दहन की घटना और प्रसार के लिए आवश्यक शर्तें। दहन की शुरुआत और समाप्ति के लिए शर्तें

व्याख्यान 1

खंड 1. दहन की मूल अवधारणाएँ

मोमबत्ती जलाने के दौरान देखी गई घटनाएं ऐसी हैं कि प्रकृति का एक भी नियम ऐसा नहीं है जो किसी न किसी तरह से प्रभावित न हो।

एम. फैराडे

विषय 1. दहन प्रक्रियाओं की मूल बातें

प्रशन:

1. दहन प्रक्रिया का निर्धारण, दहन के लिए आवश्यक और पर्याप्त शर्तें। दहन के प्रकार।

2. लौ की मुख्य विशेषताएं। लौ का तापमान।

3. ज्वलनशील पदार्थों, ऑक्सीकारकों और ज्वलन स्रोतों का वर्गीकरण। दहन के दौरान रासायनिक प्रतिक्रियाएं।

अठारहवीं शताब्दी के मध्य में, एम.वी. लोमोनोसोव ने पहली बार सुझाव दिया कि दहन प्रक्रिया अंतःक्रिया की एक प्रक्रिया है। ज्वलनशील पदार्थवायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ, अर्थात्। ऑक्सीकरण। 1772-76 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक ए. लैवोसियर ने प्रयोगात्मक रूप से इसकी पुष्टि की। 1883 में, फ्रांसीसी रसायनज्ञ मलयार्ड और ले चेटेलियर ने लौ के प्रसार की सामान्य गति को मापा। रूसी और सोवियत स्कूलों के प्रतिनिधियों ने दहन सिद्धांत के निर्माण और विकास में उत्कृष्ट योगदान दिया। हमारे हमवतन, भौतिक विज्ञानी और मौसम विज्ञानी वी.ए. 1900 की शुरुआत में, मिखेलसन ने ज्वलनशील मिश्रण की संरचना पर फ्लेम फ्रंट के प्रसार की गति की निर्भरता स्थापित की, विस्फोटक दहन के थर्मल सिद्धांत की नींव रखी, और बन्सन बर्नर में गैस दहन के सिद्धांत को विकसित किया।

सोवियत दहन स्कूल के संस्थापक, नोबेल पुरस्कार विजेता, शिक्षाविद एन.एन. सेमेनोव ने ब्रांच्ड चेन रिएक्शन और थर्मल सेल्फ-इग्निशन (विस्फोट) का सिद्धांत विकसित किया। शिक्षाविद वाई.बी. ज़ेल्डोविच और प्रोफेसर डी.ए. फ्रैंक-कामेनेत्स्की ने ज्वाला प्रसार का सिद्धांत बनाया। हमारे वैज्ञानिकों के संस्थापक शोध को दुनिया भर में पहचान मिली है।

दहन तेज है (सेकंड या सेकंड के अंश), रेडॉक्स, एक्ज़ोथिर्मिक,

आत्मनिर्भर प्रक्रिया, अक्सर चमक और लौ के गठन के साथ।

इनमें से किसी भी संकेत की अनुपस्थिति इंगित करेगी कि विचाराधीन प्रक्रिया दहन पर लागू नहीं होती है, उदाहरण के लिए, धातु का क्षरण, प्रकाश बल्ब की चमक, स्फुरदीप्ति, आदि।

दहन की अवधारणा में धीमी प्रतिक्रियाएं (कम तापमान ऑक्सीकरण, जैव रासायनिक ऑक्सीकरण) और बहुत तेज (विस्फोटक परिवर्तन) शामिल नहीं हैं। दहन न केवल ऑक्साइड के निर्माण के कारण होता है, बल्कि फ्लोराइड, क्लोराइड और नाइट्राइड के निर्माण के कारण भी होता है। यह पाया गया कि ऑक्सीजन युक्त एनहाइड्राइड, लवण और चर वैलेंस तत्वों (सल्फर, नाइट्रोजन, क्रोमियम, मैंगनीज, क्लोरीन, आदि) के एसिड दहन प्रतिक्रियाओं में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य कर सकते हैं।

ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक होती हैं, इसलिए, दहन के दौरान, एक बड़ी संख्या कीगरमाहट। यह दहन प्रक्रियाओं के उच्च तापमान के कारण है, उदाहरण के लिए, लकड़ी - 700-800 डिग्री सेल्सियस, तेल उत्पाद - 1300-1500 डिग्री सेल्सियस। वैंट हॉफ नियम के अनुसार, प्रत्येक 10 डिग्री सेल्सियस के लिए तापमान में वृद्धि के साथ, प्रतिक्रिया दर 2-4 गुना बढ़ जाती है, अर्थात ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया की दर अधिक होनी चाहिए। यह इस प्रकार है कि दहन प्रक्रियाएं उच्च गति और उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं पर आधारित होती हैं। दहन के दौरान, उच्च तापमान पर गर्म किए गए वाष्पशील उत्पाद बनते हैं: C0 2, H 2 0, CO, आदि। गरमागरम दहन उत्पादों का घनत्व आसपास की हवा के घनत्व से 3-5 गुना कम होता है। इसलिए विस्थापित हैं ताजी हवाऊपर, यानी दहन के स्रोत के ऊपर, टी सी के गर्म निर्धारण का लगातार बढ़ता संवहनी प्रवाह होता है। कुछ निश्चित मूल्यों के साथ शुरुआत, मिश्रण, दुबला और समृद्ध दोनों, ज्वलनशील नहीं होते हैं। इसकी पुष्टि प्रयोगात्मक रूप से की जाती है। उदाहरण के लिए, ऑक्साइड के लिए निर्भरता वक्र с = f (C)

