Механизм реакции в пламени

Механизм реакции в пламени ЫО+Нг [c.85]

В своей последней работе о цепных реакциях в горючих пламенах, являющейся основой теории скорости пламени, Я. Б. Зельдович [75] указывает, что прежняя тепловая теория распространения пламени применима лишь к простым химическим реакциям и к таким исключительным системам, как, например, закись азота. В подавляющем же большинстве случаев химические реакции в пламенах протекают по цепному механизму с участием активных центров, атомов и радикалов, причем скорость цепной реакции, скорость образования и размножения активных центров существенно зависят от температуры. [c.56]

В заключение следует отметить, что в подавляющем большинстве случаев химические реакции в пламенах протекают по цепному механизму. Это положение нисколько не противоречит первостепенной роли теплопроводности в распространении пламени, так как вероятность разветвления цепей, число активных центров, а значит, и скорость цепной реакции,— все эти параметры цепного течения реакции в большой степени зависят от температуры. [c.33]

Автор при сопоставлении би- и тримолекулярного механизма для реакции в пламени окиси азота с водородом обнаруживает, что скорость пламени, вычисленная для первого случая, в пять-шесть раз ниже экспериментальной, в то время как предположение о тримолекулярном механизме дает значение скорости на 25—30% больше истинного. Следовательно, в пламени скорость тримолекулярной реакции больше бимолекулярной и протекание первой должно определить суммарную скорость взаимодействия окиси азота с водородом. [c.85]

Абсолютные значения скорости реакции в пламени смеси со слабо диссоциированными продуктами реакции находятся в хорошем согласии с вычисленными из тримолекулярного механизма, в то время как скорость бимолекулярного распада в этих условиях еще недостаточна для объяснения наблюдаемых скоростей горения. У смесей с сильно диссоциированными продуктами сгорания скорость реакции в пламени значительно больше вычисляемой из тримолекулярного механизма, но скорость бимолекулярной реакции при этом еще меньше. Отсюда следует, что реакция в пламени при высоких и низких температурах протекает по цепному механизму, а бимолекулярный распад не реализуется в пламени ни при каких условиях. [c.85]

Механизм основной фазы сгорания в дизеле (после воспламенения) также противоречиво объясняется исследователями. Одни рассматривают сгорание в дизеле как реакцию в объеме [23], т. е. как непрерывную цепь самовоспламенений по мере поступления топлива и его смещения с воздухом. Другие [29] рисуют картину сгорания в дизеле как распространение фронта или фронтов пламени по неоднородной смеси, допуская, однако, возникновение по ходу процесса новых очагов самовоспламенения, рождающих новые фронты пламени. [c.48]

Уравнение (39) отличается тем, что при выводе его не делалось никаких предположений относительно специальных свойств реагирующей системы (природа исходных веществ и их физическое состояние, тот или иной конкретный механизм реакции, температура, давление, вихревые движения газов, турбулентность, теплопередача, зарождение эффективных центров в разных точках объема или во фронте пламени и пр.), за исключением того, что реакция протекает по цепному механизму. Отсюда общий характер этого уравнения. Благодаря своей общности уравнение (39) может быть привлечено для вывода уравнения скорости сгорания в двигателях. Конечно, для решения этой конкретной задачи требуется дополнительно определить интеграл в уравнении (39), т. е. функцию, отображающую специфические свойства системы. [c.43]

Добавки Не в пламя оказывают на интенсивность свечения полос Са, СН и ОН примерно такое же действие, как и в случае добавок СОа и N2, но наблюдаемые эффекты при этом выражены значительно слабее. Атомы Не, очевидно, влияют каким-то образом на ход химических реакций, ответственных за образование и возбуждение радикалов в пламени, но каков механизм этого влияния, пока сказать затруднительно. [c.195]

Рассмотрены возможные механизмы реакций, которые могут быть ответственными за образование и возбуждение радикалов Са, СН и ОН в пламени. Наблюдаемые экспериментальные результаты объясняются предположением о химическом воздействии СОа и Ка на процесс образования радикалов в пламени. [c.198]

