laminer yanma hızı alev cephesinin taze yakıt tertibatı yüzeyine dik yönde hareket etme hızıdır.
– laminer yanma bölgesi;
laminer yanma hızıdır.
türbülanslı yanma
türbülanslı alev hızı türbülanslı bir akışta alev cephesinin hareket hızıdır.
- türbülanslı yanma bölgesi;
küçük parçacıkların normal hızlarıdır.
Laminer yanma, motorda gerekli ısı salınımı oranını sağlamaz, bu nedenle gaz akışının türbülansı gereklidir.
Arrhenius denklemi:
kimyasal reaksiyonun hızıdır.
karışımın bileşimine ve yakıt tipine bağlı olarak kimyasal reaksiyonun sabitidir;
bir kimyasal reaksiyonun basıncıdır;
– kimyasal reaksiyonun sırası; 
evrensel gaz sabitidir;
kimyasal reaksiyonun sıcaklığıdır;
-aktivasyon enerjisi - molekül içi bağları kırmak için gereken enerji.
Kıvılcım ateşlemeli içten yanmalı motorlarda çeşitli faktörlerin yanma sürecine etkisi.
Karışımın bileşimi.
– üst konsantrasyon limiti;
-düşük konsantrasyon limiti;
– normal yanma;
–karışımın güç bileşimi
- motor tarafından geliştirilen maksimum güç.
–karışımın ekonomik bileşimi
- maksimum ekonomi.
Sıkıştırma oranı.
Hızdaki bir artışla, ateşleme fazı artar, bu da yanma sürecinin geç gelişmesine ve döngü başına salınan ısı miktarında bir azalmaya yol açar. Bu nedenle, değiştirirken 
Ateşleme avans ayarı (IUZ) gereklidir.
Ateşleme ilerleme açısı.
Ateşleme ilerleme açısı - Kıvılcımın TDC'ye uygulandığı andan itibaren krank milinin dönme açısı.
P 
bir yük
gaz kelebeğinin dönüş açısını anlayın - motordaki yükü düzenleyen odur.
- Gaz kelebeği açısı.
Kıvılcım ateşlemeli içten yanmalı motorlarda yanma sürecinin ana ihlalleri. Patlama.
D 
tonlama
- yanma odasının hacmi boyunca yayılan basınç şok dalgaları ile birlikte karışımın patlayıcı yanması. Alev cephesinin yayılması sırasında yoğun ısıtma ve sıkıştırma nedeniyle karışımın mumdan uzak kısımlarının kendiliğinden tutuşması sonucu patlama meydana gelir.
Patlamada: 
Yanma odasının duvarlarından yansıyan şok dalgası, ikincil alev cephelerini ve kendiliğinden tutuşma merkezlerini oluşturur. Dışarıdan, patlama, motor yüksek yüklerde çalışırken donuk darbeler şeklinde kendini gösterir.
Patlama ile motorun çalışmasının sonuçları:
Ayrı motor bileşenlerinin (valfler, pistonlar, kafa contaları, buji elektrotları) aşırı ısınması ve yanması;
Şok yükleri nedeniyle motor parçalarının mekanik olarak tahrip olması;
Azaltılmış güç ve verimlilik.
O. patlama ile uzun süreli operasyon kabul edilemez.
P 
İşte patlamaya neden olan faktörler:
Bir yakıtın kendi kendine tutuşma yeteneği şunları karakterize eder: patlama direnci ve patlama direnci tahmin edilir oktan sayısı (OC) .
OK Bu benzinin patlama özelliklerinde eşdeğer olan, kolayca patlayan normal heptan ile zayıf patlamalı izooktan karışımının hacim fraksiyonuna sayısal olarak eşittir.
İzoktan - 100 birim, normal heptan - 0 birim.
Örneğin: 92 oktan derecesi, bu benzinin %92 izooktan ve %8 normal heptandan oluşan bir referans karışımı ile aynı vuruntu direncine sahip olduğunu gösterir.
A 
– otomobil benzini;
ve - benzin elde etmek için araştırma yöntemi;
m - motor yöntemi (mektup genellikle yazılmaz).
Motor araştırma yönteminde patlama başlayana kadar sıkıştırma oranı ayarlanır ve tablolardan oktan sayısı belirlenir.
motor yöntemler tam yükte sürüş simülasyonu yapın (kamyon şehir dışında).
Araştırma yöntemi kısmi yükte (şehirde) hareketi simüle eder.
Oktan sayısı aşırı yüksekse alev yayılma hızı düşer. Yanma işlemi geciktirilir, bu da verimde bir azalmaya ve egzoz gazlarının sıcaklığında bir artışa yol açar. Bunun sonucu, güçte bir düşüş, yakıt tüketiminde bir artış, motorun aşırı ısınması ve bireysel elemanların yanmasıdır. Yakıtın oktan sayısı patlama eşiğine yakın olduğunda motorun maksimum performansı elde edilir.
Patlama ile başa çıkma yolları:
Açık yanıcı bir sistemde kimyasal dönüşüm bölgesinin dağılımı
Yanma, yanıcı sistemin yerel hacminde yanıcı karışımın tutuşması ile başlar, ardından hareketli karışım yönünde yayılır. Gözlemci tarafından görülebilen redoks kimyasal reaksiyonlarının gerçekleştirildiği yanma bölgesine alev denir. Alevi ve hala yanmayan karışımı ayıran yüzey, alev cephesi görevi görür. Alev yayılmasının doğası birçok işleme bağlıdır, ancak yanıcı karışımın ısıtılması süreci belirleyicidir. Yanıcı karışımı ateşleme sıcaklığına ısıtma yöntemine bağlı olarak, normal, türbülanslı ve patlama alevi yayılımı ayırt edilir.
Laminer hareketli bir karışıma sahip yanıcı bir sistemde yanma sırasında normal alev yayılımı gözlenir. Normal alev yayılımı sırasında, termal enerji, yanan katmandan soğuk olana, esas olarak termal iletkenlik ve ayrıca moleküler difüzyon yoluyla aktarılır. Gazlardaki termal iletkenlik, düşük yoğunluk ile karakterize edilir, bu nedenle normal alev yayılma hızı düşüktür.
Yanıcı bir karışımın türbülanslı hareketi sırasında, termal enerjinin yanan tabakadan soğuk tabakaya transferi, esas olarak molar difüzyon ve ayrıca termal iletkenlik ile gerçekleşir. Molar transfer, karışımın hızı ile belirlenen türbülans ölçeği ile orantılıdır. Türbülanslı alev yayılma hızı, karışımın özelliklerine ve akışın gaz dinamiğine bağlıdır.
Yanıcı bir karışımdaki alevin, moleküler ve molar süreçlerle yanma bölgesinden soğuk katmanlara yayılmasına parlama denir.
Fiziksel ve kimyasal yanma süreçlerine alevde sıcaklık ve basınç artışı eşlik eder. Yanıcı sistemlerde, belirli koşullar altında, bitişik katmanları sıkıştırabilen ve onları bir tutuşma durumuna kadar ısıtan yüksek basınç bölgeleri ortaya çıkabilir. Soğuk bir karışımın tutuşma sıcaklığına hızla sıkıştırılmasıyla alev yayılmasına patlama denir ve her zaman patlayıcıdır.
Yanıcı sistemlerde, alev cephesinin hem büyüklük hem de yön olarak değişen bir hızda hareket ettiği titreşimli yanma meydana gelebilir.
Laminer olarak hareket eden veya durağan bir karışımda yanma cephesinin yayılma hızı, alev yayılmasının normal veya temel hızı olarak adlandırılır. Normal hızın sayısal değeri, henüz ateşlememiş olan, normalde yanma cephesine doğru yönlendirilen karışımın hızı ile belirlenir.
Düz bir yanma cephesi için u n değeri, ısıl iletkenlik ile karışımın ısınma hızı ile ateşleme sıcaklığı arasındaki dinamik denge koşulu ile kimyasal reaksiyon hızından belirlenebilir. Sonuç aşağıdaki formüldür
burada l gaz karışımının ısıl iletkenlik katsayısı, ср karışımın sabit basınçta ısı kapasitesi katsayısı, Тin karışımın başlangıç sıcaklığı, Та adyabatik yanma sıcaklığı, Arr Arrhenius kriteri, k 0 Arrhenius yasası katsayısı.
Normal hız, sabit karışımlı bir tüpte ön tarafın hızından veya bir Bunsen brülöründe yanma konisinin yüksekliğinden deneysel olarak belirlenebilir. Bunsen brülörü, gaz ve havanın kısmi ön karışımına sahip bir laboratuvar brülörüdür. Brülörün çıkışında, düzenli şekilli bir koni şeklinde bir yanma cephesi olan bir alev oluşur (Şek.).
Şekil 7. Bunsen brülöründe yanma önü
Yanma cephesinin sabit bir konumu ile, alev yayılma hızı u n, yanma konisinin yüzeyine normal olan bileşen Wn ve gaz-hava karışımının hızı W, yani.
burada j, gaz-hava karışımının hız vektörü ile yanma konisinin yüzeyine dik bileşeninin vektörü arasındaki açıdır.
Normal şekilli bir yanma konisi ile meme çıkışındaki gaz-hava karışımının hareket hızının değeri, formül ile belirlenir.
d 0 brülör memesinin çapıdır, V brülörden geçen gaz-hava karışımının akış hızıdır.
cos j değeri, yanma konisinin yüksekliği cinsinden ifade edilebilir.
Yanma yüzeyinin düzenli bir koninin yan yüzeyi olduğu dikkate alındığında
normal hızın değeri belirlenir
Normal alev yayılma hızının değeri aşağıdakilerden etkilenir:
1. Karışımın başlangıç sıcaklığı. Düşük sıcaklıklarda u n, yanmaya giren karışımın mutlak sıcaklığının karesiyle doğru orantılıdır. Ateşleme sıcaklığının üzerindeki bir sıcaklıkta, normal hız kavramı, karışım kendiliğinden tutuşma yeteneğine sahip olduğundan anlamını kaybeder.
2. Alevin bu kanal içinde yayılması şartıyla kanal duvarlarının sıcaklığı. Soğuk duvarlar zincirleme reaksiyonları keser ve alevin yayılmasını yavaşlatır.
3. Kanal çapı. Her yanıcı karışım için, kanal içinde alev yayılmasının imkansız olduğu d cr çapının kritik bir değeri vardır. Kritik çapın değeri formülle belirlenebilir.
burada bir cm, karışımın termal yayılımıdır.
4. Basınç. Artan basınçla, u n azalır.
5. Karışımın bileşimi. Stokiyometrike yakın bir bileşime sahip bir karışım için normal hız maksimum değere sahiptir. Ayrıca yakıt konsantrasyonu açısından alevin ötesine geçemeyeceği alt ve üst limitler vardır.
1) Malzemenin nemi.
2) Uzayda örnek yöneliminin etkisi.
Negatif eğim açılarında (alev hareketinin yukarıdan aşağıya doğru yönü), alev yayılma hızı değişmez veya hafifçe azalır. Pozitif eğim açısında (alev hareketinin aşağıdan yukarıya doğru yönü) 10-15 0'ın üzerinde bir artışla, alev yayılma hızı keskin bir şekilde artar.
3) Hava akışlarının hızının ve yönünün etkisi.
Arka rüzgar hızındaki artışla gaz değişimi iyileşir ve alevin numuneye eğim açısı azalır. Yayılma hızı artıyor.
Alev hareket yönüne karşı yönlendirilen hava akışının alev yayılma hızı üzerinde iki yönlü etkisi vardır.
Alev cephesinin önündeki ısıtılmış yüzey alanlarının aerodinamik yavaşlaması ve soğuması sonucunda alev yayılma hızı azalır. Öte yandan, hava akımı, piroliz ürünlerinin oksitleyici ajan ile karışmasını yoğunlaştırır, homojen bir yanıcı karışımın oluşumu daha hızlı gerçekleşir, alev burnu katı malzemenin yüzeyine yaklaşır, bu da sırayla, daha fazla yol açar. yoğunluğunun artması alevin yayılmasını hızlandırır.
