Az éghető rendszerek kényszergyújtása, ingyenes tanfolyam, kivonatok és tézisek
Leggyakrabban a tüzek az éghető anyagok és anyagok gyulladásának eredményeképpen következnek be a gyújtóforrásból.
A kényszergyújtás (gyújtás) az égés előfordulása a gyújtóforrás hatása alatt.
A fizikai lényegében a gyulladás vagy a kényszergyújtás nem különbözik az önszabályozás folyamatától.
A fő különbség ezen folyamatok között az az, hogy az önszabályozás során az egész keverék egyenletesen felmelegszik, és fokozatosan az öngyulladási hőmérsékletre kerül. Ennek eredményeképpen az oxidációs reakció a gázelegy teljes térfogata alatt megy végbe. Az égetési folyamat az adott térben vagy a teljes térfogat bármely pontján egyszerre megy végbe. Gyulladás esetén az egész éghető keverék viszonylag hideg marad, csak egy elhanyagolható része felmelegíthető a gyulladási hőmérsékletre.
A második különbség abban áll, hogy az öngyulladás során a kémiai reakció öngyorsulása viszonylag lassan növekszik, vagyis a kémiai reakció öngyorsulása. az indukció ideje nagyszerű, és a gyújtás alatt a gyújtási folyamat sokkal gyorsabb, mert A keverék külső hőforrásból való melegítését helyileg, de sokkal gyorsabb és magasabb hőmérsékleten végezzük. Ezért az indukciós időszak szinte hiányzik vagy nagyon kicsi.
A gyújtóforrás forró vagy fűtött testet, valamint egy elektromos kisülést tartalmaz, amelynek energiája és hőmérséklete elegendő más anyagok égésére.
A külsõ hõforrás típusától és jellemzõitõl függõen megkülönböztethetõk a gyulladás különbözõ módjai vagy típusai. A gyújtóforrás lehet melegíteni vagy idegen test helyileg felmelegítjük a véredény fala éghető gázkeverék, elektromos szikra, láng szimuláció, vagy adiabatikus kompresszió lökéshullám, stb
6.2. Gyújtás különböző gyújtóforrásokból
Gyújtás fűtött felületről
A gyújtás mechanizmusa ebben az esetben:
Tegyük fel, hogy a test felületi hőmérséklete egy bizonyos T2 értékre emelkedett, amelynél a keverék égési hőmérséklete nem csökken.
Ha a hőmérséklet tovább emelkedik, az éghető keverék hőmérséklete a nagy hőtermelésnek köszönhetően nem lehet állandó és gyorsan növekszik (amíg a hőforrást eltávolítják) a gyulladásig. Ily módon a T2 hőmérséklet a fenti hőmérsékletek korlátozó hőmérséklete, azaz a gyulladási hőmérséklet.
Gyújtás elektromos szikra
Az éghető gázkeverékek elektromos szikra általi gyújtása a kényszergyújtás egyik leggyakoribb típusa, különösen a motorok és a hőerőművek esetében.
Két szikragyújtási koncepció létezik:
- a gyújtó ionelmélete;
- a gyújtás hőelmélete.
Az ionelmélet szerint, tekintetbe véve a gyújtási mechanizmust tisztán kémiai szempontból, a gázkeverékek gyulladásának hatékonysága a nyílást megelõzõen meg kell felelnie a hálózat aktuális erõsségének, azaz egyenesen arányosnak kell lennie a jelenlegi erősséggel az első fokozatban.
A termikus gyújtás mechanizmusánál a szikra gyulladási kapacitásának arányosnak kell lennie a jelenlegi szilárdság négyzetével, mivel a fizika tanfolyamból ismert, hogy az elektromos hálózatban felszabaduló hő mennyisége arányos az aktuális Q intenzitás Q négyzetével
I 2 Rt. A tapasztalatok azt mutatják azonban, hogy az elektromos szikragyújtási teljesítmény arányos az áramerősség első fokával, ami megerősíti a szikragyújtás ionelméletét. A szikragyújtással minden egyes tüzelőanyag-típushoz, a gázkeverék minden egyes összetevőjéhez az elektromos kisütési teljesítmény bizonyos korlátozó legalacsonyabb értéke van, amelyből a keverék gyulladásra képes, azaz egy láng elülső része keletkezik és tovább terjed a gyújtási zónán.
Az ilyen típusú és összetételű éghető keverék égésére képes elektromos szikraerő legalacsonyabb értékét kritikus gyújtóenergiának (Ecr) nevezik.
Ha feltételezzük, hogy a legtöbb szénhidrogén esetében a cummin van
300 ° С, a gázkeverék átlagos hõkapacitása ezen a hõmérsékleten cp »1,4 kJ / (m 3 × s), akkor kapjuk, hogy Qcr« 0,21 × 10 -6 kJ, i.e. Qcr »Ekr» 0,2 mJ.
