Cum funcționează reacția de ardere?

Arderea se numește reacția de oxidare, care are un ritm ridicat, însoțită de eliberarea căldurii în cantități mari și, de regulă, de o strălucire strălucitoare, pe care noi o numim flacără. Procesul de combustie este studiat prin chimie fizică, în care toate procesele exotermice care au o reacție de auto-accelerare sunt considerate a fi combustibile. Această auto-accelerare poate apărea datorită creșterii temperaturii (adică a unui mecanism termic) sau acumulării de particule active (pentru a avea o natură difuză).

Reacția de combustie are o caracteristică vizuală - prezența unei zone de temperatură înaltă (flacără), limitată spațial, unde cea mai mare parte a transformării substanțelor inițiale (combustibil) are loc în produsele de ardere. Acest proces este însoțit de eliberarea unui număr mare de persoane energia termică. Pentru a începe reacția (apariția unei flăcări), este nevoie de o anumită energie pentru aprindere, apoi procesul se desfășoară în mod spontan. Rata acesteia depinde de proprietățile chimice ale substanțelor implicate în reacție, precum și de procesele dinamice în timpul combustiei. Reacția de combustie are anumite caracteristici, dintre care cea mai importantă este valoarea calorică a amestecului și temperatura (adiabatică), care ar putea fi realizată teoretic cu arderea completă fără a lua în considerare pierderea de căldură.

pe stare agregată oxidarea și procesul de combustie a combustibilului pot fi atribuite unuia dintre cele trei tipuri. Reacția de ardere poate fi:

- omogen dacă combustibilul și oxidantul (preamestec) sunt într-o stare gazoasă,

- heterogen, în care un combustibil solid sau lichid interacționează cu un oxidant gazos,

- reacția de ardere a prafelor de pușcă și explozivi.

Acoperirea omogenă este cea mai simplă, are o rată constantă, în funcție de compoziția și conductivitatea termică moleculară a amestecului, temperatură și presiune.

Combustia arheologică este cea mai obișnuită atât în ​​natură, cât și în condiții artificiale. Viteza sa depinde de condițiile specifice ale procesului de combustie și de caracteristicile fizice ale ingredientelor. În combustibilii lichizi, viteza de evaporare are o mare influență asupra ratei de combustie, în timp ce pentru combustibilii solizi rata de gazificare. De exemplu, atunci când arde cărbunele, procesul formează două etape. La prima dintre ele (în cazul încălzirii relativ lentă), componentele volatile ale substanței (cărbune) sunt eliberate, restul de cocs rămâne pe cel de-al doilea.

Arderea gazelor (de exemplu, arderea etanului) are caracteristici proprii. Într-un mediu cu gaz, o flacără se poate răspândi pe o distanță largă. Se poate deplasa prin gaz la o viteză subsonică și această proprietate este inerentă nu numai în mediul gazos, ci și în amestecul fin dispersat de particule combustibile lichide și solide amestecate cu oxidant. Pentru a asigura arderea durabilă în astfel de cazuri, este necesară o proiectare specială a dispozitivului de cuptor.

Consecințele care sunt cauzate de reacția de ardere în mediul gazos sunt de două feluri. Prima este turbulența fluxului de gaz, ceea ce duce la o creștere accentuată a vitezei procesului. Perturbările acustice rezultate ale fluxului pot duce la următoarea etapă - nuclearea șoc val, ceea ce duce la detonarea amestecului. Trecerea de la ardere la faza de detonare depinde nu numai de proprietățile intrinseci ale gazului, ci și de dimensiunile sistemului și de parametrii de propagare.

Combustia de combustibil este folosită în inginerie și industrie. Principala sarcină, în același timp, este de a obține o maximă completă a arderii (adică, optimizarea eliberării căldurii) pentru un anumit interval. Arderea este folosită, de exemplu, în minerit - metodele de dezvoltare a diferitelor minerale se bazează pe utilizarea unui proces de combustibil. Dar, în anumite condiții naturale și geologice, fenomenul de ardere poate deveni un factor care prezintă un pericol grav. Un pericol real, de exemplu, este procesul de ardere spontană a turbei, ceea ce duce la apariția unor incendii endogene.