Yonish bu fizik-kimyoviy jarayon

4.8-rasm - Olov oldidagi harakatlanish sxemasi silindrsimon trubkada

Olov oldidagi harorat aralashmaning tarkibiga qarab 1000 dan 2800 ° S gacha. Yonuvchan aralashmani yoqib yuborgandan so'ng, olovning sharsimon shakli juda tez buziladi va tobora yonib ketmaydigan aralashma tomon ko'proq tarqaladi. Olov old qismining kengayishi va uning yuzasining tez o'sishi alanganing markaziy qismi harakat tezligining oshishi bilan birga keladi. Aralashmaning trubaning o'qi bo'ylab and1 va τ2 vaqtlari harorati 4.9-rasmda keltirilgan.

4.9-rasm - Vaqt o'tishi bilan trubaning o'qi bo'ylab aralashmaning harorati o'zgarishi Olov tezlashuv quvur devorlariga tegib ketguncha yoki quvur devoriga juda yaqin kelguncha davom etadi. Hozirgi vaqtda olovning hajmi keskin pasayadi va uning faqat kichik bir qismi, olovdan trubaning barcha qismlarini qamrab oladi. Olov old tomonining kengayishi va uchqun yoqilgandan so'ng darhol tezlashishi, otash hali quvur devorlariga etib bormaganida, yonish mahsulotlari hajmining oshishi sabab bo'ladi. Quvur uzatmasi Olov, zarba va detonatsiya to'lqinlarining uyali tuzilishini shakllantirish bilan tebranishlarning paydo bo'lishiga olib keladi.Olovning old tomonidagi chiziqli tezlik doimiy emas, aralashmaning tarkibiga, inert aralashmalarga qarab o'zgaradi.

(yonmaydigan) gazlar, aralashmaning harorati, quvurlar diametri va boshqalar. Inert gazning issiqlik sig'imi qancha ko'p bo'lsa, u yonish haroratini pasaytiradi va olov tarqalish tezligini pasaytiradi. Shunday qilib, karbonat angidrid bilan suyultirilgan havo bilan metan aralashmasida, olovning tarqalish tezligi argon bilan suyultirilgan aralashmaga nisbatan qariyb uch baravar past. Aralashmani oldindan isitish tarqalish tezligini oshiradi otash. Olovning tarqalish tezligi aralashmaning boshlang'ich harorati kvadratiga mutanosib ekanligi aniqlandi.

Quvurlar diametrining oshishi bilan olov tarqalish tezligi notekis o'sadi. Quvurlar diametrining 10-15 sm ga oshishi bilan tezlik juda tez o'sib boradi va quvurlar diametrining yanada oshishi bilan u ortadi, lekin diametri ma'lum bir cheklangan diametrga yetguncha, tepada tezlikni oshirib bo'lmaydi. Quvurlar diametrining pasayishi bilan olov tarqalish tezligi pasayadi va kichik diametr bilan olov trubkada tarqalmaydi. Bu hodisa buni quvur devori orqali kuzatilgan issiqlik yo'qotishlarining ko'payishi bilan izohlash mumkin.

Shuning uchun, yonuvchan aralashmada olov tarqalishini to'xtatish uchun, idishni (bizning misolimizda, trubani) tashqi tomondan sovutish yoki aralashmani sovuq inert gaz bilan suyultirish orqali aralashmaning haroratini biron bir tarzda tushirish kerak. Olov tarqalishining oddiy tezligi nisbatan past (soniyada o'nlab metrlardan oshmaydi), ammo ma'lum sharoitlarda alang katta tezlikda (2 dan 5 km / s gacha) quvurlarda tarqaladi va ma'lum bir muhitda tovush tezligidan oshadi. Ushbu hodisa detonatsiya deb ataladi. Detonatsiyaning o'ziga xos xususiyatlari quyidagilardan iborat: 1) trubaning diametridan qat'i nazar yonish tezligining doimiyligi; 2) detonatsiya to'lqinidan kelib chiqqan yuqori olov bosimi, yonuvchan aralashmaning kimyoviy tabiatiga va dastlabki bosimga qarab 5 MPa va undan yuqori darajaga etishi mumkin; bundan tashqari, yuqori yonish tezligi tufayli ishlab chiqilgan bosim tomirning (yoki trubaning) shakli, sig'imi va siqilishiga bog'liq emas Tez yonishning uzoq vaqt portlashga o'tishini ko'rib chiqing. aralashmaning yopiq uchida yoqilganda doimiy tasavvurlar trubkasi. Olov oldidagi bosim ostida siqish to'lqinlari - zarba to'lqinlari - yonuvchan aralashmada paydo bo'ladi. Shok to'lqinida gaz harorati olov oldidan ancha oldin aralashmaning o'z-o'zidan yonishi sodir bo'lgan qiymatlarga ko'tariladi. Ushbu yonish usuli detonatsiya deb nomlanadi (4.11-rasm).

