Degimas yra sudėtingas fizinis ir cheminis degiųjų kuro komponentų ir oksidatoriaus sąveikos procesas, kuro degimas yra greito jo komponentų oksidacijos reakcija, kurią lydi intensyvus šilumos išsiskyrimas ir staigus temperatūros padidėjimas.
Panagrinėkime metano degimo reakciją kaip pagrindinį gamtinių dujų komponentą:
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O.
Iš šios reakcijos lygties išplaukia, kad vienos metano molekulės oksidacijai reikia dviejų deguonies molekulių, t.y. Norint visiškai sudeginti 1 m 3 metano, reikia 2 m 3 deguonies.
Atmosferos oras naudojamas kaip oksidatorius, kuris yra sudėtingas medžiagų mišinys, įskaitant 21 tūrį. % O 2, 78 t. % N 2 ir 1 t. % CO 2, inertinės dujos ir kt. Techniniams skaičiavimams sąlyginė oro sudėtis paprastai laikoma sudaryta iš dviejų komponentų: deguonies (21 tūrio %) ir azoto (79 tūrio %). Atsižvelgiant į šią oro sudėtį, kad bet kokia degimo reakcija ore visiškai sudegintų kurą, oro reikės tūrio 100/21 = 4,76 karto daugiau nei deguonies.
Visiško gamtinių dujų degimo produktai yra: anglies dioksidas CO 2, vandens garai H 2 O, šiek tiek deguonies perteklius O 2 ir azotas N 2. Deguonies perteklius yra degimo produktuose tik tais atvejais, kai degimas vyksta esant oro pertekliui, o azoto visada yra degimo produktuose, nes jis yra oro komponentas ir nedalyvauja degant. Nevisiško dujų degimo produktai yra: anglies monoksidas CO, nesudegęs vandenilis H2 ir metanas CH4, sunkieji angliavandeniliai CmHn ir suodžiai. Taigi kuo daugiau anglies dioksido CO 2 bus degimo produktuose, tuo mažiau anglies monoksido CO bus juose, t.y., tuo bus pilnesnis degimas. Buvo pristatyta maksimalaus CO 2 kiekio degimo produktuose sąvoka – tai CO 2 kiekis, kurį būtų galima gauti sausuose degimo produktuose visiškai sudegus dujoms be oro pertekliaus.
Pažangiausias būdas kontroliuoti oro srautą į krosnį ir jo degimo užbaigtumą yra degimo produktų analizė naudojant automatinius dujų analizatorius. Dujų analizatoriai periodiškai ima išmetamųjų dujų mėginį ir nustato jose esantį anglies dvideginį, taip pat anglies monoksido ir nesudegusio vandenilio (CO + H 2) kiekį tūrio procentais. Jei rodyklės rodyklė skalėje (CO + H 2) yra lygi 0, vadinasi, degimas baigtas ir degimo produktuose nėra (CO + H 2). Jei rodyklė nukrypsta nuo nulio į dešinę, tai degimo produktuose yra (CO + H 2), t.y. įvyksta nepilnas degimas. Kitoje skalėje dujų analizatorių rodyklė turėtų rodyti didžiausią CO 2 max kiekį degimo produktuose. Visiškas sudegimas įvyksta, kai yra didžiausias anglies dioksido procentas ir nulinis (CO + H 2) kiekis.
Degimas (reakcija)
(a. degimas, deginimas; n. Brennen, Verbrennung; f. degimas; Ir. degimas) yra greitai vykstanti oksidacijos reakcija, lydima priemonių išsiskyrimo. šilumos kiekis; dažniausiai lydimas ryškaus švytėjimo (liepsnos). Daugeliu atvejų dujos veikia kaip oksidatorius hidrolizėje, tačiau hidrolizės procesai galimi ir kitų tipų reakcijose (metalų hidrinimas azote, halogenuose). Fizinėje chemija apima visas egzotermines dujas. chem. procesai, kuriuose būtybės. Šį vaidmenį atlieka savaiminis reakcijos pagreitėjimas, kurį sukelia temperatūros padidėjimas (terminis mechanizmas) arba aktyvių dalelių kaupimasis (difuzijos mechanizmas).
Būdingas gaisro bruožas yra erdviškai ribota aukštos temperatūros (liepsnos) sritis, kurioje kyla pagrindinis gaisras. cheminės medžiagos dalis pradinių medžiagų virsta degimo produktais ir išsiskiria b.h. karštis. Liepsnos atsiradimą sukelia užsidegimas, kuriam reikia išleisti tam tikrą energijos kiekį, tačiau liepsnos plitimas per sistemą, galinčią užsidegti, vyksta savaime, greičiu, priklausančiu nuo cheminės sudėties. sistemos savybės, fizinės ir dujų dinaminis procesus. Techniškai svarbios dujų charakteristikos: degiojo mišinio kaloringumas ir teorinė. (adiabatinė) temperatūra, kraštas būtų pasiektas visiškai sudeginus kurą be šilumos nuostolių.