4) Numunenin geometrik boyutlarının etkisi.
Termal olarak kalın ve termal olarak ince numuneler vardır.
Termal kalınlık, alev belirli bir yüzey alanına yayıldığında, alev cephesinden önce ilk sıcaklığın üzerinde ısıtılan bir katı malzeme tabakasının kalınlığıdır.
5) Alt tabaka malzemesinin etkisi.
Yanıcı bir malzeme, termofiziksel özellikleri havadan farklı olan bir malzeme (alt tabaka) ile temas ederse, bu aynı zamanda alev yayılma hızını da etkiler (yapıştırılmış kağıt, tel izolasyonu vb.). Alçak isem > dağlar. mat. , daha sonra ısı numuneden yoğun bir şekilde uzaklaştırılacak ve yayılma hızı, bir substratın yokluğundakinden daha az olacaktır.
6) Ortamdaki oksijen içeriğinin etkisi.
Ortamdaki oksijen içeriği arttıkça alev yayılma hızı da artar.
7. İlk numune sıcaklığının etkisi.
Odun için, ilk sıcaklıkta 230–250 ° C'ye (piroliz sıcaklık aralığı) bir artış, u l'de keskin bir artışa yol açar.
Sert malzemelerin yanması
Alevin malzemenin yüzeyine yayılmasıyla eş zamanlı olarak yanma süreci başlar. Katı malzemelerin yanma kalıpları esasen katı fazın gaz halindeki ürünlere dönüşümünün doğasına bağlıdır.
Katı fazın bozunması, karbonlu bir tabaka oluşumu olmaksızın, yüzeye yakın dar bir tabakada devam ederse, bu durumda yanma sabit bir hızda ilerler. Ateşlemeden sonra, katı fazın yüzeyinde maddenin kaynama veya süblimleşme sıcaklığına eşit sabit bir sıcaklık oluşturulur.
Yanma yüzeyinde karbonlu bir kalıntı oluşumu ile ilerleyen katıların yanma mekanizması daha karmaşıktır. Hemen hemen tüm bitki kökenli maddeler bu şekilde yanar, bileşimlerinde yanıcı olmayan veya yavaş yanan dolgu maddeleri (talk, kurum vb.) içeren bazı plastikler. Ahşap, bu tür bitkisel kökenli en yaygın yanıcı maddelerden biridir. Ateşleme anında, alev bölgesinden gelen ısı akışı nedeniyle, ahşabın yüzey tabakasının sıcaklığı hızla 450-500 ° C'ye yükselir. yüzeyde 600 ° C'ye yükselir.
Yakılan odunun derinliğinde farklı fiziksel ve fiziko-kimyasal özelliklere sahip alanlar bulunmaktadır. Geleneksel olarak, 4 bölgeye ayrılabilirler:
I - %99 karbondan oluşan kömür;
II - değişen derecelerde pirolizli ahşap;
III - pirolize edilmemiş kuru odun;
IV - orijinal ahşap.
Ahşabın yanması sırasında katı fazdan uçucu ürünler salındığından, malzeme daha da derinleşerek kömürleşir. Karbonlu katmanın kalınlığındaki bir artış, termal direncinde bir artışa neden olur ve sonuç olarak, henüz ayrışmamış ahşap katmanlarının ısınma ve piroliz hızını azaltır ve alev yanma hızı yavaş yavaş azalır. Ahşabın ateşli yanması, uçucu madde emisyonunun kütle hızı 5 g/(m 2 s)'ye düştüğünde durur. Bu durumda kömür tabakasının kalınlığı 15-20 mm'ye ulaşır.
Ahşabın ateşli yanmasının kesilmesi, 650-700 ° C sıcaklığa ısıtılan kömüre hava oksijeninin erişimini açar. Odun yanmasının ikinci aşaması başlar - karbon tabakasının esas olarak C + O 2 ® CO2 + 33000 kJ / kg reaksiyonu ile heterojen oksidasyonu, karbon tabakasının sıcaklığı 800 ° C'ye yükselir ve heterojen yanma süreci kömür daha da yoğunlaştı.
Homojen yanmadan heterojen yanmaya geçişin gerçek resmi, sunulandan biraz farklıdır.
Katı malzemeleri yakma sürecini karakterize eden ana nicel parametre, bir yangının dinamiklerini belirleyen parametrelerden biri olan kütle yanma hızıdır.
Azaltılmış kütle yanma oranı, birim yangın alanı başına birim zamanda yanan madde miktarıdır.
yanan metaller
Yanmanın doğasına göre metaller iki gruba ayrılır: uçucu ve uçucu olmayan.
Uçucu metaller T pl'ye sahiptir< 1000 К, Т кип < 1500 К. К ним относятся щелочные металлы (литий, натрий, калий и др.) и щелочноземельные (магний, кальций).
Uçucu olmayan metaller Tmelt >1000 K, Tboil >2500 K değerine sahiptir. Yanma mekanizması büyük ölçüde metal oksidin özellikleri ile belirlenir. Uçucu metallerin erime sıcaklığı oksitlerinden daha düşüktür. Bu durumda, ikincisi oldukça gözenekli oluşumlardır.
IS metal yüzeye getirildiğinde buharlaşır ve oksitlenir. Buharların konsantrasyonu, tutuşmanın alt konsantrasyon sınırına eşit olduğunda tutuşurlar. Difüzyon yanma bölgesi yüzeye yakın kurulur, ısının büyük bir kısmı metale aktarılır ve T kip'e kadar ısınır. Oluşan buharlar, gözenekli oksit filmden serbestçe dağılır ve yanma bölgesine girer. Metalin kaynaması, yanmayı yoğunlaştıran oksit filminin periyodik olarak tahrip olmasına neden olur. Yanma ürünleri (metal oksitler) sadece metal yüzeye yayılarak oksit kabuğunun oluşumuna katkıda bulunur, aynı zamanda çevredeki boşluğa da yayılır, burada yoğunlaşarak beyaz duman şeklinde katı parçacıklar oluştururlar. Beyaz yoğun duman oluşumu, yanan uçucu metallerin görsel bir işaretidir.
Yüksek faz geçiş sıcaklıklarına sahip uçucu olmayan metaller için, yanma sırasında yüzeyde metal yüzeyine iyi yapışan çok yoğun bir oksit filmi oluşur. Sonuç olarak, metal buharının film boyunca yayılma hızı keskin bir şekilde azalır ve alüminyum ve berilyum gibi büyük parçacıklar yanamaz. Kural olarak, bu tür metallerin yangınları, talaşlar, tozlar ve aerosoller şeklinde olduklarında meydana gelir. Yanmaları yoğun duman oluşumu olmadan gerçekleşir. Metal yüzeyinde yoğun bir oksit filminin oluşması partikül patlamasına yol açar. Bir parçacık yüksek sıcaklıktaki oksitleyici bir ortamda hareket ettiğinde özellikle sıklıkla gözlemlenen bu fenomen, oksit film altında metal buharlarının birikmesi ve ardından ani kopmasıyla ilişkilidir. Bu, elbette, yanmanın keskin bir şekilde yoğunlaşmasına yol açar.
yanan toz
Toz gazlı bir dağılım ortamı (hava vb.) ve katı bir dağılmış fazdan (un, şeker, odun, kömür vb.) oluşan dağılmış bir sistemdir.
Toz-hava karışımları yoluyla alev yayılma hızını etkileyen faktörler:
1) Toz konsantrasyonu.
Homojen bir gaz-hava karışımının yanması durumunda olduğu gibi, stokiyometrik bileşimden biraz daha yüksek olan karışımlar için maksimum alev yayılma hızı meydana gelir. Turba tozu için bu 1.0-1.5 kg / m3'tür.
2) Kül içeriği.
Kül içeriğindeki artışla yanıcı bileşenin konsantrasyonu azalır ve buna bağlı olarak alev yayılma hızı azalır.
Oksijen içeriği azaldıkça alev yayılma hızı azalır.
Yangın ve patlama tehlikesine göre tozların sınıflandırılması.
Patlama tehlikesine göre toz sınıflara ayrılır:
I sınıfı - en patlayıcı - jn 15 g / m3'e kadar;
II sınıfı - patlayıcı - 15 g / m3< j н < 65 г/м 3 ;
Sınıf III - en tehlikeli yangın - j n > 65 g / m 3; T St 250'ye kadar yaklaşık C;
Sınıf IV - yangın tehlikesi - jn > 65 g / m3; T St > 250 o C.
YANGIN DİNAMİKLERİ
Bir yangının dinamikleri, bir yangının ana parametrelerindeki zaman ve mekandaki değişimi tanımlayan bir dizi yasa ve düzenlilik olarak anlaşılır. Bir yangının doğası, çok sayıda parametresinin kombinasyonu ile değerlendirilebilir: yangının alanı, yangının sıcaklığı, yayılma hızı, ısı salınımının yoğunluğu, gaz değişiminin yoğunluğu. , duman yoğunluğu vb.
O kadar çok yangın parametresi vardır ki, bazı yangın türlerinde bazıları birincil, bazılarında ise ikincildir. Her şey, belirli bir yangın türünün çalışmasında hangi hedeflerin belirlendiğine bağlıdır.
Bir yangının dinamiklerini incelemek için zamanla değişen ana parametreler olarak yangının alanını, yangının sıcaklığını, gaz değişiminin ve dumanın yoğunluğunu ve yangının yayılma hızını alırız. Bu yangın parametreleri, ölçüm, analiz ve hesaplamalar için en erişilebilir olanlardır. Gerekli ekipman tipini belirlemek ve yangınları söndürmek için kuvvetleri ve araçları hesaplamak, otomatik yangın söndürme sistemleri tasarlamak vb. için ilk veriler olarak hizmet ederler.
Bir yangının meydana geldiği andan, serbest gelişimi ile tamamen durmasına kadar, bir odadaki yangın, aşamalara ayrılabilir.
Yangın aşamaları
I. Ateşleme aşaması.
Alev, küçük bir alanda harici bir ateşleme kaynağından kaynaklanır ve yavaşça yayılır. Yanma bölgesi çevresinde gerekli gaz değişimini sağlayan konvektif bir gaz akışı oluşur. Yanıcı malzemenin yüzeyi ısınır, torç boyutu artar, gaz değişimi artar ve çevreleyen alana ve yanıcı malzemenin yüzeyine giren radyan ısı akısı artar. Bronzlaşma aşamasının süresi 1 ila 3 dakika arasında değişir.
II. yangının evresi.
Oda sıcaklığı yavaş yavaş yükselir. Önceki sürecin tamamı tekrarlanır, ancak daha yoğun bir şekilde. İkinci aşamanın süresi yaklaşık 5-10 dakikadır.
III. Hacimsel yangın geliştirme aşaması- listelenen tüm parametrelerin hızlı büyüme süreci. Odadaki sıcaklık 250 -300°C'ye ulaşır. Yangın gelişiminin "hacim" aşaması ve yangının hacimsel yayılma aşaması başlar. 300 ° C'lik odadaki gazlı ortamın sıcaklığında, camlar tahrip olur. Bu durumda, bina dışında da art yanma meydana gelebilir (yangın çıkışlardan dışarıya doğru çıkar). Gaz değişiminin yoğunluğu aniden değişir: keskin bir şekilde artar, sıcak yanma ürünlerinin dışarı akış süreci ve yanma bölgesine taze hava akışı yoğunlaşır.
IV.Yangın aşaması.
