Презентация к уроку "Самовоспламенение"

Глава 2. Воспламенение и самовоспламенение

Урок 9. Самовоспламенение

Изучаемые вопросы:

• Механизм процессов теплового самовоспламенения

САМОВОСПЛАМЕНЕНИЕ – это явление резкого увеличения скорости экзотермических объемных реакций окисления, приводящее к возникновению горения и (или) взрыва.

Механизмы процесса самовоспламенения

Тепловой

Радикально-цепной

Диаграмма Семенова

(Изменение выделения q + и отвода q -_ теплоты в зависимости от температуры)

q

q -

E

D

q +

C

B

A

T

Т 01

Т 02

Т св

Пожарная опасность -

это возможность возникновения и развития пожара, заключенная в каком-либо веществе или процессе

ПОКАЗАТЕЛЬ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ -

величина, которая количественно характеризует какое-либо свойство пожарной опасности.

Температура самовоспламенения относится к числу важнейших показателей пожарной опасности.

ТЕМПЕРАТУРА САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ -

это наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества.

Уравнение теплового баланса

Тепловыделение

Теплоотвод

q -

q +

=

 × (T-T o ) × S = Q гop × V × k o × C гop × C oк × exp(-E/RT)

 - коэффициент теплоотдачи;

Т - температура смеси;

Т 0 - температура стенки сосуда;

S – площадь поверхности сосуда.

Q гор - тепловой эффект реакции;

V – объем сосуда;

К 0 - константа скорости реакции;

C гop - концентрация горючего;

С ок - концентрация окислителя;

Е - энергия активации;

R - универсальная газовая постоянная.

Изменение теплового баланса горючей смеси при увеличении объема сосуда.

 ×( S / V) = tg 

q

C

C I

δ

δ I

T

T I 0

T 0

T с

T I с

Факторы, от которых зависит температура самовоспламенения

Объем реакционного сосуда

Давление окружающей среды

Наличие катализаторов или ингибиторов

Геометрическая форма сосуда

Концентрация горючего и окислителя

Температура самовоспламенения не является константой для конкретного вещества, а зависит от множества факторов таких как:

1. Объем реакционного сосуда (при увеличении объема реакционного сосуда температура самовоспламенения уменьшается);

2. Геометрическая форма сосуда (чем больше удельная поверхность, т.е. отношение площади поверхности к объему сосуда [S/V], тем температура самовоспламенения ниже. При этом, среди всех геометрических форм сосудов при равных объемах, наименьшая температура самовоспламенения будет в сосуде в виде шара);

На рис. изображены равные объемы разной формы.

При нагреве в кубе происходит самовоспламенение, а в пластине - нет.

3. Состав горючей смеси, т.е. концентрация горючего и окислителя (график зависимости имеет вид параболы с вершиной в точке со стехиометрической концентрацией. Т.е. температура самовоспламенения смеси минимальна при стехиометрической концентрации горючего и окислителя);

Зависимость температуры самовоспламенения от концентрации

Т св

Т в

Т н

Т стех.

С%

ВКПР

φ стех.

НКПР

4 . Давление окружающей среды (с увеличением давления, температура самовоспламенения уменьшается);

5. Наличие катализаторов или ингибиторов

6. С увеличением длины углеводородной цепи в гомологических рядах температура самовоспламенения уменьшается.