Usalama wa kazi katika anga. Vipengele vya nadharia ya mwako wa papo hapo. Joto la joto la kujitegemea. Tofauti kati ya mwako wa papo hapo na mwako wa hiari na uwashaji - Misombo ya kuzimia moto

Kulingana na nadharia ya joto, joto la kuwasha la kibinafsi linaeleweka kama joto la chini kabisa la dutu (nyenzo, mchanganyiko), ambayo ongezeko kubwa la kiwango cha athari za exothermic hufanyika, na kuishia na mwako wa moto. Katika Mtini. 2.3 joto kama hilo ni joto T s, sambamba na uhakika KATIKA, ambayo mstari wa kuondolewa kwa joto q 2 inagusa mstari wa kutolewa kwa joto.

Kipimo cha joto T s katika mazoezi ni vigumu sana, ambayo ni kutokana na viwango vya juu vya mabadiliko ya joto la mchanganyiko wakati wa joto la kujitegemea. Kwa hiyo, joto la chini la ukuta wa chombo au mazingira, ambayo, chini ya masharti yaliyotolewa, moto wa kujitegemea wa dutu hutokea, i.e. T 0. Hii haihusishi makosa mengi.

Muda kutoka wakati hali ya joto katika dutu inayowaka imeanzishwa T 0 mpaka joto lifikiwe T s kuitwa kipindi cha utangulizi au wakati wa kuchelewesha kuwasha kiotomatiki. Kipindi cha uingizaji wa dutu sawa si sawa na inategemea sana muundo wa mchanganyiko unaowaka, joto na shinikizo. Kiwango cha chini cha joto la joto la dutu inayoweza kuwaka wakati wa kujiwasha, ndivyo muda wa induction. Na

Katika kesi hii, hali ya joto ya mazingira au kuta za chombo ambacho muda wa induction ni mrefu zaidi mara nyingi huchukuliwa kama joto la kuwasha kiotomatiki.

Ifuatayo inaonyeshwa mabadiliko katika kipindi cha uingizaji wa mchanganyiko wa methane-hewa kulingana na muundo wao na joto la chombo:

Wakati wa kuamua joto la kuwasha kiotomatiki, haiwezekani kupima kipindi cha induction; Kipindi cha introduktionsutbildning ni cha umuhimu wa vitendo wakati dutu inayowaka inakabiliwa na vyanzo vya chini vya moto (cheche). Wakati cheche hupiga mchanganyiko unaowaka wa mvuke au gesi na hewa, kiasi fulani cha mchanganyiko huwaka na wakati huo huo cheche hupungua. Kuwasha kwa mchanganyiko katika kesi hii inategemea uwiano wa kipindi cha uingizaji wa mchanganyiko na wakati wa baridi wa cheche. Ikiwa muda wa induction ni mrefu zaidi kuliko wakati inachukua kwa cheche kupoa hadi joto chini ya joto la kuwasha kiotomatiki, basi mchanganyiko hauwashi. Ikiwa kipindi cha uingizaji ni chini ya wakati wa baridi wa cheche, mchanganyiko huwaka. Kwa hivyo, cheche ya nguvu ya chini inaweza kuwasha mchanganyiko kwa muda mfupi wa uingizaji na hauwezi kuwasha mchanganyiko na muda mrefu wa induction.

Kipindi cha utangulizi yabisi inatofautiana na kipindi cha uingizaji wa mchanganyiko wa gesi na vumbi. Ikiwa kipindi cha induction kwa mchanganyiko wa gesi ni makumi na mamia ya sekunde, basi muda wa introduktionsutbildning kwa vitu imara kuwaka inaweza kuwa masaa, siku na miezi. Katika joto la kuwaka kwa dutu, mwako bado haujatokea. Inatokea na kukua kwa joto la mwako (mwako) juu zaidi kuliko joto la kujitegemea. Kwa mfano, joto la kujitegemea la petroli ni 260 0 C, na joto la moto wake ni 1200 - 1300 0 C. Kuruka kwa joto la kupanda kutoka 260 hadi 1200 0 C ni matokeo ya joto la kujitegemea la mchanganyiko wa mvuke wa petroli na hewa.