Bu aşamada, oda sıcaklığı kısa bir süre için düşebilir. Ancak gaz değişimi koşullarındaki değişime göre, bu tür yangın parametreleri, yanmanın eksiksizliği, yanma hızı ve yanma sürecinin yayılması gibi keskin bir şekilde artar. Buna göre, yangındaki toplam ısı salınımı da keskin bir şekilde artar. Soğuk hava akışı nedeniyle camın tahrip olduğu sırada hafifçe düşen sıcaklık keskin bir şekilde yükselir ve 500 - 600 ° C'ye ulaşır. Yangın geliştirme süreci hızla yoğunlaşıyor. Daha önce bahsedilen tüm yangın parametrelerinin sayısal değeri artırılır. Yangının alanı, odadaki ortalama hacimsel sıcaklık (800-900 ° C), yangın yükünün yanma yoğunluğu ve duman derecesi maksimuma ulaşır.
V. Sabit yanmanın aşaması.
Yangın parametreleri dengeleniyor. Bu genellikle yangından sonraki 20-25 dakika içinde meydana gelir ve yangın yükünün büyüklüğüne bağlı olarak 20-30 dakika sürebilir.
VI. Çürüme aşaması.
Yanmanın yoğunluğu yavaş yavaş azalır, çünkü. yangın yükünün büyük kısmı zaten yandı. Odada çok miktarda yanma ürünü birikmiştir. Odadaki ortalama hacim oksijen konsantrasyonu %16-17'ye düşmüş ve yoğun yanmayı önleyen yanma ürünlerinin konsantrasyonu sınır değerine yükselmiştir. Yanma bölgesindeki sıcaklığın düşmesi nedeniyle yanıcı malzemeye radyan ısı transferinin yoğunluğu azalmıştır. Ortamın optik yoğunluğunun artması nedeniyle yanmanın yoğunluğu yavaş yavaş azalır, bu da diğer tüm yangın parametrelerinde azalmaya yol açar. Yangın alanı küçülmez: büyüyebilir veya stabilize olabilir.
VII. Tükenmişlik aşaması.
Yangının bu son aşaması, yavaş yavaş yanma ile karakterize edilir, bundan sonra, bir süre sonra, bazen oldukça uzun bir süre sonra yanma durur.
Temel yangın parametreleri
Bir yangının gelişiminin dinamiklerini belirleyen ana parametrelerinden bazılarını nicel olarak ele alalım. Bir yangında açığa çıkan ısının yoğunluğunu belirleyelim, çünkü bu, yanma sürecinin ana parametrelerinden biridir:
Q \u003d βQ r n V m 'Sp, (kJ / s)
burada β ve Q p n sabittir (yanma katsayısı ve yangın yükünün düşük kalorifik değeri);
V m ¢ - azaltılmış toplu tükenme oranı;
S p - yangın alanı;
V m ¢ ve S p, yangının gelişme zamanına, yangının sıcaklığına, gaz değişiminin yoğunluğuna vb.
Azaltılmış kütle yanma oranı V m ¢ aşağıdaki formülle belirlenir:
v m ¢ \u003d (a × T p + b × I g) v m o ¢
a, b ampirik katsayılar olduğunda;
v m o ¢, belirli bir yanıcı malzeme türü için yangın yükünün azaltılmış kütlesel yanma oranıdır;
T p - yangının sıcaklığının ortalama değeri;
I g - gaz değişiminin yoğunluğu.
Yangın alanının gelişiminin ana parametrelerine bağımlılığı şu şekildedir:
S p \u003d k (v p ∙ τ) n
burada k ve n, yangın alanının geometrik şekline bağlı katsayılardır;
v p - yangın yayılımının doğrusal hızı;
τ, serbest gelişiminin zamanıdır.
k = π; n = 2 k = ; n = 2k = 2a; n=1
k = ; n = 2k = 2a; n=1
Yangın yayılımının doğrusal hızı, yanıcı yükün tipine, ortalama yangın sıcaklığına ve gaz değişiminin yoğunluğuna bağlıdır:
v p \u003d (a 1 T p + b 1 I g) v po
a 1 ve b 1, yangın yayılma doğrusal hızının gaz değişiminin ortalama sıcaklığına ve yoğunluğuna bağımlılığını belirleyen ampirik katsayılardır, sayısal değeri her bir özel yakıt türü için ampirik olarak belirlenir;
v p o - belirli bir yakıt türü için yanmanın doğrusal yayılma hızı.
Yangın geliştikçe, yangının sıcaklığı ve gaz değişiminin yoğunluğu artacak, yanmanın doğrusal yayılma hızını ve azalan kütle yanma oranını artıracaktır.
Ateşli termal rejim
Termal süreçlerin meydana gelme ve oluşma hızı, yanma bölgesindeki ısı salınımının yoğunluğuna bağlıdır, yani. ateşin sıcaklığından. Çeşitli yanma koşullarına bağlı olarak bir yangında ısı salınımındaki değişimin nicel özelliği sıcaklık rejimidir. Bir yangının sıcaklık rejimi altında zamanla sıcaklıktaki değişimi anlar. Bir yangının sıcaklığını hem deneysel hem de hesaplamalı yöntemlerle belirlemek son derece zordur. Mühendislik hesaplamaları için, bir dizi pratik problemi çözerken, yangın sıcaklığı, ısı dengesi denkleminden belirlenir. Bir yangındaki ısı dengesi, yalnızca yangının sıcaklığını belirlemek için değil, aynı zamanda termal enerjinin nicel dağılımını belirlemek için derlenir. Genel durumda, belirli bir zaman noktası için bir yangının ısı dengesi aşağıdaki gibi gösterilebilir:
Q p \u003d Q pg + Q ila + Q l
burada Qp yangında açığa çıkan ısıdır, kJ;
Q pg - yanma ürünlerinde bulunan ısı, kJ;
Q - - yanma bölgesinden, bölgeyi çevreleyen, ancak yanmaya katılmayan havaya konveksiyon yoluyla aktarılan ısı, kJ;
Q l - yanma bölgesinden radyasyonla aktarılan ısı.