Iš visų hidrolizės procesų įvairovės, atsižvelgiant į kuro ir oksidatoriaus agregatinę būseną, paprastai skiriame homogeninę iš anksto sumaišytų dujų ir garų degiųjų medžiagų hidrolizę dujiniuose oksidatoriuose, heterogeninę hidrolizę (kietos ir skystos degiosios medžiagos dujiniuose oksidatoriuose), ir sprogmenų bei parako hidrolizė (vyksta be masės mainų su aplinka).
Paprasčiausios yra vienarūšės mišrių dujų dujos. Laminarinės liepsnos plitimo per tokią sistemą greitis yra fizikinis-cheminis. mišinio konstanta, priklausomai nuo mišinio sudėties, slėgio, temperatūros ir mol. šilumos laidumas.
Heterogeninis heterogeniškumas yra labiausiai paplitęs procesas gamtoje ir technologijoje. Jo greitį lemia fizinis sistemos savybes ir specifines degimo sąlygas. Skystajam kurui didelę reikšmę turi garavimo greitis, o kietajam – dujofikacijos greitis. Taigi anglies kasyboje galima išskirti du etapus. Pirmajame (lėto kaitinimo sąlygomis) išsiskiria lakūs anglies komponentai, o antrajame - kokso likučiai išdega.
Liepsnos plitimas per dujas sukelia dujų judėjimą. atstumu nuo liepsnos priekio. Jei reakcijos zonos plotis mažas, tada liepsna gali būti vaizduojama kaip dujų dinaminė. plyšimas, judantis per dujas ikigarsiniu greičiu. Tai įmanoma ne tik homogeniško mišinio atveju, bet ir gana smulkiai išsklaidytoms skystoms ir kietoms degiosioms medžiagoms, suspenduotoms oksidatoriuje. Kadangi liepsnos greičio dedamoji, kuri yra normali į priekį, nepriklauso nuo pačių dujų greičio, stovint dujoms judančių dujų sraute susidaro visiškai apibrėžta liepsnos forma. G. tokiomis sąlygomis užtikrina tinkama degimo įrenginių konstrukcija.
Dujų judėjimas, kurį sukelia liepsnos atsiradimas, gali būti laminarinis arba turbulentinis. Srauto turbulizacija, kaip taisyklė, smarkiai pagreitina degimą ir sukelia akustinį triukšmą. srauto sutrikimai, galiausiai sukeliantys smūgio atsiradimą, inicijuojantį dujų mišinio detonaciją. Galimybę dujoms pereiti į detonaciją, be pačių dujų savybių, lemia sistemos dydis ir geometrija.
Kuro dujų procesai daugiausia naudojami technologijoje. Kuro deginimo užduotis yra pasiekti maks. šilumos išsiskyrimas (degimo efektyvumas) tam tikram laikotarpiui. Kalvėje Tiesą sakant, p.i kūrimo metodai yra pagrįsti G. proceso naudojimu. ( cm. In situ degimas). Tam tikrose kasybos ir geologijos spontaniškai atsirandančios sąlygos G. ( cm. Savaiminis anglies, savaiminis durpių degimas) gali sukelti endogeninius gaisrus. L. G. Bolkhovitinovas.
Kalnų enciklopedija. - M.: Tarybinė enciklopedija. Redagavo E. A. Kozlovskis. 1984-1991 .
Pažiūrėkite, kas yra „degimas (reakcija)“ kituose žodynuose:
degimo- 3.3. Degimas: egzoterminė medžiagos oksidacijos reakcija, kurią lydi bent vienas iš trijų veiksnių: liepsna, švytėjimas arba dūmai. Šaltinis: GOST R 50588 2012: Gaisrų gesinimo putos. Bendroji techninė...... Norminės ir techninės dokumentacijos terminų žodynas-žinynas
Atitinka... Vikipedija
Sudėtinga chemija reakcija, vykstanti laipsniško savaiminio pagreičio sąlygomis, susijusi su šilumos kaupimu arba katalizuojančiais reakcijos produktais sistemoje. Su G. galima pasiekti aukštą temperatūrą (iki kelių tūkstančių K), ir dažnai pasitaiko... ... Fizinė enciklopedija
Branduoliniai procesai Radioaktyvusis skilimas Alfa skilimas Beta skilimas Klasterių skilimas Dvigubas beta skilimas Elektronų gaudymas Dvigubas elektronų gaudymas Gama spinduliuotė Vidinė konversija Izomerinis perėjimas Neutronų skilimas Pozitronų skilimas ... ... Wikipedia
Fizinis ir cheminis procesas, kurio metu medžiagos virsmą lydi intensyvus energijos ir šilumos išsiskyrimas bei masės perdavimas su aplinka. gali prasidėti spontaniškai dėl savaiminio užsidegimo arba gali būti inicijuotas... ... Avarinių situacijų žodynas
degimo- Egzoterminė medžiagos oksidacijos reakcija, kurią lydi bent vienas iš trijų veiksnių: liepsna, švytėjimas arba dūmai. [ST SEV 383 87] degimas Egzoterminė reakcija, vykstanti jos laipsniško savaiminio pagreičio sąlygomis.... ... Techninis vertėjo vadovas