Нужно предполагать, что наличие свободного азота в продуктах сгорания первого пламени связано взаимодействием образовавшейся окиси азота в пламени при распаде двуокиси с атомарным водородом в зоне горения. При этом образуется радикал HNO, который обеспечивает возможность цепного механизма реакции при горении горючих смесей двуокиси азота. [c.87]

Результаты этих опытов указывают на аналогию между действием H2S и SO2 при катодной поляризации в растворах электролитов [180, 381], при коррозии в растворах кислот [96, 102, 1941, при высокотемпературной диффузии водорода из пламени [185] и при газовом разряде [7,85]. По-видимому, стимулирующее наводороживание действие HaS и SO2 в этих довольно различных условиях имеет общий механизм, связанный с торможением реакции рекомбинации атомов водорода на поверхности железа в присутствии серы. [c.142]

При горении в трубках меньшего диаметра теплоотдача увеличивается. Существует так называемый критический диаметр трубы, при котором распространение пламени становится невозможным. Механизм потери тепла заключается в передаче тепла из зоны горения частично остывшим продуктам реакции. [c.40]

Адамс, Паркер и Вульфгард [74] в своем кратком сообщении о предварительных результатах своих опытов по изучению распада окиси азота в пламени бунзеновской горелки дают общие заключения о кинетике и о предполагаемом механизме реакции в пламени. Авторы считают определяющей стадией бимолекулярный распад окиси азота с последующим быстрым догоранием образующейся при этом водородно-кислородной смеси. В качестве одного из доказательств они приводят сходство спектров пламени распада N0 и взаимодействия N0-1-Нг. [c.84]

Суммарная кинетика горения полимера весьма сложна и включает такие разные типы реакций, как газофазные, поверхностные и подповерхностные реакции в конденсированной фазе. Химический механизм газофазных реакций при горении полимера подобен механизму реакций в диффузионных пламенах углеводородов, поэтому горение полимера можно интерпретировать как реакцию на твердой поверхности, приводящую к формированию углеводородного пламени. Реакции в конденсированной фазе включают поверхностные и подповерхностные реакции. Подповерхностные реакции представлены реакциями разложения твердой фазы, которые протекают по той причине, что разложение начинается раньше газификации. Для поверхностных реакций возможны две ситуации когда поверхность жидкая и когда она твердая и обугленная. В работе [26] проведено исследование поверхностного пиролиза ПБККГ, ПБКГГ, ПБАН, полиуретана и других связующих и обнаружено, что в широком диапазоне изменения тепловых потоков и давлений на их поверхности образуется кипящий расплавленный слой и происходит обугливание материала. [c.68]

Законы, управляющ ие распределением энергии в пламе ни, в настоящее время не исследованы, так как физические процессы, определяющие ход и механизм происходящих в пламени реакций, СЛ Ожны и изучены не полностью. [c.355]

По их мнению, предварительные данные по изучению зависимости скорости пламени от давления, с учетом сдвига равновесия в продуктах сгорания, указывают на бимолекулярный характер реакции. Как видно из результатов Розловского, у смесей, бедных N0, зависимость ы от р может отвечать даже первому порядку реакции, и в то же время абсолютные скорости реакции в пламени могут соответствовать тримолекулярному механизму. Другим до- [c.84]

Значения энергии активации, вычисленные Розловским из температурного коэффициента предпламенной реакции в предположении о тримолекулярном механизме, из абсолютных значений ее скорости и скорости реакции в пламени для смесей окиси азота с водородом (а=0,3 ро=1 ат), находятся в хорошем согласии. [c.85]

Термические оксиды азота образуются в результате химических реакций. В соответствии с механизмом Зельдовича скорость образования этих оксидов имеет экспоненциальную зависимость от температуры пламени. Следовательно, количество образующихся оксидов азота является функцией не [c.58]