Açık yangınlar için, radyasyon ve konveksiyon yoluyla yanma bölgesinden aktarılan ısının payının Qp'nin %40-50'si olduğu tespit edilmiştir. yanma ürünleri. Böylece, belirli bir yanıcı malzemenin teorik yanma sıcaklığının %60-70'i alev sıcaklığı için yaklaşık bir değer verecektir. Açık ateşlerin sıcaklığı, yanıcı maddelerin kalorifik değerine, yanma oranlarına ve meteorolojik koşullara bağlıdır. Ortalama olarak, açık ateşin maksimum sıcaklığı yanıcı gazlar için 1200 - 1350°C, sıvılar için - 1100 - 1300°C ve organik kökenli katı yanıcı maddeler için - 1100 - 1250°C'dir.
Bir iç yangın sırasında, sıcaklık daha fazla faktörden etkilenir: yanıcı malzemenin doğası, yangın yükünün büyüklüğü ve konumu, yanma alanı, binanın boyutları (zemin alanı, oda yüksekliği vb.) ve yangının boyutu. gaz değişiminin yoğunluğu (açıklıkların boyutu ve yeri). Bu faktörlerin etkisini daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Yangın, sıcaklık değişimlerine göre üç karakteristik döneme ayrılabilir: başlangıç, ana ve son.
Başlangıç dönemi- nispeten düşük bir ortalama hacim sıcaklığı ile karakterize edilir.
Ana Dönem- bu sırada toplam yanıcı malzeme yükünün %70-80'i yanar. Bu sürenin sonu, ortalama hacim sıcaklığı maksimum değerine ulaştığında veya maksimum değerin %80'inden fazla olmadığında gerçekleşir.
son dönem- yangın yükünün yanması nedeniyle sıcaklıktaki azalma ile karakterizedir.
Şekil 9.1. Bir iç yangının zaman içindeki sıcaklık değişimi: 1 - belirli bir yangının eğrisi; 2 - standart eğri
Her bir özel durumda yangın sıcaklığının büyüme hızı ve mutlak değeri kendi karakteristik değerlerine ve özelliklerine sahip olduğundan, değişimin en karakteristik özelliklerini genelleştiren standart bir sıcaklık eğrisi (Şekil 21.2) kavramı getirilmiştir. iç yangınların sıcaklığında. Standart sıcaklık denklem ile tanımlanır.
Yanma- bunlar, ısı ve ışıldama salınımının eşlik ettiği yoğun kimyasal oksidatif reaksiyonlardır. Yanma, yanıcı bir madde, oksitleyici bir madde ve bir tutuşturma kaynağı varlığında meydana gelir. Oksijen ve nitrik asit, yanma sürecinde oksitleyici ajanlar olarak hareket edebilir. Yakıt olarak - birçok organik bileşik, kükürt, hidrojen sülfür, piritler, serbest formdaki çoğu metal, karbon monoksit, hidrojen vb.
Gerçek bir yangında, yanma sürecindeki oksitleyici madde genellikle atmosferik oksijendir. Yanmanın dış tezahürü, ışıldama ve ısı salınımı ile karakterize edilen bir alevdir. Yalnızca katı veya sıvı fazlardan veya bunların karışımlarından oluşan sistemler yakıldığında alev oluşmayabilir, yani alev oluşmayabilir. alevsiz yanan veya için için yanan.
İlk maddenin ve yanma ürünlerinin toplanma durumuna bağlı olarak, homojen yanma, patlayıcıların yanması ve heterojen yanma ayırt edilir.
Homojen yanma. Homojen yanmada, başlangıç maddeleri ve yanma ürünleri aynı kümelenme durumundadır. Bu tip, gaz karışımlarının (doğal gaz, hidrojen vb. oksitleyici bir ajan, genellikle hava oksijeni ile) yanmasını içerir /
yanan patlayıcılar bir maddenin yoğun halden gaza geçişi ile ilgili.
heterojen yanma Heterojen yanmada, ilk maddeler (örneğin, katı veya sıvı yakıt ve gaz halinde oksitleyici) farklı kümelenme durumlarındadır. Heterojen yanmanın en önemli teknolojik süreçleri, kömürün, metallerin, sıvı yakıtların yağ fırınlarında yanması, içten yanmalı motorlar, roket motorlarının yanma odalarıdır.
Gaz karışımında alevin hareketine denir. Yayılmış ateş. Alevin yayılma hızına bağlı olarak, yanma birkaç m/s hızında parlama, onlarca ve yüzlerce m/s hızında patlayıcı ve binlerce m/s hızında patlama olabilir.
Alev alma yanması laminer ve türbülanslı olarak ikiye ayrılır.
Laminer yanma, normal alev yayılma hızı ile karakterize edilir.
Normal alev yayılma hızı alev cephesinin yanmamış gaza göre yüzeyine dik bir yönde hareket hızı olarak adlandırılır.
Sıcaklık, alev yayılımının normal hızını nispeten az artırır, inert safsızlıklar onu azaltır ve basınçtaki bir artış, hızda bir artışa veya azalmaya yol açar.
Laminer gaz akışında gaz hızları küçüktür. Bu durumda yanma hızı, yanıcı karışımın oluşum hızına bağlıdır. Türbülanslı bir alevde, gaz jetlerinin girdabı, moleküler difüzyonun meydana geldiği yüzey arttığından, reaksiyona giren gazların karışmasını iyileştirir.
Gazların yangın ve patlama tehlikesi göstergeleri. Özellikleri ve kapsamı
Teknolojik süreçlerin yangın tehlikesi büyük ölçüde üretimde dolaşan hammaddelerin, ara ürünlerin ve nihai ürünlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri tarafından belirlenir.
Yangın güvenliği ve patlama güvenliğini sağlayacak sistemlerin geliştirilmesinde, binaların ve binaların sınıflandırılmasında yangın ve patlama tehlike göstergeleri kullanılmaktadır.
Gazlar, 50 °C sıcaklıktaki mutlak buhar basıncı 300 kPa'ya eşit veya daha büyük olan veya kritik sıcaklığı 50 °C'den düşük olan maddelerdir.