Fizinis ir cheminis procesas, kurio metu medžiagos virsmą lydi intensyvus energijos ir šilumos išsiskyrimas bei masės mainai su aplinka. Degimas gali prasidėti savaime dėl savaiminio užsidegimo arba prasidėti... ... Didysis enciklopedinis žodynas
- (pranc. ir angl. degimas, vok. Verbrennung; cheminis). G. įprasta vadinti tokius sąveikos su bet kurio kūno oro deguonimi atvejus, kuriuos lydi žymus šilumos, o kartais ir šviesos išsiskyrimas. Bendresne prasme galite... Brockhauso ir Efrono enciklopedija
Degimas- egzoterminė degios medžiagos oksidacijos reakcija, paprastai lydima matomos elektromagnetinės spinduliuotės ir dūmų išsiskyrimo. G. pagrįstas degios medžiagos sąveika su oksiduojančiu agentu, dažniausiai atmosferos deguonimi. Išskirti...... Rusijos darbo apsaugos enciklopedija
DEGIMO- sudėtingas, greitas cheminis procesas. transformacija, kurią lydi šilumos ir šviesos išsiskyrimas. Siaurąja prasme dujos yra medžiagos, besijungiančios su deguonimi, reakcija, tačiau, pavyzdžiui, dujos gali atsirasti ir be deguonies. chlore dega vandenilis, stibis ir kiti metalai, o... Didžioji politechnikos enciklopedija
Skyriaus turinys
Degimas – tai greitos aukštos temperatūros oksidacijos procesas, kuriame susijungia fizikiniai ir cheminiai reiškiniai. Degimas susideda iš daugybės elementarių redokso procesų, dėl kurių valentiniai elektronai persiskirsto tarp sąveikaujančių medžiagų atomų – grandininė reakcija. Vykstant grandininei reakcijai atsiranda laisvieji atomai, radikalai ir kiti nestabilūs tarpiniai junginiai su padidintu cheminiu aktyvumu – aktyvieji centrai. Reaguodami su pradine medžiaga, aktyvieji centrai sudaro galutinius reakcijos produktus ir naujus aktyvius tarpinius centrus.
Pradinis aktyvių centrų susidarymo iš pradinių medžiagų procesas vadinamas grandinės branduoliu. Šis procesas visada vyksta įsisavinant energiją, t.y. yra endoterminis.
Grandinės išsišakojimas atsiranda dėl aktyvaus centro reakcijos su pradine medžiaga, todėl susidaro keli aktyvūs centrai.
Grandinės nutraukimas reiškia procesą, kurio metu aktyvus produktas išnyksta.
Jei šakojimosi greitis yra didesnis už trūkimo greitį, išsivysto grandininė reakcija. Jei užbaigimo greitis yra didesnis nei šakojimosi greitis, reakcija nevyksta. Grandininei reakcijai su neišsišakojusiomis grandinėmis būdingas tik vieno naujo aktyvaus centro susidarymas – esamo aktyvaus centro sąveikos su pradine medžiaga rezultatas. Grandininei reakcijai su išsišakojusiomis grandinėmis būdingas kelių aktyvių centrų susidarymas (pakeisti panaudotą), o tai lemia reikšmingą reakcijos pagreitį. Aktyvių centrų susidūrimas gali sukelti grandinės pertrauką: tarpusavyje, su inertinės medžiagos molekulėmis, su krosnies sienele, su šilumos mainų įrenginio sienele.
Paprasčiausias mechanizmas yra vandenilio oksidacija (degimas), o sudėtingiausias – angliavandenilių oksidacija. Vandenilio oksidacija reiškia grandininę reakciją su išsišakojusiomis grandinėmis ir susideda iš šių elementarių etapų:
1. H 2 + O 2 → H + H 2 O – grandinės branduolių susidarymas
2. H + O 2 → OH + O – grandinės išsišakojimas
3. O + H 2 → OH + H – grandinės tęsinys
4. OH + H 2 → H 2 O + H – grandinės tęsinys
5. H + siena → (1/2) H 2 – atvira grandinė ant sienos
6. H + O 2 + M → H 2 O + M – atvira grandinė tūryje
Dėl vandenilio atomo sąveikos su deguonies molekule gaunamos 2 vandens molekulės ir 3 nauji vandenilio atomai (aktyvūs centrai), t.y. grandininė reakcija yra šakota. Grandininių reakcijų greitis yra labai jautrus pašalinėms priemaišoms ir indo (laužo dėžės) formai.
Apie degimo proceso pabaigą sprendžiama degimo produktų analizėmis, atliekamomis dujų chromatografiniu tyrimo metodu (oro pertekliaus, su kuriuo veikia degiklis, nustatymas gali būti atliekamas dviem būdais: analizuojant dujų ir oro mišinį degiklio maišytuve ir analizuojant degimo produktus).
