Originalus dokumentas?

FIZINIAI IR CHEMINĖS DEGIMO PROCESŲ PAGRINDAI

Cheminiai procesai degimo metu. Degiųjų medžiagų prigimtis. 3 paskaita

Gaisro ir sprogimo pavojus medžiagos ir medžiagos- Tai savybių rinkinys, apibūdinantis jų gebėjimą inicijuoti ir paskleisti degimą.

Degimo pasekmė, priklausomai nuo jo greičio ir įvykio sąlygų, gali būti gaisras arba sprogimas.

Gaisro ir sprogimo pavojusmedžiagoms ir medžiagoms būdingi rodikliai, kurių pasirinkimas priklauso nuo medžiagos (medžiagos) suminės būsenos ir jos naudojimo sąlygų.

Kai nustato gaisro ir sprogimo pavojus Medžiagos ir medžiagos skirstomos į tokias agregacijos būsenas:

dujų - medžiagos, kurių sočiųjų garų slėgis normaliomis sąlygomis (25°C ir 101325 Pa) viršija 101325 Pa;

skysčių - medžiagos, kurių sočiųjų garų slėgis normaliomis sąlygomis (25°C ir 101325 Pa) yra mažesnis nei 101325 Pa. Skysčiams taip pat priskiriamos kietos lydymosi medžiagos, kurių lydymosi arba lašėjimo temperatūra yra žemesnė nei 50°C;

kietosios medžiagos ir medžiagos- atskiros medžiagos ir jų mišrios kompozicijos, kurių lydymosi ir kritimo temperatūra viršija 50°C, taip pat medžiagos, kurios neturi lydymosi temperatūros (pavyzdžiui, mediena, audiniai, durpės;

dulkės - išsklaidyta medžiagos ir medžiagos, kurių dalelių dydis mažesnis nei 850 mikronų.

Degimas kaip cheminė medžiagų oksidacijos reakcija, kurioje dalyvauja deguonis

Degimas - vienas iš pirmųjų sudėtingų fizinių ir cheminių procesų, su kuriuo žmogus susidūrė savo vystymosi aušroje. Procesas, kurį įvaldęs, įgijo didžiulį pranašumą prieš jį supančias gyvas būtybes ir gamtos jėgas.

Degimas - viena iš energijos gavimo ir konvertavimo formų, daugelio technologinių gamybos procesų pagrindas. Todėl žmogus nuolat mokosi ir mokosi apie degimo procesus.

Degimo mokslo istorija prasideda atradus M.V. Lomonosovas: „Degimas yra medžiagos ir oro derinys“. Šis atradimas buvo pagrindas atrasti medžiagų masės išsaugojimo dėsnį jų fizinių ir cheminių virsmų metu. Lavoisier patikslino degimo proceso apibrėžimą: „Degimas yra medžiagos derinys ne su oru, o su deguonimi ore“.

Vėliau sovietų ir rusų mokslininkai A. V. daug prisidėjo prie degimo mokslo tyrimo ir plėtros. Mikhelsonas, N.N. Semenovas, Ya.V. Zeldovia, Yu.B. Kharitonas, I.V. Blinovas ir kiti.

Degimo procesas pagrįstas egzoterminėmis redokso reakcijomis, kurios paklūsta cheminės kinetikos, cheminės termodinamikos ir kitiems esminiams dėsniams (masės, energijos tvermės dėsniams ir kt.).

Degimas yra sudėtingas fizikinis ir cheminis procesas, kurio metu degios medžiagos ir medžiagos, veikiamos aukštai temperatūrai, chemiškai sąveikauja su oksiduojančiu agentu (oro deguonimi), virsta degimo produktais ir kurį lydi intensyvus šilumos išsiskyrimas ir šviesa. švytėjimas.

Degimo procesas pagrįstas chemine oksidacijos reakcija, t.y. pradinių degių medžiagų junginiai su deguonimi. Cheminių degimo reakcijų lygtyse taip pat atsižvelgiama į azotą, esantį ore, nors jis nedalyvauja degimo reakcijose. Paprastai manoma, kad oro sudėtis yra pastovi, joje yra 21 % tūrio deguonies ir 79 % azoto (atitinkamai 23 % ir 77 % azoto pagal masę), t.y. 1 tūriui deguonies yra 3,76 tūrio azoto. Arba 1 moliui deguonies yra 3,76 molio azoto. Tada, pavyzdžiui, metano degimo ore reakciją galima parašyti taip:

CH 4 + 2О 2 + 2´ 3,76 N 2 = CO 2 + 2H 2 O + 2 ´ 3,76 N 2

Cheminių reakcijų lygtyse turi būti atsižvelgiama į azotą, nes jis sugeria dalį šilumos, išsiskiriančios dėl degimo reakcijų, ir yra degimo produktų dalis.- dūmų dujos.

Panagrinėkime oksidacijos procesus.

Vandenilio oksidacija atliekama reakcija:

N 2 + 0,5O 2 = H2O.

Eksperimentinių duomenų apie vandenilio ir deguonies reakciją yra daug ir įvairių. Bet kurioje tikroje (aukštos temperatūros) liepsnoje vandenilio ir deguonies mišinyje gali susidaryti radikalas * OH arba vandenilio atomai H ir deguonies O, kurie inicijuoja vandenilio oksidaciją į vandens garus.