Tekintettel arra, hogy egyes szénhidrogének értékeljük Ecr kevesebb és biztonsági okokból kell korrekciós tényező a biztonság, a kritikus energia gyújtás gyúlékony vagy robbanásveszélyes elegyek szénhidrogén és a levegő lehet önkényesen egyenlő Ecr „0,1 mJ.
Az ECR számos tényezőtől függ:
a) az éghető keverék összetételéről
b) a gáz-levegő keverék sebességén
6.3. A lángszórás (gyújtás) koncentrációja és az őket érintő tényezők
Korábban megjegyezték, hogy az égetési folyamat jelenléte és elterjedése megköveteli az üzemanyag, az oxidálószer és a magas hőmérsékletű gyújtóforrás jelenlétét.
Az oxidáció kémiai reakciójában csak az üzemanyag és az oxidálószer molekulái léphetnek be, amelyek energiája az ütközések pillanatában meghaladja az aktivációs energiát. Ehhez szükség van arra, hogy az üzemanyag és az oxidálószer molekulák találkozzanak a rendszerben, és ütköznek. Háromféle molekuláris ütközés lehetséges:
- oxidálószer;
- üzemanyag - üzemanyag;
- Oxidálószer - üzemanyag.
Csak a harmadik esetben az ütközési típus hatékony, mert áramlik a hőkibocsátással. De ahhoz, hogy a kibocsátott hő elegendő legyen a kémiai reakció továbbfejlesztéséhez, az üzemanyag és az oxidálószer koncentrációinak bizonyos aránya is szükséges. A kémiai reakció kialakulásának legkedvezőbb feltételei az, ha az üzemanyag és az oxidálószer aránya megfelel a sztöchiometrikus koncentrációnak. A tüzelőanyag és az oxidálószer ilyen koncentrációi (többé-kevésbé sztöchiometrikus koncentráció) is léteznek, amikor a kémiai reakció folyamata lehetetlen, azaz az égési folyamat nem fog fejlődni.
Ha figyelembe vesszük a gyújtási folyamat gázkeverék belül a tüzelőanyag-koncentráció 0 és 100%, azt látjuk, hogy a keverék nem robbanásveszélyes valamennyi koncentrációnál (ábra. 18.10).
Ábra. 6.1. A tüzelőanyag-oxidáló rendszer nyomásának függése az üzemanyag koncentrációján: I - a biztonságos koncentráció tartománya; II - gyújtási terület (robbanásveszélyes terület); III - a tűzveszélyességi koncentráció területe
Minden 0-tól LEL-ig terjedő koncentrációjú üzemanyag-keverékek még egy erős gyújtóforrásból sem tudnak meggyulladni - ez a biztonságos koncentrációk területe. Az LCPV-től a VKPV-ig terjedő tartományban a tüzelőanyag / levegő keverék robbanásszerűen gyulladhat és éghet, az éghető keverék egész térfogatára kiterjedő lángszórással - ez a gyújtási terület. A VKPV feletti koncentrációtartomány 100% -ig tűzveszélyt jelent.
VKPV LEL érték és fel kell használni kiszámításához koncentrációjú nem robbanásveszélyes gázok, gőzök és porok a feldolgozó berendezések, vezetékek, a tervezés szellőztető rendszerek, valamint számításánál a legnagyobb megengedhető nem robbanásveszélyes koncentrációjának a gázok, gőzök, porok a levegőben a munkaterület és a lehetséges gyújtóforrás.
Vannak kísérleti és számított módszerek a CPV meghatározására.
A gőz és gáznemű levegő keverékének NCPV-je a maximális égéshőmérséklettől függ. Megállapítást nyert, hogy az LCPV-ben lévő keverékek égetése során felszabaduló hő mennyisége szinte állandó minden éghető anyag esetében, és ez átlagosan 1830 kJ / m3.
A korlátozó égési hő meghatározásának kifejezéséből
Qpr = (Qn jn) / 100, az alsó koncentrációhatár meghatározható:
Különböző tényezők hatása a CPV-re:
a) a gyújtóforrás teljesítménye (hőmérséklete)
b) a keverék kezdeti hőmérsékletét
c) keverék nyomása
d) semleges gázok és inhibitorok
e) a hajó térfogata és átmérője
Amikor az edény térfogata csökken, az átmérője csökken, a keverék térfogatának hőátadó felülete növekszik. Minden gázkeverék esetében van egy minimális térfogat és átmérő, amely alatt a keverék bármilyen gyulladási összetételére és a lángszórásra lehetetlen.
AZ ÉGÉSI ELJÁRÁSOK VÉSZÜLÉSE