Kuro degimo intensyvumą gali įtakoti šie veiksniai:
Reaguojančių medžiagų – kuro ir oksidatoriaus – temperatūros didinimas. Kaskart padidinus temperatūrą 10°, reakcijos greitis padidėja 2–4 kartus – Vant Hoffo taisyklė. (Temperatūros poveikį reakcijoms tiria speciali chemijos šaka - „Termochemija“).
Fotocheminis šviesos efektas, susidedantis iš to, kad reaguojančių medžiagų molekulės, sugeriančios šviesos kvantus, sužadinamos, t.y. tapti reaktyvesniu. (Tiriamas matomos ir ultravioletinės šviesos poveikis reakcijoms – „Fotochemija“).
Jonizuojanti spinduliuotė – (studijos – „Radiacinė chemija“).
Slėgis – (studijos – „Suspaudimo chemija“).
Mechaninis poveikis. Mechanocheminis veiksmas – tai cheminių jungčių nutraukimas medžiagoje, veikiant mechaninėms jėgoms (traiškymas, šlifavimas ir kt.). Susidarę molekulių „fragmentai“ padidina medžiagų reaktyvumą. (Cheminius procesus, vykstančius veikiant mechaninėms jėgoms, tiria „Mechanochemija“).
Katalizinis poveikis. Katalizatoriai yra medžiagos, keičiančios reakcijos greitį. Esant katalizatoriui, pasikeičia kelias, kuriuo vyksta bendra reakcija. Taigi, esant vandens garams, CO oksidacijos reakcija su deguonimi 2CO + O 2 = 2CO 2 žymiai pagreitėja, tai sukelia grandinių, kuriose dalyvauja laisvieji radikalai OH ir H, vystymasis:
OH + CO → CO 2 + H – grandinės branduolių susidarymas
H + O 2 → OH + O – grandinės tęsinys
CO + O → CO 2 – grandinės tęsinys
Priklausomai nuo katalizatoriaus ir reagentų agregacijos būsenos, katalizė išskiriama į homogeninę ir nevienalytę.
Cheminės reakcijos, vykstančios tarp medžiagų toje pačioje fazėje, vadinamos vienalytėmis, kurios vyksta skirtingose fazėse, vadinamos heterogeninėmis.
Kietojo kuro deginimas susideda iš kaitinimo, drėgmės išgarinimo, lakiųjų medžiagų sublimacijos, kokso susidarymo, lakiųjų medžiagų oksidacijos, kokso oksidacijos – nevienalytis procesas.
Skysto kuro deginimas susideda iš kaitinimo, virimo, išgarinimo, oksidacijos – nevienalyčio proceso.
Dujinio kuro deginimas susideda iš dviejų etapų: kaitinimo ir oksidacijos – vienalytis procesas.
Dujų deginimas
Dujinio kuro degimo procesą lydi greita paprastų degiųjų dujų oksidacija ir pirogenetinis sudėtingų dujų skilimas. Pirogenetinis skilimas vyksta, kai išsiskiria suodžių anglis ir susidaro greitai oksiduojantys mažos molekulinės masės junginiai. Degloje esanti juoda anglis suteikia liepsnai jos spalvą ir ją švyti. Iš anksto sumaišius orą su paprastomis dujomis (CO, H2), nevyksta pirogenetinis skilimas ir mišinys dega skaidria liepsna. Inertinių dujų N 2 ir CO 2 buvimas mišinyje padidina užsidegimo temperatūrą, o deguonis sumažina; Didėjant slėgiui, užsidegimo temperatūra mažėja.
Degiųjų dujų mišinių užsidegimo temperatūrą galima apytiksliai apskaičiuoti pagal formulę:
t uždegimas cm ≈ 0,01 ( ties a + bt b + ct c + …)
Kur: a, b, c– degiųjų dujų kiekis, %;
t a, t b, t c– dujų užsidegimo temperatūra, °C.
Uždegimo greitis taip pat priklauso nuo dujų sudėties ir paprastai neviršija 10 m/sek.
Deginant dujinį kurą, tam tikromis sąlygomis galimas sprogimas, ypač greitai užsidegus tam tikros sudėties degiam mišiniui nedideliame tūryje. Šiuo atveju išsiskirianti šiluma beveik visiškai sunaudojama degimo produktų šildymui, kurių greitas plėtimasis sukelia aplinkinio sluoksnio suspaudimą. Esant dideliam užsidegimo greičiui, suspaudimas neturi laiko išplisti visame erdvės tūryje ir yra lokalizuotas. Tai vėlgi sukelia suspaudimą ir išsiplėtimą, t.y. susidaro sprogimo banga, sklindanti 2000–3000 m/sek greičiu.
Sprogimo banga susidaro ne tik kaitinant, bet ir dėl elektrocheminių procesų. Sprogstamojo mišinio susidarymo galima išvengti patikimai užsandarinant dujotiekio įtaisus, teigiamą dujų slėgį dujotiekyje ir visiškai pašalinus mišinio užsiliepsnojimo galimybę.
7.1 lentelė. Liepsnos plitimo greitis degių dujų ir oro mišiniuose| Dujos | Stechiometrinis mišinys | Mišinys, kuriame greitis yra maksimali vertė |
||||
| Turinys, t. % | I n, sm/s | Turinys, t. % | I n max, | |||
| dujų | oro | dujų | oro | |||
| Vandenilis | 29,5 | 70,5 | 160–180 | 42–43 | 57–58 | 265–267 |
| Anglies monoksidas | 29,5 | 70,5 | 28–30 | 43–52,5 | 47,5–57 | 41–46 |
| Metanas | 9,5 | 90,5 | 28–37 | 9,5–10,5 | 89,5–90,5 | 37–38 |
| Propanas | 4,03 | 95,97 | 40,6–40,8 | 4,26 | 95,74 | 42,9–43,2 |
| Butanas | 3,14 | 96,86 | 34 | 3,3 | 96,7 | 37 |
| Acetilenas | 7,75 | 92,25 | 100–128 | 10–10,7 | 89,3–90 | 131–157 |
| Etilenas | 6,54 | 93,46 | 60–63 | 7,0–7,4 | 92,6–93 | 63–81 |
Degantis mazutas
Mazuto degimo procesas yra sudėtingesnis nei dujinio kuro degimo procesas. Mazuto deginimą naudojant degiklius galima suskirstyti į kelis tarpusavyje susijusius etapus:
Purškiamas mazuto purkštukas;
Mažų mazuto lašelių maišymas su oru;
Oro mišinio kaitinimas iki mažų lašelių garavimo temperatūros; angliavandenilių molekulių pirogenetinis skilimas ir susidarančių dujų užsidegimas;
Dujų, garų ir kietų skilimo produktų (juodosios anglies) sumaišymas su oru degančiame degiklyje ir jų oksidacija (degimas).
Kuo smulkesnis mazuto purškimas, tuo geriau vyksta smulkių lašelių maišymo su oru, degimui paruošto kuro-oro mišinio kaitinimo ir uždegimo procesai.
Deginant mazutą, oro mišinio sraute judančių kuro dalelių išdegimo greitis priklauso nuo trijų veiksnių:
Mazuto purškimo subtilybės;
Purškiamojo mazuto maišymo su oru sąlygos;
Sąlygos šilumai tiekti į pradinę degiklio dalį, būtinos stabilizuoti iš purkštuko išeinančio degiojo mišinio užsidegimą.
Kaitinant alyvos lašelius, esančius oro mišinyje, vyksta procesai, susiję su skysčio išgaravimu ir angliavandenilių skilimu. Išgaravimas prasideda 150 °C temperatūroje, išsiskiriant lengvosioms frakcijoms. Esant aukštesnei nei 350 °C temperatūrai ir trūkstant oro, dalelės pradeda skilti, susidaro lengvieji ir sunkieji angliavandeniliai. Esant aukštesnei nei 650 °C temperatūrai, angliavandenilių molekulės suyra, susidaro didelės molekulinės masės angliavandeniliai ir kietos liekanos suodžių anglies pavidalu.
Didelės molekulinės masės angliavandeniliai ir juodoji anglis, kuri sukuria dūminę liepsną, dega sunkiai. Norint sudeginti vieną angliavandenilių skilimo produkto molekulę (C 18 H 2) 2 pavidalu, reikia 37 deguonies molekulių. Vadinasi, jei, judant degiojo mišinio srovei, mazuto lašai tuoj pat patenka į fakelo aukštos temperatūros zoną, jie greitai įkaista ir skylant išsiskiria sunkiai degantys produktai, kurie be išdegs, bus pašalintos kartu su išmetamosiomis dujomis.
Ypač nepalankus visiškam degimui yra netolygus deguonies pasiskirstymas oro mišinyje, kuris stebimas, kai išilgai degiklio ašies tiekiama mazuto srove, esant dideliems didelio greičio oro slėgio nuostoliams mazuto išleidimo angoje. degiklis ir prastas kuro oro mišinio maišymas degimo proceso metu už degiklio.
Siekiant pagerinti mazuto degimo procesus, didelę reikšmę turi paruošiamieji etapai, atliekami prieš deginimą, pvz.: mazuto kaitinimas tiekiant į degiklius, iš anksto sumaišomas su oru arba garais, kad gautųsi mazuto emulsija prieš padavimą. tai į degiklius, preliminarus mazuto dujofikavimas dėl nepilno degimo degiklio kameroje, po kurio seka susidariusių dujų deginimas degimo kameroje.
Preliminarus mazuto dujofikavimas dėl nepilno degimo, taip pat preliminarus mazuto emulsijos, sumaišytos su vandeniu, garais ar suslėgtu oru, paruošimas prieš tiekiant į degiklio įrenginį reikšmingai pakeičia skystojo kuro degimo degiklyje procesą, priartindama jį prie dujinio kuro degimo procesas.