मिश्रण की संरचना पर

4. दहन प्रतिक्रिया दर दबाव और उत्प्रेरक पर निर्भर करती है, इसलिए ऑटोइग्निशन तापमान भी इन कारकों पर निर्भर करता है (तालिका 1)। तालिका 1 दबाव के आधार पर ऑटोइग्निशन तापमान में परिवर्तन

जैसा कि आप जानते हैं, उत्प्रेरक सकारात्मक (त्वरित) और नकारात्मक (प्रतिक्रिया को धीमा करने) में विभाजित हैं। सकारात्मक उत्प्रेरक ऑटोइग्निशन तापमान को कम करते हैं, जबकि नकारात्मक उत्प्रेरक इसे बढ़ाते हैं।

दहनशील मिश्रण वाले बर्तन की दीवारों में उत्प्रेरक गुण हो सकते हैं। पोत की दीवार की सामग्री की उत्प्रेरक गतिविधि में वृद्धि के साथ, Tc घट जाती है।

ज्वलनशील पदार्थों के मिश्रण का ऑटोइग्निशन तापमान आमतौर पर एडिटिविटी नियम का पालन नहीं करता है। उदाहरण के लिए, मेथनॉल और डायथाइल ईथर के मिश्रण का ऑटोइग्निशन तापमान अलग-अलग रचनाहमेशा योगात्मकता नियम के अनुसार गणना से कम।

इस प्रकार, दिए गए डेटा से पता चलता है कि तापमान

आत्म-प्रज्वलन वास्तव में स्थिर नहीं है, बल्कि इस पर निर्भर करता है

कई कारक। चित्र 2 में बिंदु C पर इसका वास्तविक मान केवल तापमान के प्रत्यक्ष माप द्वारा ही प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। लेकिन आधुनिक सुविधाएंमाप अभी तक इसे पर्याप्त सटीकता के साथ करने की अनुमति नहीं देते हैं, क्योंकि यह ज्ञात नहीं है कि दहनशील मिश्रण की मात्रा में प्रारंभिक दहन केंद्र किस बिंदु पर होता है। थर्मल सिद्धांतआत्म-प्रज्वलन इस स्थिति से बाहर निकलने का एक रास्ता सुझाता है। संपर्क C के बिंदु पर, एक तरफ, गर्मी रिलीज और गर्मी हटाने की समानता है। दूसरी ओर, बिंदु C पर, प्रत्येक फलन दूसरे के स्पर्शरेखा है, अर्थात। q + और q_ के तापमान के संबंध में व्युत्पन्न भी एक दूसरे के बराबर होना चाहिए। गणितीय रूप में, इसका निम्न रूप होगा:

Qrop - V-k 0 -C r0 p-C 0 K-exp (-E / RT c) = a (T-To) -S (27)

और डेरिवेटिव के लिए:

Q r0p -V-k o -C r0p -C 0K -exp (-E / RTc) -E / RT c 2 = a-S (28)

(27) को (28) से भाग देने पर हमें प्राप्त होता है:

आरटी सी 2 / ई = टी सी - टी 0। (29)

इस द्विघात समीकरण से सरल गणितीय परिवर्तनों द्वारा, आप Tc के लिए एक व्यंजक पा सकते हैं, जिसका रूप होगा: T c = To + RT c 2 / E। (तीस)

अंजीर। 2 से यह देखा जा सकता है कि स्व-प्रज्वलन के दौरान, बर्तन में मिश्रण को तापमान T 0 से T c तक गर्म किया जाता है। गणना से पता चलता है कि उनके बीच का अंतर छोटा है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोकार्बन के लिए यह केवल 30 डिग्री सेल्सियस है।

इस परिस्थिति का उपयोग व्यवहार में किया जाता है: पोत की दीवार का सबसे कम तापमान जिस पर ऑटोइग्निशन होता है उसे ऑटोइग्निशन तापमान के रूप में लिया जाता है।

चूंकि ऑटोइग्निशन तापमान इसके निर्धारण के लिए शर्तों (पोत की सामग्री, उसके आकार, आयाम, आदि) पर निर्भर करता है, इस क्षण को बाहर करने के लिए, हमारे देश और विदेश में, सभी प्रयोगशालाओं के लिए समान परीक्षण की स्थिति, निश्चित GOST में, कानूनी रूप से स्थापित हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह तकनीक सार्वभौमिक है और इसका उपयोग गैसों, तरल पदार्थों और ठोस दहनशील पदार्थों के ऑटोइग्निशन तापमान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। ऑटोइग्निशन तापमान वर्तमान में कई पदार्थों के लिए परिभाषित किया गया है और संदर्भ साहित्य में पाया जा सकता है। अल्केन्स, सुगंधित हाइड्रोकार्बन और स्निग्ध अल्कोहल के लिए, इसकी गणना यौगिक अणु की सशर्त औसत लंबाई से की जा सकती है।

एक ज्वलनशील पदार्थ की उपस्थिति,

एक आक्सीकारक की उपस्थिति

एक प्रज्वलन स्रोत की उपस्थिति।

ज्वलनशील पदार्थ और ऑक्सीकारक को प्रज्वलन स्रोत द्वारा एक निश्चित तापमान तक गर्म किया जाना चाहिए। एक स्थिर दहन प्रक्रिया में, दहन क्षेत्र प्रज्वलन का एक निरंतर स्रोत है, अर्थात। वह क्षेत्र जहाँ अभिक्रिया होती है, ऊष्मा और प्रकाश उत्सर्जित करता है।

आग लगाने के सूत्र:

खुली आग,

गर्मी तापन तत्वऔर उपकरण,

विद्युत ऊर्जा,

यांत्रिक चिंगारी की ऊर्जा,

स्थैतिक बिजली और बिजली का निर्वहन,

पदार्थों और सामग्रियों (सहज दहन), आदि के स्व-हीटिंग की प्रक्रियाओं की ऊर्जा।

पदार्थों का दहन पूर्ण या अपूर्ण हो सकता है। पूर्ण दहन के साथ, ऐसे उत्पाद बनते हैं जो आगे दहन में असमर्थ होते हैं (सीओ 2, एच 2 ओ, एचसीएल); अपूर्ण दहन के मामले में, परिणामी उत्पाद आगे दहन करने में सक्षम हैं (सी, सीओ, सीएच, एच 2 एस, एचसीएन, एनएच 3), एक नियम के रूप में, अपूर्ण दहन के उत्पाद जहरीले होते हैं। अधूरे दहन का एक संकेत बिना जले हुए कार्बन कणों (कालिख) वाले धुएं की उपस्थिति है। दहन उत्पाद गैसीय, तरल होते हैं और ठोसदहन के दौरान ऑक्सीजन के साथ एक दहनशील पदार्थ के संयोजन के परिणामस्वरूप बनता है। उनकी संरचना जलने वाले पदार्थ की संरचना और उसके दहन की स्थितियों पर निर्भर करती है। आग की स्थिति में, कार्बनिक पदार्थ (लकड़ी, कपड़े, गैसोलीन, प्लास्टिक, रबर, आदि) सबसे अधिक बार जलते हैं, जिसमें मुख्य रूप से कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन होते हैं। कम अक्सर, आग के दौरान अकार्बनिक पदार्थ जलते हैं, जैसे सल्फर, फास्फोरस, सोडियम, पोटेशियम, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, मैग्नीशियम, आदि।

हवा में ऑक्सीजन की सांद्रता में बदलाव के साथ, दहन की तीव्रता भी बदल जाती है। हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 16% से कम होने पर अधिकांश पदार्थों का दहन रुक जाता है।

गर्म होने पर, सभी तरल दहनशील पदार्थ और अधिकांश ठोस, वाष्पित या विघटित होने वाले, गैसीय में बदल जाते हैं, जो ऑक्सीजन या अन्य ऑक्सीकरण एजेंट के साथ एक दहनशील मिश्रण बनाते हैं। गैस-वायु मिश्रण का दहन शुरू करने के लिए, एक बाहरी प्रज्वलन स्रोत की उपस्थिति आवश्यक नहीं है, एक निश्चित सीमा तक तापमान में वृद्धि पर्याप्त है।

आग में जलने के अलावा, द्रव्यमान और गर्मी हस्तांतरण की घटनाएं शामिल हैं जो समय और स्थान में विकसित होती हैं। ये घटनाएं परस्पर जुड़ी हुई हैं और आग के मापदंडों की विशेषता है: बर्नआउट दर, तापमान, आदि। और कई स्थितियों से निर्धारित होते हैं, जिनमें से कई यादृच्छिक हैं।

द्रव्यमान और गर्मी हस्तांतरण की घटना को कहा जाता है सामान्य घटना , अर्थात। किसी भी आग की विशेषता, उसके आकार और स्थान की परवाह किए बिना। केवल दहन के उन्मूलन से उनकी समाप्ति हो सकती है। आग में, दहन प्रक्रिया को एक व्यक्ति द्वारा पर्याप्त रूप से लंबे समय तक नियंत्रित नहीं किया जाता है। इस प्रक्रिया का परिणाम बड़े भौतिक नुकसान हैं।

सामान्य घटनाएं हो सकती हैं विशेष घटना , अर्थात। जो आग पर लग भी सकते हैं और नहीं भी। इनमें शामिल हैं: तकनीकी उपकरणों और प्रतिष्ठानों के विस्फोट, विरूपण और पतन, भवन संरचना, टैंकों और अन्य घटनाओं से तेल उत्पादों की बुदबुदाहट या रिहाई।किसी विशेष घटना का उद्भव और पाठ्यक्रम तभी संभव है जब आग लगने पर कुछ अनुकूल परिस्थितियाँ पैदा हों।

आग भी साथ है सामाजिक घटनाएँजिससे समाज को न केवल भौतिक क्षति होती है। जहरीले दहन उत्पादों से लोगों की मौत, थर्मल चोटें और जहर, सुविधाओं पर घबराहट की घटना सामूहिक प्रवासलोग, आदि - आग में होने वाली घटनाएं भी। और वे निजी भी हैं, क्योंकि वे आग के साथ होने वाली सामान्य घटनाओं से गौण हैं। यह घटनाओं का एक विशेष समूह है जो लोगों में महत्वपूर्ण मनोवैज्ञानिक अधिभार और यहां तक ​​​​कि तनावपूर्ण स्थितियों का कारण बनता है।

दहन एक रासायनिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है जो गर्मी की रिहाई और प्रकाश के उत्सर्जन के साथ होती है। दु: ख होता है और कुछ शर्तों के तहत आगे बढ़ता है। इसके लिए एक ज्वलनशील पदार्थ, ऑक्सीजन और एक प्रज्वलन स्रोत की आवश्यकता होती है।

दहन होने के लिए, एक ज्वलनशील पदार्थ को एक निश्चित तापमान पर एक प्रज्वलन स्रोत (लौ, चिंगारी, गरमागरम शरीर) या किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा के थर्मल अभिव्यक्ति द्वारा गर्म किया जाना चाहिए: रासायनिक (एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया), यांत्रिक (सदमे, संपीड़न) , घर्षण), आदि आदि।

एक दहनशील पदार्थ को गर्म करने के दौरान निकलने वाली वाष्प और गैसें हवा के साथ मिश्रित होती हैं और एक दहनशील मिश्रण का निर्माण करती हैं। जैसे ही गैसों और वाष्पों के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप गर्मी जमा होती है, रासायनिक प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप दहनशील मिश्रण का आत्म-प्रज्वलन होता है और एक लौ दिखाई देती है।

एक लौ की उपस्थिति के साथ, दहन सेट होता है, जो अनुकूल परिस्थितियों में तब तक जारी रहता है जब तक कि पदार्थ पूरी तरह से जल न जाए।

एक स्थिर दहन प्रक्रिया में, प्रज्वलन का एक निरंतर स्रोत दहन क्षेत्र होता है, अर्थात वह क्षेत्र जहां एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, गर्मी निकलती है और प्रकाश उत्सर्जित होता है।

दहन की घटना और पाठ्यक्रम के लिए, दहनशील पदार्थ और ऑक्सीजन एक निश्चित मात्रात्मक अनुपात में होना चाहिए। अधिकांश ज्वलनशील पदार्थों के लिए हवा में ऑक्सीजन की मात्रा कम से कम 14-18% होनी चाहिए।"

कई जाने जाते हैं विभिन्न प्रकारदहन केंद्र (एक मोमबत्ती का जलना, एक शक्तिशाली औद्योगिक भट्टी, एक इमारत या संरचना की आग, आदि)। वे सभी एक दूसरे से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं और दहनशील पदार्थ की प्रकृति में भिन्न होते हैं, हालांकि, दहन के दौरान और इसकी प्रक्रिया में होने वाली मुख्य घटनाएं समान होती हैं।

एक साधारण दीपक (मोम मोमबत्तियां, स्टीयरिक मोमबत्तियां, आदि) की दहन प्रक्रिया पर विचार करें। जब तक इसके लिए पर्याप्त ईंधन (मोम, स्टीयरिन, पैराफिन) है, तब तक एक सामान्य वायु वातावरण में एक जली हुई मोमबत्ती लगातार जलती रहती है। मूल शर्तों में से एक के उल्लंघन के कारण मोमबत्ती बुझ जाएगी

दहन तंत्र

दहन मुश्किल है भौतिक रासायनिक प्रक्रिया... इंजन का अधिकांश प्रदर्शन, हालांकि, दहन प्रक्रिया की भौतिक-रासायनिक विशेषताओं से प्रभावित नहीं होता है, बल्कि गर्मी छोड़ने के पैटर्न और इसके कारण सिलेंडर में दबाव और तापमान में परिवर्तन से प्रभावित होता है। वे ऊर्जा निर्धारित करते हैं और आर्थिक संकेतकभागों पर चक्र, स्थिर और गतिशील भार, अधिकतम चक्र दबाव पी जेड और दहन के दौरान दबाव बढ़ने की दर द्वारा अनुमानित (डीपी / डी (जे) अधिकतम(एमपीए / डिग्री पीसीएच) या (डीपी / डीटी) अधिकतम(एमपीए / एस), भागों के थर्मल तनाव, तापमान और गर्मी प्रवाह के वितरण, शोर उत्सर्जन की तीव्रता, इंजन में यांत्रिक नुकसान और निकास गैसों की विषाक्तता के कुछ हद तक अनुमानित। V से 5-15 ° पहले शुरू होने वाली गर्मी उत्पादन के साथ इंजन का अनुकूल प्रदर्शन सुनिश्चित किया जाता है। मीटर टी।, क्रैंकशाफ्ट के रोटेशन के कोणों की सीमा में दबाव में एक समान वृद्धि 15-30 ° और आम तौर पर 45-50 ° में समाप्त होती है। ऊष्मा विमोचन के ऐसे चरित्र के साथ एक वास्तविक चक्र में गर्मी का उपयोग उस चक्र से बहुत कम होता है जो गर्मी की आपूर्ति के साथ एक चक्र में होता है वी = कॉन्स्ट, वी पर पिस्टन के बाद से। m. t. कम गति से चलता है और इसलिए गर्मी छोड़ने के दौरान थोड़ी दूरी तय करता है। तो, अगर गर्मी रिलीज वी के बाद 35 डिग्री समाप्त हो जाती है। एमटी, तो गैसों के बाद के विस्तार की डिग्री संपीड़न की डिग्री से केवल 11-12% भिन्न होती है। वास्तव में, इंजन के शीतलन माध्यम और यांत्रिक नुकसान में गर्मी के नुकसान में कमी के कारण तत्काल गर्मी रिलीज की तुलना में क्रमिक गर्मी रिलीज अधिक फायदेमंद है। भौतिक रासायनिक विशेषताएंदहन प्रक्रियाओं का लौ के विकिरण, भागों पर जमा और निकास गैसों की विषाक्तता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