Уже целое столетие развиваются экспериментальные и теоретические исследования экзотермических волн, распространяющихся в горючих смесях газов, а также в твердых и жидких горючих средах. Механизмом тепловыделения в таких средах являются экзотермические химические реакции, скорость протекания которых при комнатной температуре практически равна нулю и становится очень большой при температурах, достигаемых в ходе реакции (например, смеси водорода или ацетилена с кислородом или с воздухом, смесевые твердые топлива ракетных двигателей). Механизм распространения тепла в несгоревшую еще смесь естественно предполагать обусловленным процессами переноса — теплопроводностью и диффузией активных частиц, т.е. не связанным с макроскопическим упорядоченным движением среды. Однако уже в 1881г. Бертло и Вьей, Маллар и Ле Шателье открыли явление детонации, при котором горение распространяется по газовой среде со скоростями, в тысячи и миллионы раз превосходящими скорость нормального распространения пламени. Механизм распространения зоны тепловыделения в этом случае связан с прохождением по холодной горючей смеси сильной ударной волны, сжимающей и нагревающей смесь и тем самым включающей химическую реакцию с интенсивным тепловыделением роль процессов переноса в распространении зоны тепловыделения в практически реализуемых случаях химической детонации мала. [c.117]

Изучение явления детонации связало механику не только с физикой, но и с химией, и не без основания в 1905 г. Жуге ввел понятие химической механики (me anique himique) . Теория взрыва и детонации стала предметом 315 и механики газа. Тогда же были поставлены вопросы о скорости и условиях протекания химической реакции в детонационной волне, о механизме воспламенения горючей смеси при детонационном распространении пламени, систематическое исследование которых приходится на 30-е — начало 40-х годов XX в. [c.315]

Полуэмпирический метод Кармана для аналогичной задачи как в отсутствии, так и при наличии химического взаимодействия между вводимым в пограничный слой веществом и газом основного потока применил Ю. В. Лапин, (1960, 1961), Было показано, что при вдуве в пограничный слой легких газов (водород, гелий) числа Прандтля и Шмидта в ламинарном подслое могут существенно отличаться от единицы. Неучет этого обстоятельства не приводит к существенной ошибке в расчете трения, но может привести к значительной неточности в расчете теплообмена между газом и стенкой. При рассмотрении химического взаимодействия предполагалось, что скорость химической реакции бесконечно велика по сравнению со скоростью диффузии это позволило считать зону реакции (фронт пламени) бесконечно тонкой поверхностью по сравнению с толщиной пограничного слоя. Обобщение на случай сублимирующей поверхности, так же как и в работе В. П. Мотулевича (1962), было обосновано Ю. В. Лапиным (1964) предположением о том, что механизм переноса импульса, тепла и вещества в пограничном слое при цодаче вещества сквозь пористую поверхность или при наличии сублимации одинаков. Отличие их заключается лишь в определении концентрации вводимого вещества на охлаждаемой поверхности (произвольной на пористой поверхности и зависящей от физических свойств поверхности, ее температуры и теплоты сублимации в случае разрушающейся (сублимирующей) поверхности). [c.545]

Коэффициент пропорциональности п с достаточной степенью точности является постоянной величиной. Назовем эффективные акты реакции, имеющие одинаковые значения п, однотипными эффективными актами. Очевидно, если эффективные акты в течение реакции являются однотипными, то и для всей реакции n= on i. Если химический механизм реакции обеспечивает однотипность эффективных актов и постоянен в течение реакции, то n= onst. Постоянство химического механизма для водородного и ацетиленового пламени при переменных значениях давления и температуры было доказано В. Н. Кондратьевым [50]. [c.44]

В связи со сложностью процессов, ведущих к образованию свободных радикалов, был предложен ряд химических реакций, объясняющих в какой-то мере механизм их образования в пламени. Большинство исследователей склонны полагать, что аномально высокое возбуждение полос Сг, СН и ОН в органических пламенах связано с их образованием в ходе химических реакций. Обнаружение радикалов Сз и СН в поглощении наряду с их избыточным возбуждением в пламени заставляет предполагать, что они образуются в ходе достаточно экзотермических реакций. Гейдон и Вольфгард [14] считают, что в органических пламенах экзотермическая реакция [c.193]

Ток ионизации с ростом добавки СО2, N2 и Не в концентрациях свыше 5% убывает наряду с убылью интенсивности свечения полос С , СН и ОН. В литературе неоднократно обсуждались возможные механизмы реакций хемиионизации в пламенах. В работе [22] была предложена реакция, которая является возможным источником первичного ионообразова-ния в пламенах [c.197]

