Види горіння: основні характеристики, особливості

Дана стаття призначена для загального ознайомлення з процесом горіння. Основну увагу буде приділено різноманітності видів даного явища. Зокрема, ми зупинимося на ламінарному, турбулентному, гетерогенном та інших видах горіння. Окремо поговоримо про пожежу.

Введення

Перш ніж почати говорити про основної теми статті, про види горіння, давайте ознайомимося з визначенням терміна.

Горіння – це процес хіміко-фізичного характеру; складне явище перетворення речовин, що є початковими учасниками екзотермічної реакції, в продукт згоряння. Супроводжується відносно великим і інтенсивним виділенням теплоти. Хімічна енергія, збережена у вигляді запасу і перебуває в компонентах вихідних сумішей, може виводитися і приймати форму випромінювання тепла і/або світла. Светящую зону називають фронтом або полум'ям.

Хімічні реакції згоряння найчастіше «рухаються» за механізмом разветвленно-ланцюгового типу з постійним прогресуванням самоускорения. Останнє відбувається завдяки виділенню тепла в реакції. На відміну від інших видів окисних і відновних реакцій, горіння володіє великим тепловим ефектом, а енергетичний потенціал активації обумовлює більшу залежність між швидкістю реакції та температурою. Для початку перебігу цього явища необхідно наявність ініціатора. Людство використовує потенціал даного процесу і всі його види. Котли тривалого горіння, ракетні і автомобільні двигуни, різні пальника і багато іншого стало можливим саме завдяки дослідженню та вивченню горіння.

Більше:

Перший штучний супутник Землі

Перший штучний супутник Землі є одним з найбільших досягнень науки ХХ століття. Тим не менш, як це ні парадоксально, цьому великому науковому і технічному досягненню значною мірою сприяла холодна війна між двома наддержавами: США і Радянським Союзом....

Що таке соціалізація, і як вона змінює людину

Спробуємо розібратися, що таке соціалізація, в чому її сутність і особливість. Адже для кожної особистості входження у суспільство і засвоєння його основних норм є фундаментом до подальшої безпроблемною і успішного життя і діяльності. Отже, що таке с...

Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу

Згідно із законом королівства Великобританія, спадкоємець британського престолу - це старший закононароджена син чинного монарха або ж попереднього претендента на престол. Однак якщо у царюючого особи немає дитини чоловічої статі, то право спадкуванн...

Класифікація

Види горіння класифікуються за різними ознаками. Наприклад, визначення типу процесу залежить від швидкості, з якою рухається суміш горіння. Така відмінність дозволяє виділяти повільні (дефлаграцию) та детонаційні види горіння. Хвилі першого виду здатні поширюватися з дозвуковой швидкістю, а хімічна реакція підтримується за допомогою нагрівання реагентів, які утворюють ударну хвилю. Нагрівання, в свою чергу, відповідає за рух хвилі від джерела її поширення). Повільне горіння буває ламінарним і турбулентним. Детонація завжди відбувається в турбулентній формі. Види горіння газів, твердих речовин та рідин можуть володіти деякими особливостями протікання процесу. Однак це не є важливим фактором, що визначає умови їх класифікації.

Полум'я

Види горіння та умови горіння обумовлюють безліч різних видів основного об'єкта цієї статті. Людина використовує їх залежно від сфери діяльності, починаючи від побуту і закінчуючи проектуванням космічних ракет.

Полум'я – частина процесу горіння. Однак важливо пам'ятати, що на тлі ламінарного або турбулентного р-ня, тління і т. д., воно є, скоріше, описом певної ділянки вогню. Полум'ям позначають світиться зону, утворену в ході р-ня. Горіння природного газу може зумовлювати нагрівання температури в повітрі до двох тисяч Кельвінів.

Полум'я, утворене згорянням вуглецевого палива, здатне виявляти взаємодію з електромагнітними полями. Це говорить про наявність заряджених частинок. Фактично доведено, що полум'я може мати «поведінкою» слабоионизированной плазми. Явище, що відповідає за генерацію іонів, називають хемоионизацией.

Ламінарний форма горіння

Говорячи про види горіння, слід згадати про поняття ламінарного р-ня. Воно наблюдаемо у разі невеликої швидкості течії суміші. Таким способом згорає свічка, і працюють газові плити при невеликій витраті палива. Однак газ при цьому є змішаним з іншими речовинами, що викликає постійний рух фронту полум'я відносно вихідних сумішей з конкретно заданими умовами швидкості, яка, в свою чергу, залежить від показників температури, тиску, а також реагентів реакції. Умови запалювання тут ролі не грають.

Турбулентна форма горіння

Турбулентний р-ня – це «робота» над сумішшю, яку можна визначати як турбулентну. Дана реакція є найбільш складною для вивчення, а також вона дуже часто зустрічається в практичних механізмах і пристроях. На сьогоднішній день не існує закінченої теорії турбулентного горіння, яка в повній мірі здатна була б описати цей процес.

Існує чимало проблем, пов'язаних з дослідженням турбулентного горіння. Наприклад, взаємний вплив горіння на турбулентність і навпаки призводить до того, що процес р-ня може інтенсифікуватися завдяки тепловиділення (понад норми), так і зменшуватися. Останнє обумовлюється збільшенням в'язкості з ростом температури.

Гетерогенне згоряння

Ще одним видом горіння речовин є гетерогенна реакція. Ці процеси є протилежними гомогенним. Таке горіння відбувається в гетерогенній системі, тобто системи, що містить більше 1-ї фази(прикладом служать газ і рідина). Також сюди включають процеси, що протікають в умовах межі фазового розділення. Дуже часто під гетерогенним горінням передбачають хімічну реакцію, в ході якої її реагент (паливо) випаровується, а процес відбувається в різних газових фазах. Прикладом може послужити згоряння вугілля на повітрі. Тут вуглець здатний реагувати з молекулами кисню і утворювати чадний газ, який, у свою чергу, може догоріти в газовій фазі і обумовити створення вуглекислого газу. Існує кілька типів гетерогенного горіння, які можуть відрізнятися за механізмом.

Особливі види

Тління – особлива форма повільного згоряння. Вона підтримуватися завдяки виділяється тепла реакції молекул O2 з гарячим конденсованим речовиною. Реакція відбувається на поверхні реагенту і акумулюється в фазі конденсації.

Твердофазним р-ням називаються процеси, що протікають в порошках неорганічної і органічної природи. Ці явища належать до автохвильовим і екзотермічним. Вони не супроводжуються помітним виділенням газів.

Згоряння в пористих середовищах характеризується тим, що саме середовище, наприклад керамічна матриця, нагрівається завдяки витраті на це певної частини тепла. У свою чергу, матрицею підігрівається вихідна суміш. Тут продукт рекуперується.

Також існує без полум'я горіння.

«Пожежа!»

До видів горіння часто зараховують пожежа.

Пожежа – це процес, який людина не контролює. Він не є видом горіння, але тим не менш, пожежа завдає багато матеріального збитку, а також надзвичайно небезпечний для життя тварин, включаючи людину. В ході відкриття і вивчення вогню і його властивостей проблема пожежі стала відносно часто зустрічатися в житті людей. Серед методів боротьби головними донині залишаються профілактичні заходи і безпосередній захист. Останню функцію виконують загони оперативного реагування – пожежні служби. Існує безліч особливих оповіщувачів. Викликати ці служби можна набравши телефон 101. Крім основного номери, з 2013 року був доданий також дзвінок на лінію «112». Найчастіше для боротьби з пожежами використовують воду, пісок, вогнегасник, брезенти і азбестові матеріали.