दहन सिद्धांत... कैनेटीक्स की अवधारणाओं के अनुसार रासायनिक प्रतिक्रिएं, प्रतिक्रिया का कार्य तब होता है जब अणु टकराते हैं, जिसकी ऊर्जा प्रत्येक प्रतिक्रिया के लिए एक निश्चित मूल्य से अधिक होती है, जो मौजूदा इंट्रामोल्युलर बॉन्ड को नष्ट करने और उन्हें नए के साथ बदलने के लिए पर्याप्त होती है। इस महत्वपूर्ण ऊर्जा मान को सक्रियण ऊर्जा कहा जाता है, और जो अणु स्वयं प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हैं उन्हें थर्मली सक्रिय कहा जाता है। तापमान के साथ ऊष्मीय रूप से सक्रिय अणुओं के प्रति इकाई समय में टकराव की संख्या में काफी वृद्धि होती है। यह अभिकर्मकों की प्रकृति, मिश्रण और दबाव में उनके अनुपात पर भी निर्भर करता है। दबाव में वृद्धि के साथ, प्रति इकाई आयतन में प्रत्येक अभिकारक के अणुओं की संख्या में वृद्धि के कारण टकराव की आवृत्ति बढ़ जाती है, और इससे अधिक हद तक अधिकअणु n m प्रतिक्रिया के एक प्रारंभिक कार्य में भाग लेता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर, प्रति इकाई समय प्रति इकाई मात्रा में प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थ की मात्रा से मापा जाता है [किग्रा / (एस एम 3) या किमी / (एस एम 3)],

यहाँ साथ- अभिकर्मक की एकाग्रता; टी- समय; के बारे में- मिश्रण में अभिकारकों की प्रकृति और अनुपात के आधार पर टकराव स्थिरांक; आर- दबाव ; एन एम- रासायनिक प्रतिक्रिया का क्रम; क्यू ए- अभिकर्मकों की प्रकृति, प्रतिक्रिया तंत्र और राज्य मापदंडों के आधार पर सक्रियण ऊर्जा; टी- मिश्रण तापमान, श्रीएक सार्वत्रिक गैस नियतांक है।

दी गई निर्भरता उस स्थिति के लिए मान्य है जब अभिकर्मकों की सांद्रता अपरिवर्तित बनी रहती है। हकीकत में यह बदल जाता है। इसलिए, प्रतिक्रिया के दौरान, इसकी गति अधिकतम तक पहुंच जाती है, और फिर घटकर शून्य हो जाती है।

प्रारंभिक पदार्थों के ऊष्मीय रूप से सक्रिय अणुओं के टकराव के परिणामस्वरूप होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की पहले बताई गई अवधारणाएं कई टिप्पणियों की व्याख्या करने के लिए अपर्याप्त निकलीं, क्योंकि: 1) दबाव पर प्रतिक्रिया दर की प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त निर्भरता अक्सर होती है एक भिन्नात्मक सकारात्मक घातांक, हालांकि यह स्पष्ट है कि प्रतिक्रिया में अणुओं की भिन्नात्मक संख्या भाग नहीं ले सकती है; 2) कुछ पदार्थों के अलावा, तथाकथित योजक, ईंधन के लिए बहुत कम सांद्रता के बावजूद, दहन प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है; 3) राज्य के मापदंडों पर पूर्व-लौ प्रतिक्रियाओं की दरों की निर्भरता (2.17) द्वारा निर्धारित सीमा से काफी हद तक विचलित होती है कि एक निश्चित सीमा में तापमान में वृद्धि प्रतिक्रिया दर में कमी (नकारात्मक तापमान निर्भरता) के साथ होती है। ); 4) मिश्रण के तापमान को बढ़ाए बिना उच्च दर पर कई प्रतिक्रियाएं होती हैं।

इन और कई अन्य घटनाओं को श्रृंखला प्रतिक्रियाओं के सिद्धांत के आधार पर समझाया गया था, जिसके विकास में एक उत्कृष्ट भूमिका एकेड के नेतृत्व वाले सोवियत वैज्ञानिकों के स्कूल की है। एन.एन.सेमेनोव। इस सिद्धांत की अवधारणाओं के अनुसार, रासायनिक प्रतिक्रियाओं का भारी बहुमत एक श्रृंखला तंत्र के अनुसार आगे बढ़ता है, अर्थात, प्रारंभिक पदार्थ कई प्रतिक्रियाओं के गठन के साथ व्यक्तिगत प्रतिक्रियाओं की कम या ज्यादा लंबी श्रृंखला के माध्यम से अंतिम में गुजरते हैं। मध्यवर्ती, अक्सर अत्यंत अस्थिर, यौगिक। श्रृंखला प्रतिक्रिया के विकास में अग्रणी भूमिका रासायनिक रूप से सक्रिय कणों द्वारा मुक्त संयोजकता के साथ निभाई जाती है, जो आसानी से थर्मल सक्रियण के बिना प्रारंभिक या मध्यवर्ती उत्पादों के साथ एक यौगिक बनाते हैं। इन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, अंतिम उत्पाद प्राप्त होते हैं और एक ही समय में समान या अन्य सक्रिय कणों की एक निश्चित मात्रा में फिर से बनते हैं, जो फिर से प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं, परिवर्तनों की श्रृंखला को नवीनीकृत करते हैं।

यदि, किसी अणु के साथ रासायनिक रूप से सक्रिय कण के प्राथमिक कार्य के परिणामस्वरूप, केवल एक सक्रिय भाग का पुनर्निर्माण किया जाता है, तो प्रतिक्रिया की एक सरल निरंतरता होती है और यह अशाखित होती है। एक अशाखित श्रृंखला प्रतिक्रिया की दर प्रति इकाई समय में उत्पन्न होने वाले सक्रिय कणों की संख्या से निर्धारित होती है, और मध्यम लंबाईजंजीर। रासायनिक रूप से सक्रिय कण ऊष्मीय रूप से सक्रिय अणुओं के टकराव या स्वतःस्फूर्त क्षय के परिणामस्वरूप बनते हैं। इसलिए लत डब्ल्यू = एफ (पी, टी)एक अशाखित श्रृंखला अभिक्रिया (2.17) के समान होती है। इस मामले में, कुछ प्रभावी सक्रियण ऊर्जा पर विचार किया जाता है, जो तापमान पर प्रक्रिया दर की अंतिम निर्भरता की विशेषता है। यदि, एक सक्रिय कण की भागीदारी के साथ प्राथमिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, दो या दो से अधिक नए सक्रिय कण दिखाई देते हैं, तो इसे चेन ब्रांचिंग कहा जाता है। तापमान में वृद्धि के अभाव में भी इस प्रतिक्रिया की दर समय के साथ बहुत तेजी से बढ़ती है। श्रृंखला समाप्ति तब होती है जब रासायनिक रूप से सक्रिय कण एक दूसरे से टकराते हैं और प्रतिक्रियात्मक मिश्रण के आसपास की दीवारों द्वारा सोखने के परिणामस्वरूप। इसलिए, रासायनिक रूप से सक्रिय कणों की एकाग्रता में वृद्धि के साथ श्रृंखला के टूटने की संख्या में वृद्धि होती है और, परिणामस्वरूप, शाखित श्रृंखला प्रतिक्रिया की दर स्थिर हो जाती है और फिर प्रारंभिक पदार्थों के जलने के परिणामस्वरूप घट जाती है .