Kietojo kuro deginimas
Sudėtingiausias yra nevienalytis kietojo kuro degimo (oksidacijos) procesas (atskirų kietojo kuro degimo etapų seka buvo paminėta aukščiau). Šiuo atveju nevienalytės reakcijos greitis matuojamas per laiko vienetą sudegintos anglies kiekiu aktyvaus kuro paviršiaus (ploto) vienete. Šios reakcijos greitis priklauso nuo temperatūros, slėgio, reagentų koncentracijos ir nuo oksiduojančios medžiagos difuzijos į aktyvųjį paviršių trukmės.
Savo ruožtu difuzijos trukmė priklauso nuo temperatūros, nuo oksidantų koncentracijų skirtumo sraute ir nuo dalelės paviršiaus, nuo ribinio sluoksnio storio.
Šalia kuro dalelių paviršiaus susidaro ribinis sluoksnis dėl reagentų sumažėjimo, padidėjus degimo produktų (CO ir CO 2) koncentracijai. Šis „b“ storio ribinis dujų sluoksnis neleidžia deguoniui tiekti dalelės paviršių. Ribinio sluoksnio storis priklauso nuo srauto greičio ir sumažinto kuro dalelės skersmens.
Dėl to kietojo kuro degimo greitį lemia tai, kuris iš komponentų procesų – difuzija ar pati oksidacija – riboja.
Kietojo kuro deginimas sluoksniu ant grotelių turi daug trūkumų, iš kurių pagrindiniai yra tai, kad sunku išgauti aukštą kuro degimo temperatūrą ir automatizuoti katilo degimo procesus bei šiluminį režimą.
Kietasis kuras dažniausiai dujofikavimo būdu perdirbamas į miltelių pavidalo arba dujinį kurą. Miltelinis kuras deginamas fakeliniu būdu. Naudojant degimo fakelu metodą, pilnam degimui reikia mažiau oro pertekliaus, palyginti su sluoksniniu būdu.
Deginant anglies dulkes, oro pertekliaus koeficientas laikomas ne didesniu kaip 1,20–1,25. Tokiu atveju nemažas kiekis oro, reikalingo degimui, gali būti tiekiamas pašildytas iki aukštos temperatūros. Anglies dulkių degimo procesus lengviau automatizuoti.
Anglies, sieros, angliavandenilių degimo reakcijos
Anglies deginimas
C+O2 = CO2
1 mol (molekulė) + 1 mol = 1 mol
1 tūrio dalis + 1 tūrio dalis = 1 tūrio dalis (visiškas sudegimas)
12 masės dalių + 32 masės dalys = 44 masės dalys
Anglies monoksido deginimas
2СО+О2 = 2СО2
2 moliai +1 molis = 2 moliai
2 tūrio dalys + 1 tūrio dalis = 2 tūrio dalys (visiškas degimas) 56 masės dalys + 32 masės dalys = 88 masės dalys
Deganti siera
S + O 2 = SO 2
1 mol + 1 mol = 1 mol
1 tūrio dalis + 1 tūrio dalis = 1 tūrio dalis
32 masės dalys + 32 masės dalys = 64 masės dalys
Vandenilio deginimas
2H 2 +O 2 = 2 H2O
2 moliai + 1 molis = 2 moliai
2 tūrio dalys + 1 tūrio dalis = 2 tūrio dalys
4 masės dalys + 32 masės dalys = 36 masės dalys
Angliavandenilių deginimas
C m H n +(m + n/4)O 2 = m CO2+ n/2 H2O
1 mol +( m + n/4) apgamai= m apgamai + n/2 apgamai
1 tomo dalis +( m + n/4) tūrinės dalys= m tūrinės dalys + n/2 tūrinės dalys
12 m+n masės dalys + 32 ( m + n/4) masės dalys = 44 m masės dalys + 9 n masės dalys
7.2 lentelė. Cheminių elementų atominės masės 7.3 lentelė. Degimo greitis nuo laisvo paviršiausDegimas– sudėtingas fizinis ir cheminis procesas, kurio pagrindas yra redokso tipo cheminės reakcijos, lemiančios valentinių elektronų persiskirstymą tarp sąveikaujančių molekulių atomų.
Degimo reakcijų pavyzdžiai
metano: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O;
acetilenas: C 2 H 2 + 2,5 O 2 = 2 CO 2 + H 2 O;
natris: 2Na + Cl2 = 2NaCl;
vandenilis: H2 + Cl2 = 2HCl, 2H2 + O2 = 2H2O;
TNT: C6H2(NO2)3CH3 = 2,5H2O + 3,5CO + 3,5C +1,5N2.
Oksidacijos esmė – oksiduojančios medžiagos valentinių elektronų donorystė oksiduojančiai medžiagai, kuri, priimdama elektronus, redukuojama. Redukcijos esmė – redukuojančiajai medžiagai gauti redukuojančios medžiagos elektronų, kuriuos dovanojant elektronų, yra oksiduojamas. Dėl elektronų perdavimo pakinta atomo išorinio (valentinės) elektroninio lygio struktūra. Tada kiekvienas atomas tam tikromis sąlygomis pereina į stabiliausią būseną.
Cheminiuose procesuose elektronai gali visiškai persikelti iš vienos medžiagos (elemento) atomų elektroninio apvalkalo į kitos medžiagos atomų apvalkalą.
Taigi, kai metalinis natris dega chlore, natrio atomai chloro atomams atiduoda po vieną elektroną. Šiuo atveju natrio atomo išorinis elektroninis lygis baigiasi aštuoniais elektronais (stabili struktūra), o vieną elektroną praradęs atomas virsta teigiamai įkrautu jonu. Chloro atomas, įgyjantis vieną elektroną, užpildo savo išorinį lygį aštuoniais elektronais, o atomas tampa neigiamo krūvio jonu. Veikiant Kulono elektrostatinėms jėgoms, susijungia priešingai įkrauti jonai ir susidaro natrio chlorido molekulė (joninė jungtis):
2Mg + O 2 = 2Mg 2+ O 2–.
Taigi, magnio degimą (oksidaciją) lydi jo elektronų perkėlimas į deguonį. Kituose procesuose dviejų skirtingų atomų išorinių apvalkalų elektronai ateina tarsi bendram naudojimui, taip sutraukdami molekulių atomus ( kovalentinis arba atominis ryšys):
.
Ir galiausiai vienas atomas gali pasidalyti savo elektronų pora (molekulinis ryšys):
.
Išvados iš šiuolaikinės oksidacijos-redukcijos teorijos nuostatų:
1. Oksidacijos esmė – elektronų praradimas oksiduojamos medžiagos atomais arba jonais, o redukcijos esmė – elektronų pridėjimas prie redukuojamos medžiagos atomų ar jonų. Procesas, kurio metu medžiaga praranda elektronus, vadinamas oksidacija ir elektronų pridėjimas – atsigavimas.
2. Medžiagos oksidacija negali vykti tuo pačiu metu neredukuojant kitos medžiagos. Pavyzdžiui, kai magnis dega deguonyje arba ore, magnis oksiduojasi ir tuo pačiu sumažėja deguonis. Visiškai sudegus susidaro produktai, kurie negali toliau degti (CO 2, H 2 O, HCl ir kt.), Nevisiškai sudegus, susidarantys produktai gali toliau degti (CO, H 2 S, HCN, NH 3 , aldehidai ir kt. .d.). Schema: alkoholis – aldehidas – rūgštis.
Degimas
Degimas- sudėtingas fizinis ir cheminis procesas, kai degiojo mišinio komponentai paverčiami degimo produktais, išskiriant šiluminę spinduliuotę, šviesą ir spinduliavimo energiją. Degimo pobūdį galima apibūdinti kaip greitai vykstančią oksidaciją.
Ikigarsinis degimas (deflagracija), skirtingai nei sprogimas ir detonacija, vyksta mažu greičiu ir nėra susijęs su smūginės bangos susidarymu. Ikigarsinis degimas apima įprastą laminarinį ir turbulentinį liepsnos plitimą, o viršgarsinis – detonaciją.
Degimas skirstomas į terminis Ir grandine. Pagrinde terminis Degimas yra cheminė reakcija, kuri gali vykti laipsniškai savaime įsibėgėjant dėl išsiskiriančios šilumos kaupimosi. Grandinė degimas vyksta kai kurių dujų fazių reakcijų esant žemam slėgiui atveju.
Šiluminio savaiminio pagreičio sąlygos gali būti sudarytos visoms reakcijoms su pakankamai dideliu šiluminiu poveikiu ir aktyvavimo energija.
Degimas gali prasidėti savaime dėl savaiminio užsidegimo arba prasidėti užsidegus. Esant pastovioms išorinėms sąlygoms, viduje gali vykti nuolatinis degimas stacionarus režimas, kai pagrindinės proceso charakteristikos – reakcijos greitis, šilumos išsiskyrimo galia, temperatūra ir produktų sudėtis – laikui bėgant nekinta, arba periodinis režimas kai šios charakteristikos svyruoja apie vidutines jų vertes. Dėl stiprios netiesinės reakcijos greičio priklausomybės nuo temperatūros, degimas yra labai jautrus išorinėms sąlygoms. Ta pati degimo savybė lemia kelių stacionarių režimų egzistavimą tomis pačiomis sąlygomis (histerezės efektas).