Joto la kujiwasha la dutu inayowaka sio thamani ya mara kwa mara. Kwa mujibu wa nadharia ya joto ya kujitegemea, joto hili linategemea kiwango cha kutolewa kwa joto na kiwango cha kuondolewa kwa joto, ambayo, kwa upande wake, inategemea kiasi cha dutu inayowaka, mkusanyiko wake, shinikizo na mambo mengine.

Katika majaribio ya kuamua hali ya joto ya kujitegemea, iligundua kuwa haibadilika tu kwa mabadiliko ya kiasi cha dutu inayowaka, lakini pia na sura ya chombo (chombo) ambacho dutu hiyo iko. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba kwa mabadiliko katika sura au saizi ya chombo, eneo maalum la kuzama kwa joto hubadilika. S/ V. Katika vyombo vya sura sawa, kiasi kikubwa cha chombo, ni ndogo. Kwa hiyo, wakati kiasi cha chombo kinaongezeka, kiwango cha kuondolewa kwa joto kinapungua na, kwa mujibu wa hili, joto la moto la moto linapaswa kupungua. Viwango vya joto vya kujiwasha vya mivuke ya kioevu kwenye vyombo vya viwango tofauti vilivyotolewa hapa chini vinathibitisha dhana hii:

joto la kuwasha kiotomatiki hupungua kwa kuongezeka kwa kiasi hadi kiasi kinafikia thamani fulani (sura ya chombo haibadilika); kwa kuongezeka zaidi kwa kiasi, joto la kuwasha kiotomatiki linabaki thabiti.

Kuongezeka kwa joto la kujitegemea la dutu inayowaka na kupungua kwa kiasi pia sio usio. Kwa kiasi kidogo sana, eneo maalum la uso wa kuzama kwa joto huwa kubwa sana kwamba kiwango cha kutolewa kwa joto kutokana na oxidation ya mchanganyiko unaowaka, hata kwa joto la juu sana, haiwezi kuzidi kiwango cha kuondolewa kwa joto, na kujitegemea. -washo hautokei. Vifaa vingi vinavyotengenezwa ili kuzuia kuenea kwa mwako kwa njia ya mchanganyiko wa gesi (vizuizi vya moto) vimeundwa na kufanya kazi kwa kanuni hii.

Kizuia moto rahisi zaidi ni mesh ya kinga iliyowekwa kwenye mchanganyiko wa gesi inayowaka, ambayo imevunjwa kwa kiasi kidogo na mesh. Katika kesi hii, moto wa kujitegemea hauwezi kutokea. Mesh ya kinga hutumiwa katika taa za wachimbaji, na pia katika mabomba ya kipenyo kidogo ambacho mchanganyiko wa hewa na mvuke wa bidhaa za petroli husafirishwa. Mesh ya kinga haiwezi kutumika kwa mchanganyiko wa hewa na hidrojeni, asetilini, mvuke wa disulfidi kaboni, alkoholi, etha na vitu vingine ambavyo vina halijoto ya chini ya kuwaka kiotomatiki au joto kali la mwako. Chini ya hali kama hizo, mchanganyiko unaowaka, wakati wa kupita kwenye mesh inayowaka, haina baridi chini ya joto la kuwasha kiotomatiki na inaendelea kuwaka nyuma ya mesh.

Sehemu kubwa zaidi ya uso wa kuzama kwa joto inaweza kupatikana sio tu kwa kupunguza kiasi cha chombo, lakini pia kwa kuipa sura inayofaa. Katika Mtini. 2.4 inaonyesha vyombo maumbo tofauti, ambayo ina kiasi sawa cha mchanganyiko unaowaka.

Mchele. 2.4. Vyombo vya uwezo sawa na viwango tofauti vya kuondolewa kwa joto

Katika chombo cha kwanza (mchemraba) (Mchoro 2.4, A) inapokanzwa, mchanganyiko huwaka moto, kwa pili, ambayo ni pengo nyembamba (Mchoro 2.4; b), mchanganyiko hauwaka moto. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba chombo cha pili kina uso wa kuondolewa kwa joto mara kadhaa zaidi kuliko wa kwanza.

> Vipengele vya nadharia ya mwako wa papo hapo. Joto la joto la kujitegemea. Tofauti kati ya mwako wa moja kwa moja na mwako wa hiari na uwashaji

Shirika sahihi hatua za kuzuia moto na kuzima moto haiwezekani bila kuelewa kiini cha michakato ya kemikali na kimwili ambayo hutokea wakati wa mwako. Ujuzi wa taratibu hizi hufanya iwezekanavyo kupambana na moto kwa mafanikio.

Mwako ni mmenyuko wa oxidation wa kemikali unaofuatana na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha joto na kawaida mwanga. Wakala wa oxidizing katika mchakato wa mwako inaweza kuwa oksijeni, pamoja na klorini, bromini na vitu vingine.

Katika hali nyingi, wakati wa moto, oxidation ya vitu vinavyoweza kuwaka hutokea na oksijeni ya anga. Mwako unawezekana mbele ya dutu yenye uwezo wa kuchoma, oksijeni (hewa) na chanzo cha moto. Katika kesi hiyo, ni muhimu kwamba dutu inayowaka na oksijeni iwe katika uwiano fulani wa kiasi, na chanzo cha moto kina hifadhi muhimu ya nishati ya joto.

Inajulikana kuwa hewa ina karibu 21% ya oksijeni. Mwako wa vitu vingi hauwezekani wakati kiwango cha oksijeni hewani kinapungua hadi 14-18%, na baadhi tu ya vitu vinavyoweza kuwaka (hidrojeni, ethilini, asetilini, nk) vinaweza kuwaka wakati maudhui ya oksijeni hewani ni 10% au chini. . Kwa kupungua zaidi kwa maudhui ya oksijeni, mwako wa vitu vingi huacha.

Dutu inayoweza kuwaka na oksijeni ni dutu inayofanya kazi na huunda mfumo unaowaka, na chanzo cha moto husababisha mmenyuko wa mwako ndani yake. Chanzo cha kuwaka kinaweza kuwa mwili unaowaka au kupashwa joto, pamoja na kutokwa kwa umeme na akiba ya nishati ya kutosha kusababisha mwako, nk. mwako wa papo hapo kuzima moto.

Mifumo inayoweza kuwaka imegawanywa katika homogeneous na heterogeneous. Mifumo ya homogeneous ni mifumo ambayo dutu inayowaka na hewa huchanganywa sawasawa na kila mmoja (mchanganyiko wa gesi zinazowaka, mvuke na hewa). Mwako wa mifumo hiyo inaitwa mwako wa kinetic. Kasi yake imedhamiriwa na kasi mmenyuko wa kemikali, muhimu katika joto la juu. Chini ya hali fulani, mwako kama huo unaweza kuwa na tabia ya mlipuko au mlipuko. Mifumo tofauti tofauti ni mifumo ambayo dutu inayowaka na hewa haichanganyiki na ina miingiliano (vifaa vikali vinavyoweza kuwaka na vimiminika visivyo na atomi). Wakati wa mwako wa mifumo inayoweza kuwaka isiyo ya kawaida, oksijeni ya hewa huingia (huenea) kupitia bidhaa za mwako kwa dutu inayowaka na humenyuka nayo. Aina hii ya mwako inaitwa mwako wa kueneza, kwa kuwa kasi yake imedhamiriwa hasa na mchakato wa polepole wa kuenea.

Ili mwako utokee, joto kutoka kwa chanzo cha kuwasha lazima liwe la kutosha kubadilisha vitu vinavyoweza kuwaka kuwa mvuke na gesi na kuwapa joto hadi joto la kuwaka kiotomatiki. Kulingana na uwiano wa mafuta na kioksidishaji, michakato ya mwako wa mchanganyiko duni na tajiri unaoweza kuwaka hutofautishwa. Michanganyiko iliyokonda ina ziada ya wakala wa vioksidishaji na haina sehemu inayoweza kuwaka. Mchanganyiko tajiri, kinyume chake, una ziada ya sehemu inayowaka na upungufu wa wakala wa oxidizing.

Tukio la mwako linahusishwa na kuongeza kasi ya lazima ya majibu katika mfumo. Mchakato wa kuongeza kasi ya mmenyuko wa oxidation na mpito wake hadi mwako huitwa kuwasha. Kujiongeza kasi ya mmenyuko wa kemikali wakati wa mwako umegawanywa katika aina tatu kuu: joto, mnyororo na pamoja - mnyororo-mafuta. Kwa mujibu wa nadharia ya joto, mchakato wa kujitegemea unaelezewa na uanzishaji wa mchakato wa oxidation na ongezeko la kiwango cha mmenyuko wa kemikali. Kwa mujibu wa nadharia ya mnyororo, mchakato wa kujiwasha unaelezewa na matawi ya minyororo ya mmenyuko wa kemikali. Katika mazoezi, taratibu za mwako hufanyika hasa na utaratibu wa mnyororo-mafuta.

Mwako hutofautishwa kati ya kamili na isiyo kamili. Kwa mwako kamili, bidhaa zinaundwa ambazo haziwezi kuwaka tena: dioksidi kaboni, dioksidi ya sulfuri, mvuke wa maji. Mwako usio kamili hutokea wakati upatikanaji wa oksijeni ya hewa kwenye eneo la mwako ni vigumu, na kusababisha kuundwa kwa bidhaa zisizo kamili za mwako: monoxide ya kaboni, alkoholi, aldehydes, nk.

Takriban kiasi cha hewa (m3) kinachohitajika kwa mwako wa kilo 1 ya dutu (au 1 m3 ya gesi),

Joto la mwako wa vitu vingine: petroli - 47,000 kJ / kg; kuni-kavu ya hewa -14,600 kJ / kg; asetilini - 54400 kJ/m3; methane - 39400 kJ/m3; monoksidi kaboni - 12600 kJ/m3.

Kwa joto la mwako wa dutu inayowaka, unaweza kuamua ni kiasi gani cha joto kinachotolewa wakati wa mwako, joto la mwako, shinikizo wakati wa mlipuko kwa kiasi kilichofungwa na data nyingine.

Joto la mwako wa dutu imedhamiriwa wote kinadharia na halisi. Joto la mwako wa kinadharia ni joto ambalo bidhaa za mwako huchomwa moto, chini ya dhana kwamba joto zote zinazotolewa wakati wa mwako hutumiwa kuwasha.

Joto halisi la mwako ni 30-50% chini kuliko moja ya kinadharia, kwa kuwa sehemu kubwa ya joto iliyotolewa wakati wa mwako hutolewa kwenye mazingira.

Joto la juu la mwako huchangia kuenea kwa moto, pamoja nayo idadi kubwa ya joto hutolewa kwenye mazingira, na maandalizi makubwa ya vitu vinavyoweza kuwaka kwa mwako hufanyika. Kuzima moto kwa joto la juu la mwako ni vigumu.

Wakati wa kuzingatia michakato ya mwako, aina zifuatazo zinapaswa kutofautishwa: flash, mwako, moto, mwako wa papo hapo, mwako wa moja kwa moja, mlipuko.

Mwako- hii ni mwako wa haraka wa mchanganyiko unaowaka, usiofuatana na uundaji wa gesi zilizosisitizwa.

Moto- tukio la mwako chini ya ushawishi wa chanzo cha moto.

Kuwasha- moto unaongozana na kuonekana kwa moto.

Kuwaka- uwezo wa kuwasha (kuwasha) chini ya ushawishi wa chanzo cha moto.

Mwako wa hiari ni jambo la kuongezeka kwa kasi kwa kiwango cha athari za exothermic, na kusababisha mwako wa vitu (nyenzo, mchanganyiko) kwa kukosekana kwa chanzo cha moto.

Kujiwasha- Huu ni mwako wa papo hapo unaoambatana na kuonekana kwa mwali.

Mlipuko ni mabadiliko ya haraka sana ya kemikali (kulipuka) ya dutu, ikifuatana na kutolewa kwa nishati na uundaji wa gesi zilizoshinikizwa zenye uwezo wa kufanya kazi ya mitambo.

Inahitajika kuelewa tofauti kati ya michakato ya mwako (kuwasha) na mwako wa papo hapo (mwako wa papo hapo). Ili kuwasha kutokea, ni muhimu kuanzisha katika mfumo unaowaka msukumo wa joto unao na joto linalozidi joto la kujitegemea la dutu. Tukio la mwako katika halijoto chini ya joto la kujiwasha hurejelewa kuwa mchakato wa mwako wa hiari (kujiwasha).