Degimas anglies . Liepsnose susidaranti anglis gali būti dujinė, skysta arba kieta. Jo oksidacija, neatsižvelgiant į jo agregacijos būseną, vyksta dėl sąveikos su deguonimi. Degimas gali būti visiškas arba nepilnas, tai lemia deguonies kiekis:

C + O 2 = CO 2(pilnas) 2C + O 2 = 2CO (neužbaigta)

Homogeninis mechanizmas netirtas (anglis dujinėje būsenoje). Labiausiai ištirta kietos būsenos anglies sąveika. Šis procesas gali būti schematiškai pavaizduotas šiais etapais:

1. oksiduojančio agento (O 2 ) tiekimas į fazės sąsają molekulinės ir konvekcinės difuzijos būdu;

2. fizinė oksiduojančių molekulių adsorbcija;

3. adsorbuoto oksidatoriaus sąveika su paviršiaus anglies atomais ir reakcijos produktų susidarymas;

4.reakcijos produktų desorbcija į dujų fazę.

Degimas anglies monoksido . Bendra anglies monoksido degimo reakcija bus parašyta CO + 0,5O 2 = CO 2, nors anglies monoksido oksidacija turi sudėtingesnį mechanizmą. Pagrindinius anglies monoksido degimo principus galima paaiškinti degimo mechanizmu vandenilio, įskaitant anglies monoksido sąveikos su sistemoje susidariusiu hidroksidu ir atominiu deguonimi reakciją, t.y. Tai yra kelių etapų procesas:

* OH + CO = CO 2 + H; O + CO = CO 2

Tiesioginė reakcija CO + O 2 -> CO 2 yra mažai tikėtina, nes tikri sausi CO ir O 2 mišiniai pasižymi itin mažu degimo greičiu arba išvis negali užsidegti.

Pirmuonių oksidacija angliavandenilių V.Metanas dega, sudarydamas anglies dioksidą ir vandens garus:

CH 4 + O 2 = CO 2 + 2H 2 O.

Tačiau šis procesas iš tikrųjų apima visą eilę reakcijų, kuriose dalyvauja didelio cheminio aktyvumo molekulinės dalelės (atomai ir laisvieji radikalai): * CH 3, * H, * OH. Nors šie atomai ir radikalai liepsnoje egzistuoja neilgai, jie užtikrina greitą kuro sunaudojimą. Deginant gamtinėms dujoms susidaro anglies, vandenilio ir deguonies kompleksai, taip pat anglies ir deguonies kompleksai, kuriuos naikinant susidaro CO, CO 2, H 2 O. Manoma, kad metano degimo schemą galima parašyti taip. taip:

CH 4 → C 2 H 4 → C 2 H 2 → anglies produktai + O 2 →C x U y O z → CO, CO 2, H 2 O.

Terminis skilimas, kietųjų medžiagų pirolizė

Padidėjus kietos degiosios medžiagos temperatūrai, cheminiai ryšiai nutrūksta susidarant paprastesniems komponentams (kietiems, skystiems, dujiniams). Šis procesas vadinamas terminis skilimas arba pirolizė . Organinių junginių molekulių terminis skilimas vyksta liepsnoje, t.y. esant aukštai temperatūrai šalia degimo paviršiaus. Skilimo dėsniai priklauso ne tik nuo kuro, bet ir nuo pirolizės temperatūros, jo kitimo greičio, mėginio dydžio, formos, skilimo laipsnio ir kt.

Panagrinėkime pirolizės procesą naudodamiesi dažniausiai pasitaikančios kietos degiosios medžiagos pavyzdžiu- medienos.

Mediena yra daugybės skirtingos struktūros ir savybių medžiagų mišinys. Pagrindiniai jo komponentai yra hemiceliuliozė (25%), celiuliozė (50%), ligninas (25%). Hemiceliuliozė susideda iš pentazanų (C 5 H 8 O 4), heksazanų (C 6 H 10 O 5), poliuronidų mišinio. Ligninas Jis yra aromatinio pobūdžio ir jame yra angliavandenių, susijusių su aromatiniais žiedais. Medienoje vidutiniškai yra 50 % C, 6 % H, 44 % O. Tai porėta medžiaga, kurios porų tūris siekia 50- 75 proc. Mažiausiai karščiui atsparus medienos komponentas yra hemiceliuliozė (220- 250°C), karščiui atspariausias komponentas- ligninas (intensyvus jo skilimas stebimas 350 laipsnių temperatūroje- 450°C). Taigi, medienos skilimas susideda iš šių procesų:

Anglies ir durpių pirolizė vyksta panašiai kaip medienos. Tačiau lakiųjų medžiagų išsiskyrimas stebimas esant kitoms temperatūroms. Anglis susideda iš kietesnių, karščiui atsparių anglies turinčių komponentų, o jos skaidymas vyksta ne taip intensyviai ir aukštesnėje temperatūroje (1 pav.).

Metalų deginimas

Pagal degimo pobūdį metalai skirstomi į dvi grupes: lakiuosius ir nelakius. Lakieji metalai turi T pl.< 1000 K ir T kipas.< 1500 K . Tai šarminiai metalai (litis, natris, kalis) ir šarminių žemių metalai (magnis, kalcis). Metalo deginimas atliekamas taip: 4 Li + O 2 = 2 Li2O . Nelakūs metalai turi T pl. > 1000 K ir T kipas. > 2500 K.

Degimo mechanizmą daugiausia lemia metalo oksido savybės. Lakiųjų metalų temperatūra yra žemesnė nei jų oksidų lydymosi temperatūra. Be to, pastarieji yra gana poringi dariniai. Kai užsidegimo kibirkštis iškeliama į metalo paviršių, ji išgaruoja ir oksiduojasi.

