester jun uchun - 16% (hajm).

Oksidlovchi moddani (havo kislorodi) yo'q qilish yong'inning oldini olish choralaridan biridir. Shuning uchun yonuvchan va yonuvchan suyuqliklarni, kaltsiy karbidini, gidroksidi metallarni, fosforni saqlash mahkam yopiq idishlarda amalga oshirilishi kerak.

1.2.2. Yonish manbalari.

Yonuvchan aralashmani yoqish uchun zarur shart - bu ateşleme manbalari. Yonish manbalari ochiq olovga, isitish elementlari va qurilmalaridan chiqadigan issiqlikka, elektr energiyasiga, mexanik uchqunlar energiyasiga, statik elektr energiyasi va chaqmoqlarga, moddalar va materiallarning o'z-o'zini isitish jarayonlarining energiyasiga (o'z-o'zidan yonish) va boshqalarga bo'linadi. Ishlab chiqarishda mavjud bo'lgan ateşleme manbalarini aniqlashga alohida e'tibor berilishi kerak.

Ateşleme manbalarining xarakterli parametrlari quyidagilar bo'yicha olinadi:

Chaqmoq kanalining harorati 30 000 ° C, oqim 200 000 A va harakat vaqti taxminan 100 ms. Chaqmoqning ikkilamchi ta'siridan uchqun chiqishi energiyasi 250 mJ dan oshadi va minimal olov energiyasi 0,25 J gacha bo'lgan yonuvchan materiallarni yoqish uchun etarli. Metall kommunikatsiyalar orqali binoga yuqori potentsial olib kirilganda uchqun razryadlarining energiyasi. 100 J yoki undan ortiq qiymatlar, bu barcha yonuvchan materiallarni yoqish uchun etarli.

Elektr kabelining (sim) polivinilxlorid izolyatsiyasi qisqa tutashuv oqimi nisbati 2,5 dan ortiq bo'lsa, yonadi.

Cho'g'lanma lampalarning payvandlash zarralari va nikel zarralari harorati 2100 ° S ga etadi. Metallni kesishda tomchi harorati 1500 ° S ni tashkil qiladi. Payvandlash va kesish paytida boshq harorati 4000 ° S ga etadi.

10 m balandlikdagi sim balandligida qisqa tutashuv paytida zarrachalarning tarqalish zonasi 5 dan (92% ga urish ehtimoli 9) m gacha (6% ga urish ehtimoli); sim 3 m balandlikda joylashganda - 4 (96%) dan 8 m (1%) gacha; 1 m balandlikda joylashganda - 3 (99%) dan 6 m gacha (6%).

Akkor lampochkaning lampochkasidagi maksimal harorat, °C, quvvatga bog'liq, Vt: 25 Vt - 100 °C; 40 Vt - 150 ° S; 75 Vt - 250 ° S; 100 Vt - 300 ° S; 150 Vt - 340 ° S; 200 Vt - 320 ° S; 750 Vt - 370 ° S.

Odamlar harakatlanuvchi dielektrik materiallar bilan ishlaganda hosil bo'ladigan statik elektr uchqunlari 2,5 dan 7,5 mJ gacha bo'lgan qiymatlarga etadi.

Olovning harorati (to'ndirilishi) va yonish vaqti (yonishi), "C (min), ba'zi past kaloriyali issiqlik manbalarining: yonayotgan sigaret - 320-410 (2-2,5); yonayotgan sigaret - 420-460 (26-30). yonayotgan gugurt - 620-640 (0,33).

Pechka quvurlari, qozonxonalar, bug 'lokomotivlari va teplovozlar quvurlari, shuningdek, boshqa mashinalar, yong'inlar uchun uchqunlar uchun diametri 2 mm bo'lgan uchqun, agar u taxminan 1000 ° haroratga ega bo'lsa, yong'inga xavfli ekanligi aniqlangan. C, diametri 3 mm - 800 ° S, diametri 5 mm - 600 ° S .

1.2.3. O'z-o'zidan yonish

O'z-o'zidan yonish ko'plab yonuvchan moddalar va materiallarga xosdir. Bu ushbu materiallar guruhining o'ziga xos xususiyati.