Rasm 4.11 - Portlash paytida gaz aralashmalarining harakatlantiruvchi oqimlari

Olov tezlashishi bilan zarba to'lqinining amplitudasi ham oshadi va siqilish harorati aralashmaning o'z-o'zidan yonish haroratiga etadi. Bir vaqtning o'zida yoqilgan gazning umumiy miqdorining ko'payishi, o'zgaruvchan tasavvurlar tezligiga ega reaktivda alanganing old tomoni egilib ketishi bilan izohlanadi; natijada uning yuzasi kattalashadi va yonayotgan modda miqdori mutanosib ravishda oshadi. Yonuvchan aralashmalarning yonish tezligini kamaytirishning usullaridan biri bu olovda inert gazlarga ta'sir qilishdir, ammo ularning samaradorligi pastligi sababli hozirgi vaqtda aralashmaga halogenlangan uglevodorodlarni qo'shish orqali kimyoviy yonish inhibisyoni qo'llaniladi.

Metan

Metan - tabiiy gazning asosiy tarkibiy qismi bo'lgan to'yingan uglevodorodlarning eng oddiy vakili. Boy gaz konlari Bokuda, Grozniyda, Dog'istonda, G'arbiy Sibirda va Krasnoyarsk o'lkasida joylashgan. U shuningdek, kon gazi deb ataladi, chunki ko'mir qazib olinganda u ko'pincha shaxtalarda chiqarilib, havo bilan portlovchi modda hosil qiladi aralashmalar. Metan fermentatsiyalash natijasida metan fermentatsiyasi natijasida tola (masalan, botqoq tubidagi botqoq gaz) ning parchalanishi natijasida tabiatda doimiy ravishda vujudga keladi. Shundan kelib chiqqan holda, u ko'pincha botqoq gaz deb ataladi. Bundan tashqari, yog'och va ko'mirni quruq distillash natijasida hosil bo'ladi.

Fizikaviy va kimyoviy xususiyatlari. Metan rangsiz gazdir va hidsiz, suvda ozgina eriydi, havodan engilroq (havoda nisbiy zichlik 0,55). U qo'shimcha reaktsiyaga qodir emas, faqat vodorod atomlarini xlor, brom, yod va ftor atomlari bilan almashtirish mumkin. Agar siz, masalan, yopiq silindrda xlor bilan metan aralashmasini tayyorlasangiz, xlorning sariq-yashil rangi asta-sekin yangi birikmalar paydo bo'lishi tufayli yo'qoladi. Metan bilan reaksiyaga kirishgan xlor asta-sekin undagi vodorod atomlarini almashtiradi. Bir necha bosqichdan iborat bo'lgan bu reaktsiyani tenglamalar bilan ifodalash mumkin. Natijada metan xlor hosilalari aralashmasi olinadi, ulardan alohida moddalarni ajratib olish mumkin.

Metanning brom, yod va ftor bilan reaktsiyasi ham xuddi shunday davom etadi. Xlor bilan metan quyosh nuri yoki boshqa kuchli yorug'lik manbai (portlash magniyning alangasi, atsetilen olovi va boshqalar) ta'sirida portlaydigan aralashma hosil qiladi. Buning sababi xlor molekulalari yorug'lik nurlari energiyasini o'zlashtirib, atomlarga ajralib chiqishga qodir. Xlor atomlari metan molekulalari bilan faol reaksiyaga kirishadi, portlash sodir bo'ladi va natijada uglerod va vodorod xloridi hosil bo'ladi

Xlor bilan metan aralashmasining portlashi 150 ° S ga qadar qizdirilganda ham sodir bo'lishi mumkin. Shuning uchun, umumiy saqlash qabul qilinishi mumkin emas.Xlor va metanli tsilindrlarni, azot kislotasi bilan o'zaro ta'sirida metan sanoatda hal qiluvchi sifatida keng qo'llaniladigan nitrometanni hosil qiladi:

Havoda metan ko'p miqdorda issiqlik chiqishi bilan kam nurli alev bilan yonadi:

Metanning otashning maksimal harorati taxminan 200 ° S ga etadi. Metan va havo aralashmasi portlash xususiyatiga ega. Metan-havo aralashmalarining portlashi bilan 720 kPa gacha bo'lgan bosim rivojlanadi. Shuning uchun bu metan hosil bo'lishi mumkin bo'lgan sanoat tarmoqlarida yoki tabiiy gaz chiqishi mumkin bo'lgan shaxtalarda havo tarkibini kuzatib borish va favqulodda holatlarda favqulodda vaziyatlarda choralar ko'rish. karbonat angidrid yoki azotdan foydalaning. Söndürme vositasi sifatida eng kam karbonat angidrid kontsentratsiyasi 26%, azot 39% tashkil etadi .. Havoni kuchli isitmasdan metan uglerod va vodorodga parchalanadi: