Yonish bu fizik-kimyoviy jarayon

Diffuziya va kinetik yonish

Yonish jarayonining vujudga kelishi va yo'nalishi quyidagi shartlar bilan belgilanadi: yonuvchi modda, kislorod (havo) va ateşleme manbai. Yonuvchan moddalar va kislorod reaktiv moddalar bo'lib, yonuvchan tizimni tashkil qiladi va ateşleme manbai, uning ichida yonish reaktsiyasini keltirib chiqaradi. Doimiy yonish bilan ateşleme zonasi reaktsiya zonasi. Yonuvchan tizimlar kimyoviy jihatdan bir hil va bir hil bo'lmagan bo'lishi mumkin. Kimyoviy bir hil tizimlarga yonuvchi modda va havo bir xil bo'lgan tizimlar kiradi: yonuvchi gazlar, bug'lar yoki chang bilan havo aralashmalari. Kimyoviy heterojen tizimlarga yonuvchi modda va havo kiradigan tizimlar kiradi ular aralashmaydi va interfeysga ega: qattiq yonuvchan materiallar va havodagi suyuqliklar, yonuvchi gazlar va havoga kiradigan bug'lar va boshqalar.

Bug 'va gazlarning yonishiga (bir hil yonish) suyuqlikning erkin yuzasidan ko'tarilgan bug'larning yonishi (1.3-rasm) yoki trubadan chiqadigan gazning yonishi kiradi.

Kislorodning qisman bosimi 159 mm RT. San'at. Va yonish zonasida - 0 mm RT. Qisman bosimning farqi natijasida havodan kislorod yonish mahsulotlari qatlami orqali yonish zonasiga tarqaladi. Demak, gidrogenlash reaktsiyasining tezligi kislorodning tarqalish tezligiga bog'liq.Qattiq yuzada yonish (heterojen yonish) misol antrasit, koks va ko'mirning yonishi hisoblanadi. Bunday holda, kislorodning yonish zonasiga tarqalishiga yonish mahsulotlari to'sqinlik qiladi, buni 1.4-rasmda ko'rsatilgan diagrammadan ko'rish mumkin.

Rasm 1.4 - Qattiq moddaning yonish zonasiga kislorod tarqalish diagrammasi (geterogen yonish)

Havo hajmidagi kislorod kontsentratsiyasi (C1) uning yonish zonasi (S0) yaqinidagi kontsentratsiyasidan ancha yuqori. Yonish zonasida etarli miqdordagi kislorodning yo'qligi yonishning kimyoviy reaktsiyasini to'xtatadi, shuning uchun kimyoviy jihatdan bir xil bo'lmagan yonuvchan tizimning umumiy yonish vaqti yonuvchi modda va havo kislorodining fizik aloqasi uchun zarur bo'lgan vaqtning yig'indisi τφ, va kimyoviy reaktsiya uchun sarflangan vaqt, τx:

Bir hil yonish holatida τφ miqdori aralashmaning hosil bo'lish vaqti, va heterojen yonish holatida esa kislorodni havodan yonishning qattiq yuzasiga o'tkazish vaqti deyiladi. Aloqaga qarab τφva tx yonishi diffuziya yoki kinetik deb ataladi. Kimyoviy jihatdan bir xil bo'lmagan yonuvchan tizimlarning yonishi paytida kislorodning yonuvchan moddaga tarqalish vaqti kimyoviy reaktsiya paydo bo'lishi uchun zarur bo'lgan vaqtdan e-mutanosib emas, ya'ni. τφ >> τhi amalda τg ≈ τφ.

Bu shuni anglatadiki, yonish tezligi yonuvchan moddaga kislorod tarqalish tezligi bilan belgilanadi. Bunday holda, jarayon diffuziya mintaqasida davom etadi, deyishadi. Bunday yonish diffuziya deb ataladi. Barcha olovlar diffuzion yonishdir.

Agar jarayonning fizik bosqichi vaqti kimyoviy reaktsiyani davom ettirish uchun zarur bo'lgan vaqtga nisbatan taqqoslanmas darajada qisqa bo'lsa, ya'ni. τφ << τx, keyin biz ≈g ≈ τφ ni olamiz. Jarayonning tezligi amalda faqat kimyoviy reaktsiyaning tezligi bilan belgilanadi. Bunday yonish kinetik deb ataladi. Shunday qilib, kimyoviy jihatdan bir hil yonuvchan tizimlar yondiriladi, bunda kislorod molekulalari yonuvchi moddaning molekulalari bilan yaqin aralashadi va aralashmaning hosil bo'lishiga vaqt sarflanmaydi. Yuqori haroratda kimyoviy reaktsiya tezligi yuqori bo'lganligi sababli, bunday aralashmalarning yonishi darhol sodir bo'ladi va portlash xarakteriga ega. Kimyoviy reaktsiya davomiyligi va jarayonning fizik bosqichining muvofiqligi bilan yonish oraliq deb ataladigan hududda sodir bo'ladi, bu erda Kimyoviy va fizik omillar uning tezligiga ta'sir qiladi.

1.5-rasmda yonish reaktsiyasi tezligining turli sohalarda haroratga bog'liqligi ko'rsatilgan.

1-egri chiziq kinetik yonish paytida reaktsiya tezligining o'zgarishini tasvirlaydi. Past haroratlarda aralashmadagi oksidlanish reaktsiyasining tezligi haroratning o'zgarishiga bog'liq bo'lib, ushbu mintaqada 1 egri asta-sekin ko'tariladi.

Yuqori haroratlarda oksidlanish reaktsiyasi harorat oshishi bilan kuchli tezlasha boshlaydi va 1 egri tik ko'tariladi. Shunday qilib, kinetik mintaqadagi reaktsiya tezligi faqat reaktsiya qiluvchi moddalarning haroratiga bog'liq bo'ladi 2-chiziq diffuziya yonishi paytida reaktsiya tezligining o'zgarishini ko'rsatadi. Past haroratlarda, 2 egri chizig'i bilan bir xil 1-egri chiziq, chunki oksidlanish reaktsiyasining tezligi kislorodning yonish zonasiga tarqalish tezligidan kam bo'ladi va shuning uchun reaktsiya kinetik mintaqada davom etadi. Reaksiyaga kirishayotgan moddalarning harorati ortishi bilan reaksiya tezligi yonish zonasiga kislorodning tarqalish tezligiga teng bo'ladi va keyin ikkinchisidan ancha ko'p. Bunday sharoitda jarayonning tezligi umuman kislorod tarqalish tezligi bilan belgilanadi. A egri 1 nuqtada, egri1 o'ngidan chetga chiqib, yo'nalishini o'zgartiradi. 2-chiziqning keyingi kursi shuni ko'rsatadiki, diffuziya tezligi bilan aniqlanadigan diffuziya mintaqasida yonish jarayoni tezligi haroratga juda kam bog'liq.