O'z-o'zidan yonish quyidagi turlarda bo'lishi mumkin: termal, kimyoviy, mikrobiologik.

Termal o'z-o'zidan yonish materialning issiqlik to'planishida ifodalanadi, bunda materialning o'z-o'zidan isishi sodir bo'ladi. Modda yoki materialning o'z-o'zidan isishi harorati uning yong'in xavfining ko'rsatkichidir™. Yonuvchan materiallarning ko'pchiligi uchun bu ko'rsatkich 80 dan 150 ° S gacha: qog'oz - 100 ° S; qurilish namati - 80 ° S; charm - 40 ° C; yog'och: qarag'ay - 80, eman - 100, archa - 120 ° S; paxta xom ashyosi - 60 ° S.

Olovli yonish boshlanishidan oldin uzoq vaqt yonish termal o'z-o'zidan yonish jarayonlarining o'ziga xos xususiyati hisoblanadi. Bu jarayonlar yonayotgan materialning uzoq davom etadigan va doimiy hidi bilan aniqlanadi.

Kimyoviy o'z-o'zidan yonish darhol alangali yonishda o'zini namoyon qiladi. Organik moddalar uchun bu turdagi o'z-o'zidan yonish kislotalar (azot, oltingugurt), o'simlik va sanoat moylari bilan aloqa qilganda sodir bo'ladi. Yog'lar va yog'lar, o'z navbatida, kislorodli muhitda o'z-o'zidan yonish qobiliyatiga ega. Noorganik moddalar suv bilan aloqa qilganda o'z-o'zidan yonishi mumkin (masalan, natriy gidrosulfit). Spirtli ichimliklar kaliy permanganat bilan aloqa qilganda o'z-o'zidan yonadi. Ammoniy nitrat superfosfat va boshqalar bilan aloqa qilganda o'z-o'zidan yonadi.

Mikrobiologik o'z-o'zidan yonish mikroorganizmlarning hayotiy faoliyati davomida ular uchun ozuqaviy muhitda (pichan, torf, talaş va boshqalar) issiqlik energiyasini chiqarish bilan bog'liq.

Amalda, o'z-o'zidan yonishning kombinatsiyalangan jarayonlari ko'pincha sodir bo'ladi: termal va kimyoviy.

2. Yong'in va portlash xavfi ko'rsatkichlari.

Ishlab chiqarish jarayonida aylanib yuradigan moddalar va materiallarning yong'in va portlash xavfli xususiyatlarini o'rganish yong'inni oldini olishning asosiy vazifalaridan biri bo'lib, yong'in tizimidan yonuvchi muhitni yo'q qilishga qaratilgan.

Ga muvofiq GOST 12.1.044 Agregat holatiga ko'ra moddalar va materiallar quyidagilarga bo'linadi:

GAZLAR - 25 ° S haroratda va 101,3 kPa (1 atm) bosimdagi to'yingan bug' bosimi 101,3 kPa (1 atm) dan oshadigan moddalar.

Suyuqliklar - bir xil, lekin 101,3 kPa (1 atm) dan kam bosimda. Suyuqliklarga, shuningdek, erish yoki tushish nuqtasi 50 ° C dan past bo'lgan qattiq erish moddalari kiradi.

SOLID - erish yoki tushish harorati 50 ° C dan yuqori bo'lgan alohida moddalar va ularning aralashmalari (masalan, vazilin - 54 ° C), shuningdek erish nuqtasi bo'lmagan moddalar (masalan, yog'och, matolar va boshqalar). .
DUSTS - dispers (maydalangan) qattiq moddalar va zarrachalar hajmi 850 mikrondan (0,85 mm) kam bo'lgan materiallar.

Ko'rsatkichlar nomenklaturasi va ularning moddalar va materiallarning yong'in va portlash xavfini tavsiflash uchun qo'llanilishi 1-jadvalda keltirilgan.
Ushbu ko'rsatkichlarning qiymatlari moddalar uchun standartlar va texnik shartlarga kiritilishi, shuningdek mahsulot pasportlarida ko'rsatilishi kerak.