Kai garų koncentracija pasiekia apatinę degios koncentracijos ribą, ji užsidega. Paviršiuje susidaro difuzinio degimo zona, didelė šilumos dalis perduodama metalui ir jis įkaista iki virimo temperatūros.

Susidarę garai, laisvai sklindantys per porėtą oksido plėvelę, patenka į degimo zoną. Metalui virinant periodiškai sunaikinama oksido plėvelė, o tai sustiprina degimą. Degimo produktai (metalo oksidai) difunduoja ne tik į metalo paviršių, skatindami metalo oksido plutos susidarymą, bet ir į supančią erdvę, kur kondensuojasi ir formuoja kietas daleles baltų dūmų pavidalu. Baltų tankių dūmų susidarymas yra vizualus lakiųjų metalų degimo požymis.

Nelakiuose metaluose, kurių fazinio virsmo temperatūra yra aukšta, degant ant paviršiaus susidaro labai tanki oksido plėvelė, kuri gerai sukimba su metalo paviršiumi. Dėl to metalo garų difuzijos per plėvelę greitis smarkiai sumažėja, o didelės dalelės, pavyzdžiui, aliuminis ar berilis, negali sudegti. Paprastai tokių metalų gaisrai kyla, kai jie patenka į drožlių, miltelių ir aerozolių pavidalą. Jie dega nesukeldami tankių dūmų. Tankios oksido plėvelės susidarymas ant metalo paviršiaus sukelia dalelės sprogimą. Šis reiškinys, ypač dažnai stebimas dalelėms judant aukštos temperatūros oksiduojančioje aplinkoje, yra susijęs su metalo garų kaupimu po oksido plėvele, o po to staigiu jos sprogimu. Tai natūraliai sukelia staigų degimo intensyvumą.

Dulkių deginimas

Dulkės - tai dispersinė sistema, susidedanti iš dujinės dispersinės terpės (oro) ir kietosios fazės (miltų, cukraus, medienos, anglies ir kt.).

Liepsnos plitimas per dulkes atsiranda dėl šalto mišinio kaitinimo spinduliuojančiu srautu iš liepsnos priekio. Kietosios dalelės, sugerdamos šilumą iš spinduliavimo srauto, įkaista ir suyra, išskirdamos degius produktus, kurie sudaro degius mišinius su oru.

Aerozolis, kuriame yra labai mažų dalelių, užsidegęs greitai perdega uždegimo šaltinio paveiktoje vietoje. Tačiau liepsnos zonos storis yra toks mažas, kad jos spinduliavimo intensyvumas yra nepakankamas dalelėms irti, o stacionari liepsna neplinta virš tokių dalelių.

Aerozolis, kuriame yra didelių dalelių, taip pat negali stacionariai degti. Didėjant dalelių dydžiui, savitasis šilumos mainų paviršiaus plotas mažėja, o laikas, per kurį jos sušildo iki skilimo temperatūros, ilgėja.

Jei degaus garų ir oro mišinio susidarymo laikas prieš liepsnos frontą dėl kietos medžiagos dalelių irimo yra ilgesnis nei liepsnos fronto egzistavimo laikas, tai degimas neįvyks.

Veiksniai, turintys įtakos liepsnos plitimo per dulkių ir oro mišinius greičiui:

1. dulkių koncentracija (didžiausias liepsnos plitimo greitis būna mišiniams, šiek tiek didesniems už stechiometrinę sudėtį, pvz., durpių dulkėms, kurių koncentracija yra 1- 1,5 kg/m3);

2. pelenų kiekis (padidėjus pelenų kiekiui, mažėja degaus komponento koncentracija ir mažėja liepsnos plitimo greitis);

Dulkių klasifikavimas pagal sprogimo pavojų:

I klasė - labiausiai sprogios dulkės (koncentracija iki 15 g/m 3);

II klasė - sprogstamasis iki 15-65 g/m 3

III klasė - ugniai pavojingiausias > 65 g/m 3 T St ≤ 250°C;

IV klasė - gaisrui pavojingas > 65 g/m 3 T St > 250°C.

Be deguonies degimo

Yra nemažai medžiagų, kurios, kai jų temperatūra pakyla virš tam tikro lygio, chemiškai suyra ir sukelia dujos, kurios vos skiriasi nuo liepsnos. Parakas ir kai kurios sintetinės medžiagos gali degti be oro arba neutralioje aplinkoje (grynas azotas).

Celiuliozės deginimas (nuoroda - C6H7O2(OH)3 - ) gali būti pavaizduota kaip vidinė redokso reakcija molekulėje, kurioje yra deguonies atomų, kurie gali reaguoti su celiuliozės vieneto anglimi ir vandeniliu.

Dalyvavo gaisras amonio nitratas, galima išlaikyti be deguonies tiekimo. Šie gaisrai gali kilti, kai yra didelis amonio nitrato kiekis (apie 2000 tonų) esant organinėms medžiagoms, ypač popieriniams arba pakavimo maišams.

Pavyzdžiui, 1947 m. avarija. Laivas „Grandcamp„įsikūrė Teksaso miesto uoste su maždaug 2800 tonų amonio salietros kroviniu. Gaisras kilo popieriniuose maišuose supakuotame krovinių skyriuje, kuriame buvo amonio salietros. Laivo kapitonas nusprendė gaisro vandeniu negesinti, kad nesugadintų krovinio, o gaisrą bandė gesinti numušdamas denio liukus ir leisdamas garus į krovinių skyrių. Tokios priemonės prisideda prie situacijos pablogėjimo, sustiprindamos ugnį nepatekus į orą, nes kaitinamas amonio salietra. Gaisras kilo 8 valandą ryto, o 9 val. 15 minučių nugriaudėjo sprogimas. Dėl to žuvo daugiau nei 200 žmonių, susigrūdusių uoste ir stebėjusių gaisrą, įskaitant laivo įgulą ir dviejų keturių žmonių orlaivių, skridusių aplink laivą, įgulą.