Gazlar için aşağıdaki değerler geçerlidir:
yanıcılık grubu- tüm toplu durumlar için geçerli olan bir gösterge.
Yanıcılık, bir maddenin veya malzemenin yanma yeteneğidir. Maddelerin yanıcılığına göre maddeler ve malzemeler üç gruba ayrılır.
yanmaz(yanmaz) - havada yanamayan maddeler ve malzemeler. Yanıcı olmayan maddeler yanıcı olabilir (örneğin, oksitleyici maddeler ve ayrıca su, atmosferik oksijen veya birbirleriyle etkileşime girdiğinde yanıcı ürünler açığa çıkaran maddeler).
yavaş yanma(yanıcı) - bir ateşleme kaynağından havada tutuşabilen, ancak çıkarıldıktan sonra bağımsız olarak yanamayan maddeler ve malzemeler.
yanıcı(yanıcı) - kendiliğinden tutuşabilen ve ayrıca bir ateşleme kaynağından tutuşabilen ve çıkarıldıktan sonra bağımsız olarak yanan maddeler ve malzemeler. Yanıcı maddeler ve malzemeler, yanıcı maddeler ve malzemeler grubundan ayırt edilir.
Düşük enerjili bir tutuşturma kaynağına (kibrit alevi, kıvılcım, için için yanan sigara vb.) kısa süreli (30 s'ye kadar) maruziyetten tutuşabilen yanıcı madde ve malzemelere yanıcı maddeler denir.
Gazların yanıcılığı dolaylı olarak belirlenir: havada tutuşma limitleri olan bir gaza gaz denir. yakıt; Gazın tutuşma için konsantrasyon limitleri yoksa, ancak belirli bir sıcaklıkta kendiliğinden tutuşursa, gaz şu şekilde sınıflandırılır: yavaş yanma; Tutuşma ve kendiliğinden tutuşma sıcaklığının konsantrasyon limitlerinin yokluğunda, gaz şu şekilde sınıflandırılır: yanmaz.
Uygulamada, yanıcılık grubu, PUE'ye göre patlayıcı ve yangın için tehlikeli bölge sınıfları oluştururken, patlama ve yangın tehlikesine göre bina ve bina kategorisini belirlerken ve yangını sağlamak için önlemler geliştirirken malzemeleri yanıcılığa göre alt bölümlere ayırmak için kullanılır. ve ekipman ve binaların patlama güvenliği.
Otomatik ateşleme sıcaklığı- özel testler koşulları altında, ekzotermik reaksiyonların hızında keskin bir artış olan ve ateşli yanma ile sonuçlanan bir maddenin en düşük sıcaklığı.
Alev yayılımının (ateşleme) konsantrasyon sınırları - bu yanıcı buhar ve gaz karışımlarının hava veya oksijenle yanmasının mümkün olduğu konsantrasyon aralığı.
Alev yayılımının alt (üst) konsantrasyon limiti - Ateşleme kaynağından herhangi bir mesafede alevin yayılmasının mümkün olduğu yanıcı madde oksitleyici ortam karışımındaki minimum (maksimum) yakıt içeriği. Bu sınırlar içinde karışım yanıcıdır ve bunların dışında karışım yanamaz.
Alev Yayılımının Sıcaklık Sınırları(tutuşma) - belirli bir oksitleyici ortamda doymuş buharlarının oluştuğu bir maddenin bu tür sıcaklıkları, alev yayılmasının sırasıyla alt (alt sıcaklık limiti) ve üst (üst sıcaklık limiti) konsantrasyon limitlerine eşittir.
Su, atmosferik oksijen ve diğer maddelerle etkileşime girdiğinde patlama ve yanma yeteneği- belirli maddelerin özel yangın tehlikesini karakterize eden niteliksel bir gösterge. Maddelerin bu özelliği, üretim kategorisini belirlerken ve ayrıca madde ve malzemelerin ortak depolanması ve taşınması için teknolojik süreçleri ve koşulları yürütmek için güvenli koşullar seçerken kullanılır.
Normal alev yayılma hızı, alev cephesinin yanmamış gaza göre yüzeyine dik bir yönde hareket hızıdır.
Normal alev yayılma hızının değeri, kapalı, sızdıran ekipman ve tesislerde gaz ve buhar karışımlarının patlama basıncındaki artış oranının, alevin gelişmesinde ve oluşturulmasında kritik (söndürme) çapın hesaplanmasında kullanılmalıdır. parafudrlar, kolayca düşürülen yapıların alanı, güvenlik membranları ve diğer basınçsızlaştırma cihazları; GOST 12.1.004 ve GOST 12.1.010 gerekliliklerine uygun olarak teknolojik süreçlerin yangın ve patlama güvenliğini sağlamak için önlemler geliştirirken.
Alev yayılımının normal hızını belirleme yönteminin özü, reaksiyon kabı içinde bileşimi bilinen yanıcı bir karışım hazırlamak, karışımı bir nokta kaynakla merkezde tutuşturmak, zamanla kaptaki basınç değişimini kaydetmek ve Kapalı kapta gaz yakma işleminin matematiksel bir modelini ve optimizasyon prosedürlerini kullanarak deneysel basınç-zaman bağımlılığını işleyin. Matematiksel model, benzer bir deneysel bağımlılığa göre optimizasyonu, belirli bir test için bir patlamanın geliştirilmesi sırasında normal hızda bir değişiklikle sonuçlanan, hesaplanmış bir “basınç-zaman” bağımlılığının elde edilmesini mümkün kılar.