1-jadval

("+" belgisi qo'llanilishi mumkinligini ko'rsatadi, "-" belgisi indikatorning qo'llanilmasligini bildiradi)

FLASH POINT (Tfsp) - faqat suyuqliklar uchun - kondensatsiyalangan moddaning eng past harorati, bunda maxsus sinov sharoitida uning yuzasida olov manbasidan havoda miltillashi mumkin bo'lgan bug'lar hosil bo'ladi; Bunday holda, barqaror yonish sodir bo'lmaydi.

YONISH HARORATI (Tv,) - gazlar bundan mustasno - moddaning eng past harorati, bunda modda yonuvchi bug'lar va gazlarni shunday tezlikda chiqaradiki, tutashuv manbasiga ta'sir qilganda, alangalanish kuzatiladi.

O'z-o'zidan yonish harorati (T sv) - moddaning o'z-o'zidan yonishi kuzatiladigan eng past muhit harorati.

TERMAL O'Z-o'Z-o'zidan YONISH SHARTLARI - faqat qattiq moddalar va changlar uchun - atrof-muhit harorati, modda (material) miqdori va uning o'z-o'zidan yonishigacha bo'lgan vaqt o'rtasidagi eksperimental ravishda aniqlangan bog'liqlik.

O'Z-O'ZI ISITISH harorati - moddaning o'z-o'zidan isishi jarayoni yonib ketishiga yoki alangalanishiga olib kelmaydigan eng past haroratdir.

Moddani uzoq vaqt davomida isitish uchun xavfsiz harorat o'z-o'zidan isitish haroratining 90% dan oshmaydigan harorat deb hisoblanadi.

SUV, HAVODAGI KISLOROD VA BOSHQA MADDALAR BILAN O'ZBARLANISHDA PORTLASH VA YONISH QABILATI (moddalarning o'zaro aloqasi) ayrim moddalarning maxsus yong'in xavfini tavsiflovchi sifat ko'rsatkichidir.

TUTUN FOYDALANISH KOeffitsienti - faqat qattiq jismlar uchun - maxsus sinov sharoitida qattiq moddaning (materialning) ma'lum miqdorini alangali yonish yoki issiqlik-oksidlovchi yo'q qilish (yonib ketish) paytida hosil bo'lgan tutunning optik zichligini tavsiflovchi ko'rsatkich.

Materiallarning 3 guruhi mavjud:

O'rtacha tutun hosil qilish qobiliyatiga ega materiallar uchun, odam harakatlanish qobiliyatini yo'qotganda tutun miqdori kamroq bo'ladi.

yoki o'limga olib keladigan zaharlanishga olib kelishi mumkin bo'lgan yonish mahsulotlari miqdoriga teng. Shuning uchun tutunda ko'rish qobiliyatini yo'qotish ehtimoli zaharlanish ehtimolidan yuqori.

Qurilish materiallarining yonish (yonish) paytida tutun hosil qilish qobiliyatiga misollar, m 3 / kg:

Yog'och tolasi (qayin, aspen) - 62 (20)

Dekorativ laminat - 75 (6)

FSF sinfidagi kontrplak - 140 (30)

Plastmassa bilan qoplangan tolali plitalar - 170 (25)

POLİMER MATERIALLARNING YONISH MAHSULOTLARINING TOKSILIK KO'RSATICHI - materialning yonishi jarayonida hosil bo'lgan gazsimon mahsulotlar tajriba hayvonlarining 50% ning o'limiga sabab bo'ladigan yopiq makon hajmining birligiga material miqdori nisbati.

Usulning mohiyati o'rganilayotgan materialni yonish kamerasida yoqish va gazsimon yonish mahsulotlarining o'ldiradigan ta'sirining ta'sir qilish kamerasining birlik hajmiga (1 m 3) material massasiga (grammda) bog'liqligini aniqlashdan iborat. .

Materiallarning tasnifi jadvalda keltirilgan:

* O'ta zaharli moddalar uchun 5 daqiqada 1 m 3 hajmda o'ldiradigan kontsentratsiyani yaratish uchun massa 25 grammdan oshmaydi. Shunga ko'ra, 15 daqiqada - 17 gacha; 30 min - 13 gacha; 60 daqiqa - 10 grammgacha.