Kitą dieną 13:10 sprogimas nugriaudėjo ir kitame amonio salietrą ir sierą gabenusiame laive, kuris dieną prieš tai užsiliepsnojo iš pirmojo laivo.

Maršalas aprašo gaisrą, kilusį netoli Frankfurto 1961 m. Dėl savaiminio terminio skilimo, kurį sukėlė konvejerio juosta, užsiliepsnojo 8.. tonos trąšų, kurių trečdalis buvo amonio salietra, o likusi dalis.- inertinės medžiagos, naudojamos kaip trąšos. Gaisras truko 12 valandų. Gaisro metu išsiskyrė daug nuodingų dujų, tarp kurių buvo ir azoto.

Vykdymo pavyzdžiai s/p2

CHEMINĖ TERMODINAMIKA. PUSIAUSVYRA. KINETIKAS.

1 UŽDUOTIS. Kuro degimo šiluma.

Turime dujinio kuro mišinį: 50% CH 4 + 50% C 4 H 10.

Bendras tūris V=1000 l=1m 3.

1. Parašykite tam tikro kuro mišinio dujų komponentų degimo reakcijų chemines lygtis.

Metano degimo reakcija:

CH4 (g) + 2O 2 (g) ® CO 2 (g) + 2H 2 O (l)

Butano degimo reakcija:

C 4 H 10 (g) + 13/2O 2 (g) ® 4СО 2 (g) + 5H 2 O (l).

Entalpija Δ r N 0 298 iš šių cheminių reakcijų yra dujų kuro degimo šiluma Δ N 0 sg.

2. Apskaičiuokite, kiek šilumos galima gauti deginant tam tikrą tūrį tam tikros sudėties kuro mišinio (tūrio %), esant normalioms sąlygoms.

Naudodami Heso dėsnį apskaičiuojame dujinio kuro degimo šilumą Δ N 0 сг esant standartinei būsenai ir 298 K, naudojant lentelės duomenis (žr. priedą, lentelę) apie visų degimo reakcijoje dalyvaujančių medžiagų susidarymo šilumą (Δ f N 0 298):

dėl metano

Δ N 0 сг СН4 = Δ r N 0 298 = Δ f N 0 CO2 + Δ f N 0 H2O - Δ f N 0 CH4 - 2Δ f N 0 O2 =

393,62 + 2.

(-285,84) – (-74,78) - 0 = -802,28 kJ/mol.

Δ N 0 butanui r N 0 сг С4Н10 = Δ f N 0 298 = 4Δ f N 0 H2O - Δ f N 0 CO2 + 5Δ f N 0 O2 =

С4Н10 - 13/2Δ

4. (- 393,62) + 5 .

(-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol. Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T: = - (Δ N sg. 1000/22,4), kJ/m 3,

kur 22,4 l/mol yra molinis dujų tūris normaliomis sąlygomis.

dėl metano

(-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol. Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T:, CH4 = - (-802,28. 1000 / 22,4) = 35816 kJ/m 3.

(-285,84) – (-74,78) - 0 = -802,28 kJ/mol.

(-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol. Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T:, C4H10 = - (-2877,53. 1000 / 22,4) = 128461 kJ/m 3.

Bendras šilumos kiekis, gautas deginant tam tikrą kuro mišinį, atsižvelgiant į dujų tūrį:

(-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol. = (-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol. Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T:, CH4 . V CH4 + (-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol. Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T:, С4Н10 . V С4Н10 =

35816. (1 . 0,5)+128461 . (1,0,5) =82138,5 kJ.

3. Iš pateikto kuro mišinio pasirinkite energetiškai efektyviausią kurą. Apskaičiuokite šio kuro savitąją degimo šilumą (-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol. Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T: , kJ/m 3 . Apskaičiuokite minimalų šio kuro tūrį, kad gautumėte 100 MJ šilumos.

Energetiškai efektyviausias kuras šiame kuro mišinyje yra butanas, specifinė degimo šiluma (-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol. Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T:, C4H10 = 128461 kJ/m3.

Norint gauti 100 MJ šilumos, reikia sudeginti:

V С4Н10 = (-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol./ (-285,84) – (-126,15) - 0 = -2877,53 kJ/mol. Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T:, C4H10 = 100000/128461 = 0,778 m 3 = 778 l.

2 UŽDUOTIS. Cheminė termodinamika.

1. Parašykite termochemines reakcijų lygtis, kurių šiluminis efektas yra visų tam tikros cheminės reakcijos reagentų susidarymo šiluma.

Dėl cheminės reakcijos

CO 2 (g) + C (k) « 2CO (g)

Medžiaga C (k) yra paprasta, stabili 298 K temperatūroje ir 100 kPa slėgyje, jos susidarymo entalpija yra D H 0 f , 298 , = 0.

Termocheminės reakcijų lygtys, kurių terminis efektas yra tam tikros cheminės reakcijos reagentų CO 2 (g) ir CO (g) susidarymo šiluma:

O 2 (g) + C (k) «CO 2 (g), D H 0 f , 298 = -393,51 kJ/mol,

(žr. lentelę);

1/2 O 2 (g) + C (k) « CO (g) , D H 0 f , 298 = -110,5 kJ/mol,

(žr. lentelę).

2. Apskaičiuokite entalpijos reikšmesD r H 0 298 , entropijaD r S 0 298 . stalo 1, 2) uždaviniams esant standartinei visų reagentų būsenai (s.s.) ir 298 K temperatūrai. Padarykite išvadą apie reakcijos šiluminį poveikį.

Naudodamiesi lentelės duomenimis (žr. lentelę), užrašome tam tikros cheminės reakcijos reagentų būsenos termodinamines funkcijas esant standartinei būsenai ir 298 K

Remdamiesi Heso dėsniu, apskaičiuojame entalpiją Δ r N 0 298, entropija ∆ r S 0 298 ir Gibso energija Δ r G 0 298 cheminė reakcija esant standartinei būsenai ir 298 K:

Δ r N 0 298 = 2Δ f N 0 298 COg - Δ f N 0 298 Sk - Δ f N 0 298 CO2g =

2(-110,5) – 0 – (-393,5) = 172,5 kJ.

Δ r N 0 298 >0 – reakcija yra endoterminė ir vyksta sugeriant šilumą.

∆ r S 0 298 = 2 S 0 f , 298.СО(g) – S 0 f , 298,С(к) - S 0 f , 298,СО2 (g) = 2 (197,54) – 5,74 – 213,68 =

175,66 J/K.

∆ r S 0 298 >0 – sistema tapo netvarkingesnė dėl susidariusio papildomo dujų kiekio.

3. Apskaičiuokite Gibso energijos vertęD r G 0 298 tam tikra cheminė reakcija (1 punktas. stalo 1, 2 uždaviniams esant standartinei visų reagentų būsenai (s.s.) ir 298 K temperatūrai. Nustatykite, kuria kryptimi ši reakcija spontaniškai vyks esant standartinei visų reagentų būsenai ir 298 K temperatūrai.

Δ r G 0 298 = 2Δ f G 0 298 COg - Δ f G 0 298 Sk - Δ f G 0 298 CO2g =

2(-137,14) – 0 – (-394,38) = 120,15 kJ.

Δ r G 0 298 >0 – spontaniška reakcija į priekį esant standartinei būsenai ir 298 K neįmanoma. Reakcija vyksta priešinga kryptimi.

4. Nustatykite temperatūrų diapazoną, kuriame galimas spontaniškas tiesioginės reakcijos pasireiškimas esant standartinei visų reagentų būsenai, neatsižvelgiant į priklausomybę. D r H 0 IrD r S 0 ant temperatūros. Nubraižykite reakcijos Gibso energiją kaip temperatūros funkciją.D r G 0 = f (T ).

Spontaniškos reakcijos galimybę esant standartinei būsenai lemia nelygybė ∆ r G 0 Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T: < 0.

Tie. , Jei

∆ r G 0 Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T: = ∆ r H 0 298 +∆ r Su 0 p dT– T∆ r S 0 298 - T ∆ r Su 0 p / Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T:)dT < 0

∆ r G 0 Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T: ≈ ∆ r H 0 298 – T∆ r S 0 298 < 0

∆ r G 0 T = (172,5 – T . 175,66 . 10 -3) < 0 , отсюда T> 982 tūkst.

Priklausomybės grafikas D r G 0 = f (T):

∆ r G 0 T

298 982 2300 T

Atsižvelgiant į reagentų egzistavimo temperatūrų diapazonus, spontaniškos reakcijos į standartinę būseną temperatūros diapazonas yra 982< T< 2300 К.

5. Apskaičiuokite Gibso energijos vertęD r G 298 cheminė reakcija esant nurodytoms dalinio dujų slėgio vertėms (2 punktas. stalo 1, 2) uždaviniams ir 298 K temperatūrai. Nustatykite, ar kinta proceso kryptis esant 298 K, kai pasikeičia daliniai dujų slėgiai, palyginti su standartine būsena.

Cheminės reakcijos Gibso energija apskaičiuojama esant bet kokiai temperatūrai ir bet kokiam santykiniam daliniam dujų slėgiui, naudojant Van't Hoff izoterminę lygtį:

Δ r G T = ∆ r G 0 T + RT ln .

Apskaičiuokime Δ r G 298 esant 298 K ir dujų slėgiui: r CO = 2. 10 3 Pa,

r CO2 = 8. 10 5 Pa.

Santykinis dalinis dujų slėgis:

CO = 2. 10 3 Pa/10 5 Pa = 0,02; CO2 = 8. 10 5 Pa/10 5 Pa = 8.

Δ r G 298 = Δ r G 0 298 + RTln(r 2 CO / r CO2) = 120,15 +8,31. 10 -3. 298. ln(0,02/8) =

Δ r G 298 >0 – spontaniška reakcija į priekį, esant tam tikram daliniam dujų slėgiui ir 298 K, neįmanoma. Reakcija vyksta priešinga kryptimi.

6. Nustatykite, kaip (teoriškai) pakeisti bet kurių šaltinių dujų dalinį slėgį (r A arbar IN) pakeisti proceso kryptį, palyginti su standartine būsena 298 K temperatūroje ir visų kitų cheminės reakcijos komponentų standartiniu daliniu slėgiu.

Esant standartinei būsenai ir 298 K, reakcija gali spontaniškai vykti priešinga kryptimi, nes Δ r G 0 298 >0.

Norėdami pakeisti proceso kryptį, palyginti su standartine būsena 298 K temperatūroje, galite pakeisti dalinį CO 2 slėgį (visų kitų komponentų būsena yra standartinė). Spontaniškos reakcijos į priekį sąlyga yra Δ r G 298 < 0.