श्रृंखला प्रतिक्रियाओं के सिद्धांत के अनुसार, प्रतिक्रिया का भिन्नात्मक क्रम प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम के एक जटिल तंत्र का परिणाम होता है, जिसमें कई प्रारंभिक चरण शामिल होते हैं, जिनमें से प्रत्येक का अपना क्रम होता है। प्रत्येक मध्यवर्ती अवस्था के महत्व के आधार पर, घातांक का एक या दूसरा मान प्राप्त किया जाता है आरमें (2.17)। तथ्य यह है कि प्रत्येक प्रतिक्रियाशील कण परिवर्तनों की एक पूरी श्रृंखला का स्रोत है, जिससे ईंधन योजक की छोटी मात्रा के त्वरित या पीछे हटने वाले प्रभाव की व्याख्या करना संभव हो जाता है। नकारात्मक तापमान निर्भरता वूइस तथ्य से समझाया गया है कि तापमान में वृद्धि से मध्यवर्ती प्रतिक्रिया उत्पाद की एकाग्रता में वृद्धि होती है, जो अंतिम उत्पादों के गठन को रोकता है।

पिस्टन इंजन में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का क्रम कणों के थर्मल और रासायनिक सक्रियण दोनों से प्रभावित होता है। के लिये अलग-अलग स्थितियांसक्रियण विधियों में से एक प्रमुख हो सकता है। हालांकि, ज्यादातर मामलों में, प्रतिक्रियाओं के थर्मल आत्म-त्वरण द्वारा निर्णायक प्रभाव डाला जाता है। अपवाद स्व-प्रज्वलन प्रक्रिया है।

जलाने से - वे भौतिक रासायनिक प्रक्रिया कहते हैं, जो तीन संकेतों की विशेषता है: रासायनिक परिवर्तन, गर्मी रिलीज, प्रकाश उत्सर्जन

दहन का आधार एक ऑक्सीकरण एजेंट के साथ एक दहनशील पदार्थ की रेडॉक्स प्रतिक्रिया है। क्लोरीन, ब्रोमीन, सल्फर, ऑक्सीजन, ऑक्सीजन और अन्य पदार्थ ऑक्सीकरण एजेंट हो सकते हैं।

हालांकि, अक्सर हवा के वातावरण में दहन से निपटना आवश्यक होता है, जबकि ऑक्सीकरण एजेंट हवा में ऑक्सीजन होता है।

दहन होने के लिए, यह आवश्यक है:

ज्वलनशील पदार्थ;

ऑक्सीकरण एजेंट;

प्रज्वलन का स्रोत।

लेकिन इस मामले में, दहन संभव होगा यदि दहनशील पदार्थ और ऑक्सीजन या अन्य ऑक्सीकरण एजेंट एक निश्चित मात्रात्मक अनुपात में हों, और थर्मल आवेग में पदार्थों को उसके प्रज्वलन के तापमान तक गर्म करने के लिए पर्याप्त गर्मी की आपूर्ति होती है।

यदि हवा में थोड़ा ज्वलनशील पदार्थ मिला हुआ है या थोड़ी ऑक्सीजन है (कम .) 14-16% ), दहन प्रक्रिया शुरू नहीं होती है।

दहन एक खुली लौ या गरमागरम गर्मी के दहनशील पदार्थ पर सीधी कार्रवाई के कारण हो सकता है, दहनशील पदार्थ के कमजोर लेकिन निरंतर और निरंतर हीटिंग, सहज दहन, रासायनिक ऊर्जा, यांत्रिक ऊर्जा (घर्षण, प्रभाव, दबाव), उज्ज्वल गर्मी ऊर्जा गर्म प्रति उच्च तापमानहवा, आदि

इसलिए, दहन की घटना के लिए आवश्यक शर्तों और दहन प्रक्रिया के लिए आवश्यक शर्तों के बीच अंतर करना आवश्यक है।

दहन की स्थिति:

1. दहन क्षेत्र में प्रवेश करने वाली हवा में ऑक्सीजन की मात्रा कम से कम होगी 14–16% , अर्थात। पदार्थ और ऑक्सीकरण एजेंट एक निश्चित मात्रात्मक अनुपात में हैं।

दहन क्षेत्र का तापमान, जो प्रज्वलन का एक निरंतर स्रोत है और एक दहनशील पदार्थ की ऊपरी परत के ताप का स्रोत है, इसके प्रज्वलन तापमान से अधिक है।

3. दहन क्षेत्र में दहनशील गैसों और वाष्प (किसी पदार्थ के अपघटन उत्पादों) के प्रसार की दर दहन की दर से थोड़ी अधिक होगी।