Masalan: Duglas qarag'ay - 21; vinil mato - 19; polivinilxlorid - 16; elastik poliuretan ko'pik - 18 (qattiq - 14) g / m 3, ta'sir qilish muddati 15 daqiqa.

OLAN YOQISHNING KONSENTRASİYA CHEGORLARI (YONGILISH) - qattiq moddalar bundan mustasno.

Olov tarqalishining (olovning) quyi (yuqori) kontsentratsiyasi chegaralari - oksidlovchi muhitga ega bo'lgan bir hil aralashmadagi yonuvchan moddaning minimal (maksimal) tarkibi, bunda olov aralashma orqali olovdan istalgan masofaga tarqalishi mumkin. yonish manbai.

Pastki-yuqori konsentratsiya chegaralariga misollar, %: asetilen - 2,2-81; vodorod - 3,3-81,5; tabiiy gaz - 3,8-24,6; metan - 4,8-16,7; propan - 2-9,5; butan - 1,5-8,5; benzin bug'lari - 0,7-6; kerosin bug'lari - 1-1,3.

Yonish harorati - qattiq moddalar va changlar uchun - ekzotermik oksidlanish reaktsiyalari tezligining keskin o'sishi sodir bo'ladigan, yonish bilan tugaydigan moddaning harorati.

YONGILGANLIK GURUHI - har qanday moddalar va materiallarning yonish qobiliyatining tasnifi xarakteristikasi.

Yonuvchanligiga qarab, moddalar va materiallar uch guruhga bo'linadi: yonmaydigan, sekin yonadigan va yonuvchan.

YONMAGAN (yonmaydigan) - havoda yonish qobiliyatiga ega bo'lmagan moddalar va materiallar. Yonuvchan bo'lmagan moddalar yong'inga qarshi portlovchi bo'lishi mumkin (masalan, oksidlovchi moddalar yoki suv, atmosfera kislorodi yoki bir-biri bilan o'zaro ta'sirlashganda mahsulot chiqaradigan moddalar).

O'ta alangali (yonishi qiyin) - alangalanish manbasi ta'sirida havoda yonishi mumkin bo'lgan, lekin olib tashlanganidan keyin mustaqil ravishda yonib keta olmaydigan moddalar va materiallar.

YONuvchan (yonuvchan) - o'z-o'zidan yonish qobiliyatiga ega bo'lgan moddalar va materiallar, shuningdek, olov manbai ta'sirida yonib ketadi va uni olib tashlangandan keyin mustaqil ravishda yonadi.

Tvsp bilan yonuvchi suyuqliklar (FL).<61°С в закрытом тигле или 66°С в откры­том тигле относят к легковоспламеняющимся (ЛВЖ).

Ayniqsa xavfli yonuvchan suyuqliklar TVSP bilan yonuvchan suyuqliklar deb ataladi< 28°С.

GAZLAR Yonuvchan kontsentratsiya chegaralari (FLCL) bo'lsa, yonuvchan hisoblanadi; past yonuvchanlik - CPV yo'qligi va TSV mavjudligi; yonmaydigan - CPV va TSV yo'qligida.

Suyuqliklar televizor mavjud bo'lganda yonuvchan hisoblanadi; kam yonuvchanlik - televizor yo'qligi va televizor mavjudligi; yonmaydigan - Tv, Tsv, Tvs bo'lmaganda, harorat va olovning tarqalishi (olovi) kontsentratsiyasi chegaralari.

3. Portlash va yong'in xavfi bo'yicha binolarning toifalari.

NPB 105-03 yong'in xavfsizligi standartlari qoidalariga muvofiq, binolar va binolarning toifalari (yoki yong'in devorlari orasidagi binolarning qismlari - yong'in bo'linmalari) miqdori va yong'inga qarshi xususiyatlariga qarab portlash va yong'in xavfi bo'yicha belgilanadi. ularda joylashgan (aylanayotgan) moddalar va materiallar, ularda joylashgan ishlab chiqarish ob'ektlarining texnologik jarayonlarining xususiyatlarini hisobga olgan holda.