Pagal Van't Hoff izoterminę lygtį:

Δ r G T = ∆ r G 0 T + RT ln < 0

Δ r G 298 = 120,15 + 8,31. 10 -3. 298 ln < 0

Nelygybės sprendimas ln < - 48,5и получаем: < 10 -21 .

Taigi, r CO< r CO2 ≈ 10 5 kartus.

Taigi, norint pakeisti proceso kryptį, palyginti su standartine būsena esant 298 K ir slėgiui r CO = 10 5 Pa, reikia 10 5 kartus padidinti dalinį CO 2 slėgį, t.y. dalinis CO 2 slėgis turėtų būti: r CO2 > 10 25 Pa.

Esant tokiam CO 2 slėgiui, tam tikra cheminė reakcija gali spontaniškai vykti į priekį esant 298 K temperatūrai.

2 UŽDUOTIS. Cheminis balansas.

Dėl cheminės reakcijos

CO 2 (g) + C (k) « 2CO (g)

1. Apskaičiuokite Gibso energijąD r G 0 T ir pusiausvyros konstantaKAM r šios reakcijos standartinės būsenos ir 298 K, 500 K, 800 K, 1000 K temperatūroje, atsižvelgiant į priklausomybęD r H 0 T IrD r S 0 T apie temperatūrą esant pastoviai specifinei medžiagų šiluminei talpaiSu r = konst . Nubraižykite priklausomybės grafiką

KAM r = f (T ).

Apskaičiuokime sistemos šiluminės galios pokytį (∆ r c 0 r= const):

∆ r Su 0 r = 2Su 0 r 298 COg – Su 0 r 298 Sk – Su 0 r 298СО2g =

2. (29.14)–8.54–37.41 =12.33 J/K.

Apskaičiuokime cheminės reakcijos Gibso energiją esant standartinei būsenai ir nurodytoms 298 K, 500 K, 800 K, 1000 K temperatūroms, atsižvelgdami į priklausomybę ∆ r H 0 T ir ∆ r S 0 T dėl temperatūros, atsižvelgiant į konkrečią medžiagų šiluminę talpą Su r , pagal formulę:

∆ r G 0 Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T: = ∆ r H 0 T – T . ∆ r S 0 T = ∆ r G 0 298 + ∆ r Su 0 r (T - 298) –T . ∆ r Su 0 r ln(T / 298).

∆ r G 0 298 =120,15 kJ;

∆ r G 0 500 =120,15+12,33. 10 -3. (500–298) – 500. 12.33 val. 10 -3. ln(500/298)=

∆ r G 0 800 =120,15+12,33. 10 -3. (800-298) - 800. 12.33 val. 10 -3. ln(800/298)=

∆ r G 0 1000 =120,15+12,33. 10 -3. (1000–298) – 1000. 12.33 val. 10 -3. ln(1000/298) =

Termodinaminė cheminės pusiausvyros sąlyga: ∆ r G Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T: = 0.

Cheminės reakcijos Gibso energija standartinėje būsenoje

∆ r G 0 T susijusi su pusiausvyros konstanta KAM r pagal santykį:

∆ r G 0 T = - RT ln KAM r

Apskaičiavę vertę ∆ r G 0 Dujinio kuro savitoji degimo šiluma Q T: reakcija, apskaičiuokite pusiausvyros konstantą KAM r pagal formulę:

K p= exp (- ∆G 0 T /RT) ,

Kur R=8,31 J/mol. K yra universali dujų konstanta.

K p, 298 = exp (- ∆G 0 T , 298 / R. 298) = exp(-120,15/8,31 . 10 -3, 298) = 8 . 10 -22;

K p, 500 = exp (- ∆G 0 T , 500 / R. 500) = exp (-84,67 / 8,31 . 10 -3, 500) = 1,4 . 10 -9 ;

K p, 800 = exp (- ∆G 0 T , 800 / R. 800) = exp (-31,97 / 8,31 . 10 -3, 800) = 8,1 . 10 -3;

K p, 1000 = exp (- ∆G 0 T , 1000 / R. 1000) = exp(3,16/8,31. 10 -3. 1000) = 1,46.

Kylant temperatūrai, didėja pusiausvyros konstanta, o tai paaiškinama šios reakcijos endoterminiu terminiu efektu

(Δ r N 0 T >0).

2. Pasirinkite bet kurią temperatūrą iš spontaniškos reakcijos srities į priekį. Esant tokiai temperatūrai, apskaičiuokite dujinių reagentų pusiausvyros koncentracijas, jei jų pradinės koncentracijos buvo atitinkamai lygios (žr. 3 pastraipą, 1, 2 uždavinių lentelę).

At T=1000 K reakcija vyksta spontaniškai į priekį, nes ∆ r G 0 1000 = - 3,16 kJ<0, K p , 1000 = 1,46.

Parenkame temperatūrą T=1000, norint apskaičiuoti dujinių reagentų pusiausvyros koncentracijas, jei pradinės dujinių reagentų CO 2 ir CO koncentracijos buvo lygios: Su CO2 = 0,5 mol/l, Su CO = 0.

Pusiausvyros konstantų išraiškos, išreikštos santykiniu pusiausvyros daliniu dujų slėgiu ( r lygus ) ir pusiausvyros koncentracijas ( Su lygus):

KAM r =
; KAM Su =

K p Ir K Su sujungta per dujų būsenos lygtį:

K su, 1000 =
=
= 0,018

Kur R=0,082 l. atm/mol. K - universali dujų konstanta;

∆ν = 2-1= 1 (reakcijos metu kinta dujinių medžiagų molių skaičius).