4. पदार्थ के दहन के दौरान दहन क्षेत्र द्वारा उत्सर्जित ऊष्मा की मात्रा सतह की परत को उसके प्रज्वलन के तापमान तक गर्म करने के लिए पर्याप्त होगी।

यदि इनमें से कोई भी स्थिति अनुपस्थित है, तो दहन प्रक्रिया नहीं होगी।

आग का खतरा किसी भी पदार्थ, स्थिति या प्रक्रिया में निहित आग की घटना या विकास की संभावना है।

इस परिभाषा से हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि आग से खतरापदार्थों और सामग्रियों का प्रतिनिधित्व करते हैं, यदि उनके गुणों के आधार पर, वे आग की शुरुआत या विकास के पक्ष में हैं। ऐसे पदार्थों और सामग्रियों को आग खतरनाक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

ज्वलनशील पदार्थों का वर्गीकरण

ज्वलनशील पदार्थ, जलने की क्षमता के अनुसार, विभाजित हैं:

ज्वाला मंदक;

अज्वलनशील।

दहनशीलवे पदार्थ जो प्रज्वलन स्रोत को हटाने के बाद स्वतंत्र रूप से जल सकते हैं, कहलाते हैं। ज्वलनशील पदार्थ, बदले में, ज्वलनशील और शायद ही ज्वलनशील में विभाजित होते हैं।

ज्वलनशीलपदार्थ एक ज्वलनशील पदार्थ है जो माचिस की तीली, चिंगारी और इसी तरह के कम ऊर्जा वाले इग्निशन स्रोतों के अल्पकालिक संपर्क से प्रज्वलित हो सकता है।

इसमे शामिल है:

ज्वलनशील तरल(ГЖ):

अनिलिन GZh;

एथिलीन ग्लाइकॉल GZh;

मोटर और ट्रांसफार्मर तेल GZh;

ज्वलनशील तरल पदार्थ के लिए एसीटोन;

ज्वलनशील गैसोलीन;

बेंजीन ज्वलनशील;

डायथाइल ईथर, आदि।

GZh एक तरल है जो प्रज्वलन स्रोत को हटाने और एक फ्लैश बिंदु उच्च होने के बाद स्वतंत्र रूप से जलने में सक्षम है 66 0 साथ.

ज्वलनशील तरल पदार्थ - ज्वलनशील तरल पदार्थ जिनका फ्लैश पॉइंट . से अधिक नहीं होता है 66 0 साथ।

ज्वलनशील गैसें(Y Y) :

प्रोपेन, आदि

जीजी - तापमान पर हवा के साथ ज्वलनशील और विस्फोटक मिश्रण बनाने में सक्षम गैस . से अधिक नहीं 55 0 साथ.

ज्वलनशील पदार्थ:

सेल्युलाइड;

पॉलीस्टाइरीन;

नेफ़थलीन;

लकड़ी का बुरादा;

कागज, आदि

ज्वलनशीलपदार्थ ज्वलनशील पदार्थ कहलाते हैं जो केवल एक शक्तिशाली प्रज्वलन स्रोत के प्रभाव में प्रज्वलित हो सकते हैं।

इसमे शामिल है:

गेटिनैक्स;

पीवीसी टाइलें;

लकड़ी।

मुश्किल ज्वलनशील- ऐसे पदार्थ कहलाते हैं जो एक प्रज्वलन स्रोत के प्रभाव में जल सकते हैं, लेकिन इसे हटाने के बाद आत्म-दहन करने में सक्षम नहीं हैं।

इसमे शामिल है:

सोडियम ट्राइक्लोरोएसेटेट ( ना (सीएच 3 ) l 3 );

शराब के जलीय घोल;

अमोनिया पानी, आदि।

अज्वलनशीलवे पदार्थ कहलाते हैं जो साधारण संघटन वाले वायु के वातावरण में दहन करने में असमर्थ होते हैं। इनमें ईंट, कंक्रीट, संगमरमर और प्लास्टर शामिल हैं। गैर-ज्वलनशील पदार्थों में, कई अत्यधिक ज्वलनशील पदार्थ होते हैं जो पानी के साथ या एक दूसरे के साथ बातचीत करते समय ज्वलनशील उत्पादों या गर्मी को छोड़ देते हैं।

इसमे शामिल है:

कैल्शियम कार्बाइड ( सीएसी 2 );

क्विकलाइम ( CaCO 3 );

धातुओं के साथ पतला एसिड (सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक);

oxidants केएमपीओ 4 , सीए 2 हे 2 , ओ 2 , एच 2 हे 2 , लेकिन 3 , संपीड़ित और तरल ऑक्सीजन।

व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य और सुरक्षा

रासायनिक प्रक्रियाजलता हुआ। दहन कारक। दहन प्रक्रिया को आगे बढ़ाने के लिए, तीन कारकों की आवश्यकता होती है: ऑक्सीडाइज़र का दहनशील पदार्थ और प्रज्वलन स्रोत। ऑक्सीजन की अधिकता से परिपूर्ण, दहन उत्पाद आगे ऑक्सीकरण करने में सक्षम नहीं हैं।

74. दहन रासायनिक प्रक्रिया। दहन कारक। आग बुझाने के बुनियादी सिद्धांत।

दहन- यह गर्मी और प्रकाश की रिहाई के साथ-साथ पदार्थों का एक जटिल, तेजी से आगे बढ़ने वाला भौतिक-रासायनिक परिवर्तन है। दहन प्रक्रिया को आगे बढ़ने के लिए, तीन कारकों की आवश्यकता होती है: एक दहनशील पदार्थ, एक ऑक्सीडाइज़र और एक प्रज्वलन स्रोत।