Normal yanma hızı, alev cephesinin yanmamış reaktanlara göre yayılma hızıdır. Yanma hızı, reaktiflerin bir dizi fizikokimyasal özelliklerine, özellikle termal iletkenliğe ve kimyasal reaksiyon hızına bağlıdır ve her yakıt için (sabit yanma koşulları altında) iyi tanımlanmış bir değere sahiptir. Masada. 1, bazı gazlı karışımların yanma oranlarını (ve tutuşma sınırlarını) göstermektedir. Karışımlardaki yakıt konsantrasyonları, 25°C'de ve normal atmosfer basıncında belirlendi. Yanabilirlik sınırları, belirtilen istisnalar dışında, her iki tarafı kapalı 0,05 m çapında bir tüpte alevin yayılmasıyla elde edilmiştir. Yakıt fazlalık katsayıları, gerçek karışımdaki hacimsel yakıt içeriğinin stokiyometrik karışıma (j1) ve maksimum yanma hızındaki karışıma (j2) oranı olarak tanımlanır.
tablo 1
Yoğunlaştırılmış karışımların yanma oranları (inorganik oksitleyici + magnezyum)
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| TGIV 20.05.01.070000.000 PZ |
Görüldüğü gibi atmosfer basıncında hava gaz karışımlarının yanması sırasında sen max 0,40-0,55 m/s aralığında ve - 0,3-0,6 kg/(m2-s) aralığındadır. Sadece bazı düşük moleküler ağırlıklı doymamış bileşikler ve hidrojen için sen max 0,8-3,0 m/s aralığındadır ve 1-2 kg/(m2s)'ye ulaşır. Büyütme ile ve hava ile karışımlarda çalışılan yakıtlar maksimum olabilir
aşağıdaki sıraya göre düzenleyin: benzin ve sıvı roket yakıtları - parafinler ve aromatikler - karbon monoksit - sikloheksan ve siklopropan - etilen - propilen oksit - etilen oksit - asetilen - hidrojen.
| Değişiklik |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| TGIV 20.05.01.070000.000 PZ |
Oksijen karışımlarının doğrusal yanma hızı, hava karışımlarından çok daha yüksektir (hidrojen ve karbon monoksit için - 2-3 kat ve metan için - büyüklükten daha fazla). İncelenen oksijen karışımlarının (CO + O2 karışımı hariç) kütle yanma hızı 3,7–11,6 kg/(m2 s) aralığındadır.
Masada. Tablo 1 (N. A. Silin ve D. I. Postovsky'nin verilerine göre), magnezyum ile sıkıştırılmış nitrat ve perklorat karışımlarının yanma oranlarını göstermektedir. Karışımları hazırlamak için partikül boyutları 150-250 µm, perkloratlar 200-250 µm ve magnezyum 75-105 µm olan toz halinde bileşenler kullanıldı. Karışım, 0.86 sıkıştırma faktörüne kadar 24-46 mm çapında karton kabuklara dolduruldu. Numuneler normal basınç ve başlangıç sıcaklığında havada yakıldı.
Tablodaki verilerin karşılaştırmasından. 1 ve 1.25, yoğunlaşmış karışımların kütle bakımından gaz karışımlarından üstün ve doğrusal yanma hızı bakımından onlardan daha düşük olduğu sonucu çıkar. Perkloratlı karışımların yanma hızı, nitratlı karışımların yanma hızından daha azdır ve alkali metal nitratlı karışımlar, alkali toprak metal nitratlı karışımlardan daha yüksek oranda yanar.
Tablo 2
Hava ile karışımların yanıcılık limitleri ve yanma oranları (I) ve oksijen (II) normal basınç ve oda sıcaklığında
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| TGIV 20.05.01.070000.000 PZ |
| Değişiklik |
Sıvıların yanma oranını hesaplama yöntemleri
| Değişiklik |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| TGIV 20.05.01.070000.000 PZ |
; (16)
nerede m boyutsuz tükenmişlik oranıdır;
; (17)
MF- sıvının moleküler ağırlığı, kg mol -1;
D- yanan sıvı aynanın karakteristik boyutu, m Yanma yüzey alanının karekökü olarak belirlenir; yanma alanı bir daire şeklindeyse, karakteristik boyut çapına eşittir. Türbülanslı yanma oranı hesaplanırken, D= 10 m;
T'ye sıvının kaynama noktasıdır, K.
Hesaplama prosedürü aşağıdaki gibidir.
Yanma modu, Galile kriterinin değeri ile belirlenir. ga, formülle hesaplanır
nerede G- serbest düşüş ivmesi, m·s -2 .
Yanma moduna bağlı olarak boyutsuz yanma oranı hesaplanır. m. Laminer yanma modu için:
Geçici yanma modu için:
eğer öyleyse 
, (20)
eğer , o zaman , (21)
Türbülanslı yanma rejimi için:
; 
, (22)
M0- oksijenin moleküler ağırlığı, kg mol -1;
n 0- yanma reaksiyonunda oksijenin stokiyometrik katsayısı;
n F- yanma reaksiyonundaki sıvının stokiyometrik katsayısı.
B- formülle hesaplanan kütle transferinin yoğunluğunu karakterize eden boyutsuz parametre
, (23)
nerede Q- sıvının daha düşük kalorifik değeri, kJ·kg -1 ;
| Değişiklik |
| Çarşaf |
| Döküman No. |
| İmza |
| tarih |
| Çarşaf |
| TGIV 20.05.01.070000.000 PZ |
C- yanma ürünlerinin izobarik ısı kapasitesi (havanın ısı kapasitesine eşit olduğu varsayılır c = 1), kJ·kg -1 ·K -1 ;
T0- 293 K'ye eşit alınan ortam sıcaklığı;
H- kaynama noktasında sıvının buharlaşma ısısı, kJ·kg -1;
c e aralığındaki sıvının ortalama izobarik ısı kapasitesidir. T0önceki T'ye.
Buharın kinematik viskozitesi veya incelenen sıvının moleküler ağırlığı ve kaynama noktası biliniyorsa, türbülanslı yanma hızı, aşağıdaki formülle deneysel veriler kullanılarak hesaplanır.
nerede ben mi- geçici yanma modunda yanma hızının deneysel değeri, kg·m -2 ·s -1 ;
ben- değerin elde edildiği brülörün çapı ben mi, m 30 mm çapında bir torç kullanılması tavsiye edilir. 30 mm çapında bir brülörde laminer bir yanma rejimi gözlemleniyorsa, daha büyük çaplı bir brülör kullanılmalıdır.