Medžiagų balanso lentelė:

Dujinių reagentų pusiausvyros koncentracijas pakeičiame į išraišką K Su ir išspręskite algebrinę lygtį X:

KAM Su =
= 0,018 , X= 0,0387 mol/l

SU CO lygus = 2. 0,0387 = 0,0774 mol/l

SU CO2 lygus = 0,5 - 0,0387 = 0,4613 mol/l.

Balansas– (iš prancūzų balanso – pažodžiui „svarstyklės“) – kiekybinė bet kokio proceso šalių išraiška, kuri turi subalansuoti viena kitą. Kitaip tariant, pusiausvyra yra pusiausvyra, balansavimas. Degimo procesai ugnyje paklūsta pagrindiniams gamtos dėsniams, ypač masės ir energijos tvermės dėsniams.

Norint išspręsti daugelį praktinių problemų, taip pat atlikti priešgaisrinius techninius skaičiavimus, būtina žinoti degimui reikalingą oro kiekį, taip pat degimo produktų tūrį ir sudėtį. Šie duomenys būtini norint apskaičiuoti medžiagų degimo temperatūrą, sprogimo slėgį, perteklinį sprogimo slėgį, flegmatizuojančią flegmatizatoriaus koncentraciją ir lengvai pašalinamų konstrukcijų plotą.

Degimo procesų medžiagų balanso apskaičiavimo metodas nustatomas pagal medžiagos sudėtį ir agregacijos būseną. Skaičiavimas turi savo charakteristikas atskiriems cheminiams junginiams, dujų mišiniams ir sudėtingos elementinės sudėties medžiagoms.

Atskiri cheminiai junginiai- Tai medžiagos, kurių sudėtis gali būti išreikšta chemine formule. Degimo procesas šiuo atveju apskaičiuojamas naudojant degimo reakcijos lygtį.

Sudarant degimo reakcijos lygtį reikia atsiminti, kad atliekant gaisro techninius skaičiavimus, įprasta visus kiekius priskirti 1 moliui degios medžiagos. Tai visų pirma reiškia, kad degimo reakcijos lygtyje prieš degiąją medžiagą koeficientas visada yra lygus 1.

Degimo produktų sudėtis priklauso nuo pradinės medžiagos sudėties.

Propano deginimas deguonimi

Užfiksuojame degimo reakciją:

SU 3 N 8 + O 2 = CO 2 + N 2 APIE

2. Propano molekulėje yra 3 anglies atomai, iš kurių susidaro 3 anglies dioksido molekulės.

SU 3 N 8 + O 2 = 3СО 2 + N 2 APIE

3. Propano molekulėje yra 8 vandenilio atomai, iš kurių susidaro 4 vandens molekulės:

SU 3 N 8 + O 2 = 3СО 2 + 4H 2 APIE

4. Suskaičiuokite deguonies atomų skaičių dešinėje lygties pusėje

5. Taip pat kairėje lygties pusėje turėtų būti 10 deguonies atomų. Deguonies molekulė susideda iš dviejų atomų, todėl prieš deguonį turi būti dedamas koeficientas 5.

SU 3 N 8 + 5О 2 = 3СО 2 + 4H 2 APIE

Reakcijos lygtyje esantys koeficientai vadinami stechiometriniai koeficientai ir parodyti, kiek molių (kmol) medžiagų dalyvavo reakcijoje arba susidarė dėl reakcijos.

Stechiometrinis koeficientas, rodantis deguonies molių skaičių, reikalingą visiškam medžiagos sudegimui, žymimas raide  .

Pirmoje reakcijoje  = 5.

Glicerino deginimas deguonimi

1. Užrašykite degimo reakcijos lygtį.

SU 3 N 8 APIE 3 + O 2 = CO 2 + N 2 APIE

2. Sulyginkite anglies ir vandenilio kiekį:

SU 3 N 8 APIE 3 + O 2 = 3СО 2 + 4H 2 APIE.

3. Dešinėje lygties pusėje yra 10 deguonies atomų.

Degiojoje medžiagoje yra 3 deguonies atomai, todėl iš deguonies į degimo produktus pereina 10 – 3 = 7 deguonies atomai.

Taigi, prieš deguonį reikia įdėti koeficientą 7: 2 = 3,5

SU 3 N 8 APIE 3 +3,5О 2 = 3СО 2 + 4H 2 APIE.

Šioje reakcijoje  = 3,5.

Amoniako deginimas deguonimi

Amoniakas susideda iš vandenilio ir azoto, todėl degimo produktuose bus vandens ir molekulinio azoto.

N.H. 3 + 0,75 O 2 = 1,5 H 2 O + 0,5 N 2  = 0,75.

Atkreipkite dėmesį, kad degiosios medžiagos koeficientas yra 1, o visi kiti lygties koeficientai gali būti trupmeniniai skaičiai.

Anglies disulfido deginimas deguonimi

Anglies disulfido degimo produktai C.S. 2 bus anglies dioksidas ir sieros oksidas (IV).

C.S. 2 + 3 O 2 = CO 2 + 2 TAIP 2  = 3.

Dažniausiai gaisro sąlygomis degimas vyksta ne gryno deguonies aplinkoje, o ore. Orą sudaro azotas (78%), deguonis (21%), azoto oksidai, anglies dioksidas, inertinės ir kitos dujos (1%). Skaičiavimams daroma prielaida, kad ore yra 79% azoto ir 21% deguonies. Taigi vienam deguonies tūriui yra 3,76 tūrio azoto (79:21 = 3,76).