Xonalar, bo'limlar, binoning qismlari, sinf binolari funktsional yong'in xavfi bo'yicha ma'lum bir sinfga mansubligiga qarab toifalarga bo'linadi. Binolar va binolarning qismlari - funktsional ravishda o'zaro bog'langan binolar yoki binolar guruhlari ulardan foydalanish usuliga va yong'in sodir bo'lgan taqdirda ulardagi odamlarning xavfsizligi qanchalik xavf ostida ekanligiga qarab, funktsional yong'in xavfi bo'yicha sinflarga bo'linadi. ularning yoshini, jismoniy holatini, uxlab qolish qobiliyatini, asosiy funktsional kontingentning turini va uning miqdorini hisobga olgan holda.

Binolar, binolarning qismlari, F3.5., F4.3., F5.1., F5.2., F5.3. toifalari binolari, shu jumladan ishlab chiqarish va omborxonalar, shu jumladan laboratoriyalar majburiy toifalarga bo'linishi kerak. SNiP 21-01-97* ning 5.21* bandi qoidalariga muvofiq F1, F2, F3 va F4 sinflaridagi binolarda portlash va yong'in xavfi va ustaxonalari F5 sinfiga tegishli.

NPB 105-03 da keltirilgan metodologiya binolar va binolarni toifalarga ajratish bilan bog'liq idoraviy texnologik dizayn standartlarini ishlab chiqishda qo'llanilishi kerak.

NPB 105-03 portlovchi moddalarni ishlab chiqarish va saqlash uchun binolar va binolarga, portlovchi moddalarni ishga tushirish vositalariga, belgilangan tartibda tasdiqlangan maxsus normalar va qoidalarga muvofiq ishlab chiqilgan binolar va inshootlarga taalluqli emas.

PNB 105-03 ga muvofiq belgilangan binolar va binolarning toifalari ushbu binolar va binolarning portlash va yong'in xavfsizligini ta'minlash uchun rejalashtirish va qurish, qavatlar soni, maydonlar, binolarni joylashtirish bo'yicha normativ talablarni belgilash uchun ishlatilishi kerak. , dizayn echimlari, muhandislik uskunalari. Odamlarning xavfsizligini ta'minlash choralari GOST 12.1.004-91 va GOST 12.3.047-98 ga muvofiq moddalar va materiallarning yong'inga xavfli xususiyatlari va miqdoriga qarab belgilanishi kerak.

Korxonalar va muassasalarning binolari va binolarining toifalari binolar va inshootlarni loyihalash bosqichida ushbu standartlarga, idoraviy texnologik loyihalash standartlariga yoki belgilangan tartibda tasdiqlangan maxsus ro'yxatlarga muvofiq belgilanadi.

Portlash va yong'in xavfi bo'yicha binolar va binolar A, B, B1-B4, D va D toifalariga bo'linadi. Binolar va binolarning portlash va yong'in xavfi toifalari yong'in yoki portlash bilan bog'liq eng noqulay davr uchun belgilanadi, yonuvchan moddalar va materiallarda joylashgan asbob-uskunalar va binolarning turiga, ularning miqdori va yong'inga xavfli xususiyatlariga, texnologik jarayonlarning xususiyatlariga qarab.

Moddalar va materiallarning yong'inga xavfli xususiyatlari sinov natijalari yoki standart usullardan foydalangan holda hisob-kitoblar asosida davlat parametrlarini (bosim, harorat va boshqalar) hisobga olgan holda aniqlanadi.

Yong'in xavfsizligi sohasidagi etakchi ilmiy-tadqiqot tashkilotlari tomonidan nashr etilgan yoki Davlat standarti ma'lumotnomalari xizmati tomonidan berilgan ma'lumotnoma ma'lumotlaridan foydalanishga ruxsat beriladi. Eng xavfli komponentga asoslangan moddalar va materiallarning aralashmalari uchun yong'in xavfi ko'rsatkichlaridan foydalanishga ruxsat beriladi.