Degimo procesas skirstomas į keletą tipų: blyksnis, degimas, užsidegimas, savaiminis užsidegimas, savaiminis užsidegimas, sprogimas ir detonacija. Be to, yra specialių degimo rūšių: rūkstančio ir šaltos liepsnos degimo. Blyksnis yra momentinis degių ir degių skysčių garų degimo procesas, atsirandantis dėl tiesioginio uždegimo šaltinio poveikio. Degimas yra degimo reiškinys, vykstantis veikiant uždegimo šaltiniui. Uždegimas yra gaisras, lydimas liepsnos atsiradimo. Tuo pačiu metu likusi degiosios medžiagos masė išlieka gana šalta. Savaiminis užsidegimas yra reiškinys, kai medžiagoje smarkiai padidėja egzoterminių reakcijų greitis, dėl kurio užsidega nesant uždegimo šaltinio. Savaiminis užsidegimas – tai savaiminis užsidegimas, lydimas liepsnos atsiradimo. Pramoninėmis sąlygomis pjuvenos ir aliejiniai skudurai gali savaime užsidegti. Benzinas ir žibalas gali užsidegti savaime. Sprogimas – tai greitas cheminis medžiagos virsmas (sprogus degimas), lydimas energijos išsiskyrimo ir suslėgtų dujų, galinčių atlikti mechaninį darbą, susidarymo.
Degimas be liepsnos
Skirtingai nuo įprasto degimo, kai stebimos oksiduojančios liepsnos ir redukuojančios liepsnos zonos, galima sudaryti sąlygas degti be liepsnos. Pavyzdys yra katalizinis organinių medžiagų oksidavimas tinkamo katalizatoriaus paviršiuje, pvz., etanolio oksidavimas ant platinos juodos spalvos.
Kietosios fazės degimas
Tai yra autobanginiai egzoterminiai procesai neorganinių ir organinių miltelių mišiniuose, be pastebimo dujų išsiskyrimo ir dėl kurių susidaro išskirtinai kondensuoti produktai. Dujinės ir skystosios fazės susidaro kaip tarpinės medžiagos, kurios užtikrina masės perdavimą, bet nepalieka degimo sistemos. Yra žinomi reaguojančių miltelių pavyzdžiai, kuriuose tokių fazių susidarymas neįrodytas (tantalo-anglis).
Trivialūs terminai „degimas be dujų“ ir „degimas kietoje liepsnoje“ vartojami kaip sinonimai.
Tokių procesų pavyzdys yra SHS (savaime plintanti aukštos temperatūros sintezė) neorganiniuose ir organiniuose mišiniuose.
Rukstanti
Degimo būdas, kai nesusidaro liepsna, o degimo zona lėtai plinta visoje medžiagoje. Rūkymas paprastai vyksta porėtose arba pluoštinėse medžiagose, kuriose yra daug oro arba kurios yra impregnuotos oksiduojančiomis medžiagomis.
Autogeninis degimas
Savaiminis degimas. Terminas vartojamas atliekų deginimo technologijose. Atliekų autogeninio (savaime išsilaikančio) degimo galimybę lemia didžiausias balastinių komponentų: drėgmės ir pelenų kiekis. Remdamasis daugelio metų tyrimais, švedų mokslininkas Tanneris pasiūlė naudoti trikampę diagramą su ribinėmis vertėmis autogeninio degimo riboms nustatyti: daugiau nei 25% degių, mažiau nei 50% drėgmės, mažiau nei 60% pelenų.
Taip pat žr
Pastabos
Nuorodos
Wikimedia fondas.
2010 m.:Sinonimai
Fizinis ir cheminis procesas, kurio metu medžiagos virsmą lydi intensyvus energijos ir šilumos išsiskyrimas bei masės mainai su aplinka. Degimas gali prasidėti savaime dėl savaiminio užsidegimo arba prasidėti... ... Didysis enciklopedinis žodynas
Pažiūrėkite, kas yra „degimas“ kituose žodynuose: DEGA, dega, daug. ne, plg. (knyga). Veiksmas ir sąlyga pagal Č. deginti. Dujų deginimas. Psichinis deginimas. Ušakovo aiškinamąjį žodyną. D.N. Ušakovas. 1935 1940...
Ušakovo aiškinamasis žodynas Blizgesys, žaismas, entuziazmas, spindesys, žaismas, pakilimas, pakylėjimas, pakili dvasia, kibirkštis, kibirkštis, apsėstumas, ugnis, aistra, mirksėjimas, įkvėpimas, kibirkštis, įkvėpimas, aistra, įkarštis, susižavėjimas, degimas, pakilimas Žodynas... . ..
Degimas- DEGIMAS, cheminė transformacija, kurią lydi intensyvus šilumos ir šilumos išsiskyrimas bei masės pernešimas su aplinka. Gali užsidegti savaime (savaiminis užsidegimas) arba dėl užsidegimo. Būdinga degimo savybė yra gebėjimas ... ... Iliustruotas enciklopedinis žodynas
Sudėtinga chemija reakcija, vykstanti laipsniško savaiminio pagreičio sąlygomis, susijusi su šilumos kaupimu arba katalizuojančiais reakcijos produktais sistemoje. Su G. galima pasiekti aukštą temperatūrą (iki kelių tūkstančių K), ir dažnai pasitaiko... ... Fizinė enciklopedija
Fizinis ir cheminis procesas, kurio metu medžiagos virsmą lydi intensyvus energijos ir šilumos išsiskyrimas bei masės perdavimas su aplinka. gali prasidėti spontaniškai dėl savaiminio užsidegimo arba gali būti inicijuotas... ... Avarinių situacijų žodynas