Авторы [74] считают, что скорость тримолекулярной реакции, протекающей по механизму Гиншельвуда в условиях пламени, будет меньше скорости бимолекулярного распада. Отсутствие полос радикала МН в спектре пламени авторы считают доказательством бимолекулярного механизма, поскольку эти полосы всегда появляются при добавлении к горящей смеси закиси азота. Однако отсутствие закиси азота в реагирующих газах еще не говорит о невозможности тримолекулярного механизма. [c.85]

Розловский предполагает, что радикал HNO, образующийся в пламени смесей с сильно диссоциированными продуктами сгорания, обеспечивает возможность цепного механизма реакции при высоких температурах. Зарождение цепей происходит путем диффузии атомарного водорода и гидроксила из зоны диссоциированных продуктов сгорания в зону реакции. [c.86]

Как показывают опыты Насирова и Шаулова [31], при исследовании влияния добавок окиси азота к горючей смеси NO2+H2 окись азота в пламени проявляет ингибиторный характер — резко уменьшает скорость пламени. По-видимому, окись азота в пламени в силу самоторможения при температурах горения Тг, образует радикал HNO, благодаря которому реакция протекает по цепному механизму. [c.86]

Перемещение максимума скорости в сторону смесей, богатых горючим, объясняется эффектом самоторможения окиси азота в пламени образовавшаяся окись азота в пламени взаимодействует с атомарным водородом и обедняет смесь. Необходимо отметить, что это предположение дает право считать, что при горении двуокиси азота с водородом реакция протекает по цепному механизму. Только лишь при наличии цепного механизма окись азота как добавка fZSot и как продукт реакции могла действовать на скорость реакции как автоматически тормозящий агент. [c.94]

На практике при достаточно больших размерах занятой газом области (например, при движении в трубе большого диаметра) в потоке развиваются значительные пульсации скорости, приводящие к интенсивному перемешиванию нагретого газа в зоне реакции и за ней с холодным газом перед зоной тепловыделения и, вследствие этого, к его воспламенению. При таком механизме скорость распространения зоны тепловыделения (ее называют скоростью турбулгнт ного горения) может в несколько раз превышать нормальную скорость горения тем не менее она все равно мала сравнительно со скоростью звука. Толщина такой зоны тепловыделения—турбулентного пламени—может быть порядка нескольких сантиметров. [c.109]

Большинство из изученных разветвленных Ц. р. протекает в присутствии О. Показана возможность протекания по цепному разветвленному механизму чрезвычайно широкого класса процессов фторировав ния органич. соединений [6,7]. В этом случае звено цени состоит из двух элементарных реакций 1) F- --f RH. HF + R, 2) R + Га — RF + Г. Реакция 2) является сильно экзотермичной. Экзотермика реакции зависит от свойств и строения молекул RH, но, как правило, она составляет неск. десятков ккал. Часть этой энергии первоначально сосредоточивается на колебательных степенях свободы молекулы RF, к-рая таким образом оказывается сильно возбужденной. Если время жизни RF в направлении ее распада на радикалы окажется меньше, чем время дезактивации, то вслед за реакцией 2) произойдет быстрая реакция 3) RF —> Rj - - На, т. е. осуществится разветвление. Возможно, этим объясняется пламенный характер и предельные явления во мн. реакциях фторирования органич. соединений. [c.393]

Высказано предположение о возможном существовании связи между хемилюминесценцией, хемиионизацией и скоростью распространения пламени в зоне его реакции. Обсуждены возможные механизмы связи хемиионизации и хемивозбуждения. [c.198]

При сварке чугуна происходит интенсивное газовы-деление из сварочной ванны, которое может привести к образованию газовых пор в наплавленном металле. Поры в основном представляют собой неуспевшие выделиться до затвердевания металла пузырьки водорода, азота, водяного пара и окиси углерода. Газы в сварочную ванну попадают из пламени, окружающей атмосферы и образуются в результате реакций, происходящих в жидком металле. Механизм образования пор, вызванных присутствием водорода и азота, связан с изменением их растворимости в металле при изменении его температуры. В расплавленном состоянии металл сварочной ванны может растворить значительное количество водорода и азота. По мере остывания металла растворимость газов снижается, резкое скачкообразное снижение растворимости отмечается и в момент кристаллизации. Образующиеся при этом газовые пузырьки могут полностью выйти на поверхность сварочной ванны [c.15]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...