Pagal Avogadro dėsnį šių dujų molių santykis bus 1:3,76. Taigi, mes galime tai parašyti oro molekulinė sudėtis (APIE 2 + 3,76 N 2 ).

Medžiagų degimo reakcijų sudėtis ore yra panaši į degimo reakcijų sudėtį deguonyje. Vienintelis ypatumas yra tas, kad oro azotas, esant žemesnei nei 2000 0 C degimo temperatūrai, nepatenka į degimo reakciją ir išsiskiria iš degimo zonos kartu su degimo produktais.

Vandenilio deginimas ore

N 2 + 0,5 (O 2 + 3,76 N 2 ) = N 2 O + 0,5 3,76 N 2  = 0,5.

Atkreipkite dėmesį, kad stechiometrinis koeficientas prieš deguonį, 0,5, taip pat turi būti dedamas dešinėje lygties pusėje prieš azotą.

Dega propanolis ore

SU 3 N 7 OH + 4,5 (O 2 + 3,76 N 2 ) =3СО 2 + 4H 2 O +4,5 3,76 N 2

Degaluose yra deguonies, todėl apskaičiuojamas koeficientas  atliekama taip: 10 – 1 = 9;

9:2 = 4,5.

SU 6 N 5 NN 2 Anilinas degantis ore 2 + 3,76 N 2 + 7,75 (O 2 ) =6СО 2 O + 0,5N 2 +7,75  3,76 N 2

+ 3,5 N

Šioje lygtyje azotas pasirodo du kartus dešinėje lygties pusėje: azotas iš oro ir azotas iš degiosios medžiagos.

Dega anglies monoksidas ore 2 + 3,76 N 2 CO + 0,5 (O 2 + 0,5  3,76 N 2

) =CO

Chlormetano deginimas ore 3 SUCHl 2 + 3,76 N 2 CO + 0,5 (O 2 + 1,5 (OCH+ N 2 + NS 3,76 N 2

O +1,5

Dietiltioeterio deginimas ore 2 N 5 ) 2 S(SU 2 + 3,76 N 2 + 7,5 (O 2 ) =4СО 2 + 5HTAIP 2 + 7,5  3,76 N 2

O +

Dimetilfosfato deginimas ore 3 ) 2 (SN APIE 4 HP 2 + 3,76 N 2 + 3 (O 2 ) =6СО 2 ) =2СО 2 APIE 5 + 3  3,76 N 2

O + 0,5P

Degimo procesuose pradinės medžiagos yra degi medžiaga ir oksidatorius, o galutinės medžiagos yra degimo produktai.

SU 6 N 5 1. Užrašykime benzenkarboksirūgšties degimo reakcijos lygtį. 2 + 3,76 N 2 COOH + 7,5 (O 2 ) =7СО 2 + 3H 3,76 N 2

O +7,5

2. Pradinės medžiagos: 1 mol benzenkarboksirūgšties;

7,5 molio deguonies;

7,53,76 molio azoto.

Oro dujų yra tik 7,54,76 molio.

Iš viso (1 + 7,54,76) molių pradinių medžiagų.

3. Degimo produktai: 7 moliai anglies dvideginio;

3 moliai vandens;

7,53,76 molio azoto.

Iš viso (7 + 3 + 7,53,76) moliai degimo produktų.

Panašūs santykiai taikomi deginant 1 kilomolį benzenkarboksirūgšties. Sudėtingų cheminių junginių mišiniai

arba sudėtingos elementinės sudėties medžiagos negali būti išreikštos chemine formule, jų sudėtis dažniausiai išreiškiama kiekvieno elemento kiekiu procentais. Tokios medžiagos yra, pavyzdžiui, nafta ir naftos produktai, mediena ir daugelis kitų organinių medžiagų.

(Degimas (reakcija) a. degimas, deginimas; n. Brennen, Verbrennung; degimas; Ir. degimas) yra greitai vykstanti oksidacijos reakcija, lydima priemonių išsiskyrimo. šilumos kiekis; dažniausiai kartu su ryškiu švytėjimu (liepsna). 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 pradinės medžiagos 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 dujinių procesų įvairovės, atsižvelgiant į kuro ir oksidatoriaus agregatinę būseną, jie paprastai išskiria homogenines iš anksto sumaišytų dujų dujas ir garines degiąsias medžiagas dujiniuose oksidatoriuose, heterogenines dujas (kietųjų ir skystųjų degiųjų medžiagų dujiniuose oksidatoriuose) ir sprogstamųjų medžiagų ir parako dujos (kas atsiranda be masės pernešimo 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 turbuliavimas, kaip taisyklė, sukelia staigų degimo pagreitį ir akustinio triukšmo atsiradimą. srauto sutrikimai, galiausiai sukeliantys smūgio atsiradimą, inicijuojantį dujų mišinio detonaciją. Dujų perėjimo į detonaciją galimybę, be pačių dujų savybių, lemia sistemos dydis ir geometrija.
Kuro dujų procesai daugiausia naudojami technologijoje. Kuro deginimo užduotis sumažinama iki 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, susijungiančios su deguonimi, reakcija, tačiau, pavyzdžiui, dujos gali atsirasti ir be deguonies. chlore dega vandenilis, stibis ir kiti metalai, o... Didžioji politechnikos enciklopedija

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 oksidacija 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, kad nustatytų autogeninio degimo ribas: daugiau nei 25% degių, mažiau nei 50% drėgmės, mažiau nei 60% pelenų.

Taip pat žr

Pastabos

Nuorodos

Wikimedia fondas.

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 Sinonimų žodynas - 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 ... ...

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