ऑक्सीकरण एजेंट - वायु ऑक्सीजन या कुछ अन्य पदार्थ: क्लोरीन, फ्लोरीन, ब्रोमीन, नाइट्रोजन ऑक्साइड।

इग्निशन स्रोत- विभिन्न मूल (विद्युत, स्थैतिक, आदि) की यादृच्छिक चिंगारी

पूर्ण और अपूर्ण दहन में भेद कीजिए।पूर्ण - ऑक्सीजन की अधिकता के साथ, दहन उत्पाद आगे ऑक्सीकरण करने में सक्षम नहीं होते हैं।अधूरा - तब होता है जब ऑक्सीजन की कमी होती है और जहरीले और ज्वलनशील उत्पाद बनते हैं।

लौ प्रसार की गति के अनुसार, उन्हें प्रतिष्ठित किया जाता है: अपस्फीति दहन - प्रसार की गति दसियों m / s है; विस्फोटक - प्रति सेकंड सैकड़ों मीटर; विस्फोट (हजारों मीटर प्रति सेकंड)

दहनशील मिश्रण के आधार पर, दहन होता है: सजातीय (ऑक्सीकारक पर एकत्रीकरण की एक अवस्था); विषम।

दहन प्रक्रियाएं:

Chamak- एक दहनशील मिश्रण का तेजी से दहन, संपीड़ित गैसों के गठन के साथ नहीं।

दहन - एक प्रज्वलन स्रोत के प्रभाव में दहन की घटना।

इग्निशन - ज्वाला के साथ प्रज्वलन।

स्वतःप्रवर्तित दहन- एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं की दर में तेज वृद्धि की घटना, जिससे एक प्रज्वलन स्रोत की अनुपस्थिति में किसी पदार्थ के दहन की घटना होती है।

- स्वयंजलन- सहज दहन, एक लौ की उपस्थिति के साथ।

में से एक प्रभावी साधनआग बुझाने वाले अग्निशामक हैं। वर्तमान में, मैनुअल अग्निशामक -10, वायु-फोम ОВП-10 (चित्र 10), कार्बन डाइऑक्साइड ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8, मोबाइल कार्बन डाइऑक्साइड अग्निशामक -2М और चूर्ण अग्निशामक-ओपी-1, ओपीएस-6, ओपीएस-10 (चित्र 11)।

रासायनिक फोम मैनुअल अग्निशामक OHP-10 को उनकी घटना के प्रारंभिक चरण में आग बुझाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

अग्निशामक यंत्र को सक्रिय करने के लिए उसे बगल में ले जाना आवश्यक हैऔर नीचे हैंडल, अग्निशामक कवर को नीचे कर दें, और हैंडल180 ° घुमाएँ। ऐसे में एसिड ग्लास का वॉल्व खुल जाता है, चार्ज का एसिड वाला हिस्सा ग्लास से बाहर निकल जाता है और एल्कलाइन वाले हिस्से में मिल जाता है। एक्सटिंगुइशर हाउसिंग में फोम के रूप और दबाव बनता है। वर्षा के माध्यम से दबावयुक्त फोमबाहर फेंको। अग्निशामक की कार्रवाई की अवधि लगभग 1 मिनट है, जेट की लंबाई 6-8 मीटर है, उत्पादकता 90 लीटर फोम है।

एयर-फोम अग्निशामक का उपयोग विभिन्न पदार्थों और सामग्रियों की आग बुझाने के लिए किया जाता है, सिवाय क्षारीय धातु, वोल्टेज के तहत विद्युत प्रतिष्ठान, और हवा के उपयोग के बिना जलने वाले पदार्थ।

अग्निशामक को सक्रिय करने के लिए, ट्रिगर दबाएं। इस मामले में, सॉकेट के माध्यम से सिलेंडर में संपीड़ित कार्बन डाइऑक्साइडफोमिंग एजेंट समाधान बाहर फेंकता है। अग्निशामक 20 सेकंड के लिए संचालित होता है, जेट की लंबाई 4.5 मीटर है।

के अतिरिक्त फोम आग बुझाने वाले यंत्रकार्बन डाइऑक्साइड अग्निशामक OU-2, OU-5 और OU-8 . का उपयोग करें

आग बुझाने के लिए, विभिन्नबुझाने वाले एजेंट... सबसे आम पानी हैं। इसके अलावा, रेत और अन्य प्रकार की मिट्टी, विभिन्न फोम और पाउडर का उपयोग किया जाता है।

पानी का उपयोग तेल उत्पादों, बिजली के उपकरणों में आग, सोडियम, कैल्शियम और पोटेशियम कार्बाइड को बुझाने के लिए नहीं किया जा सकता है। तेल उत्पाद और अन्य पदार्थ, जिनका घनत्व पानी से कम होता है, इसके ऊपर तैरते हैं और एक बड़े क्षेत्र में फैल जाते हैं, जिससे आग तेज हो सकती है। पानी विद्युत प्रवाह का संवाहक है, इसलिए बिजली के उपकरणों पर पानी के जेट को निर्देशित न करें, क्योंकि बिजली का झटका लग सकता है। जल क्षार धातु कार्बाइड के साथ अभिक्रिया करके ज्वलनशील और विस्फोटक पदार्थ बनाता है।

रेत और अन्य सभी प्रकार की मिट्टी - सार्वभौमिक उपायछोटी-छोटी आग बुझाना। इसे फावड़ियों, फावड़ियों या बाल्टियों के साथ आग पर फेंक दिया जाता है ताकि पहले आग को स्थानीयकृत किया जा सके, और फिर इसे भर दिया जा सके।