Katika kesi hii, mwako hutokea bila kuanzisha chanzo cha moto - kutokana na mwako wa hiari wa joto au microbiological.

Mwako wa papo hapo wa joto dutu hutokea kutokana na joto la kibinafsi chini ya ushawishi wa chanzo cha joto kilichofichwa au cha nje. Kujiwasha kunawezekana tu ikiwa kiasi cha joto kilichotolewa wakati wa mchakato wa oxidation otomatiki kinazidi uhamishaji wa joto kwa mazingira.

Mikrobiolojia mwako wa hiari hutokea kutokana na joto la kibinafsi chini ya ushawishi wa shughuli muhimu ya microorganisms katika wingi wa dutu (nyenzo, mchanganyiko). Joto la kuwasha kiotomatiki ni sifa muhimu ya dutu inayowaka.

Halijoto ya kuwasha kiotomatiki- hii ndiyo zaidi joto la chini dutu ambayo kuna ongezeko kubwa la kiwango cha athari za exothermic, na kuishia na tukio la mwako wa moto.

Viwango vya joto vya kuwaka kiotomatiki vya baadhi ya vimiminika, gesi na vitu vikali vinavyotumika katika tasnia ya uhandisi vimeonyeshwa kwenye Jedwali. 1.

Jedwali 1 Viwango vya kujiwasha vya baadhi ya vimiminiko

Mbali na halijoto ya kuwaka kiotomatiki, vitu vinavyoweza kuwaka vina sifa ya kipindi cha induction au wakati wa kuchelewesha kuwasha kiotomatiki. Kipindi cha induction ni kipindi cha wakati ambapo joto la kibinafsi hutokea kabla ya kuwasha. Kipindi cha induction kwa dutu sawa inayowaka si sawa na inategemea utungaji wa mchanganyiko, joto la awali na shinikizo.

Kipindi cha introduktionsutbildning ni cha umuhimu wa vitendo wakati dutu inayowaka inakabiliwa na vyanzo vya chini vya moto (cheche). Cheche inayoingia kwenye mchanganyiko unaoweza kuwaka wa mvuke au gesi yenye hewa huwasha joto kiasi fulani cha mchanganyiko huo, na wakati huo huo cheche hupoa. Kuwasha kwa mchanganyiko hutegemea uwiano wa kipindi cha uingizaji wa mchanganyiko na wakati wa baridi wa cheche. Zaidi ya hayo, ikiwa muda wa uingizaji ni mrefu zaidi kuliko wakati wa baridi wa cheche, basi mchanganyiko hautawaka.

Kipindi cha utangulizi kinachukuliwa kama msingi wa kuainisha mchanganyiko wa gesi kulingana na kiwango cha hatari yao ya kuwasha. Kipindi cha uingizaji wa mchanganyiko wa vumbi hutegemea ukubwa wa chembe za vumbi, kiasi cha vitu vyenye tete, unyevu na mambo mengine.

Dutu zingine zinaweza kuwaka moja kwa moja zikiwa kwenye joto la kawaida. Hizi ni hasa dutu za porous imara, hasa za asili ya kikaboni (machujo ya mbao, peat, makaa ya mawe, nk). Mafuta yanasambazwa safu nyembamba juu ya uso mkubwa. Hii huamua uwezekano wa mwako wa hiari wa tamba za mafuta. Sababu ya mwako wa hiari wa vifaa vya nyuzi za mafuta ni usambazaji wa vitu vya mafuta kwenye safu nyembamba juu ya uso wao na kunyonya kwa oksijeni kutoka kwa hewa. Oxidation ya mafuta na oksijeni ya anga inaambatana na kutolewa kwa joto. Ikiwa kiasi cha joto kinachozalishwa kinazidi kupoteza joto kwa mazingira, moto unaweza kutokea.

Hatari ya moto ya vitu vinavyokabiliwa na mwako wa papo hapo ni kubwa sana, kwani zinaweza kuwaka bila ugavi wowote wa joto kwenye joto la kawaida chini ya joto la kuwaka la vitu, na kipindi cha kuingiza vitu vinavyoweza kuwaka kinaweza kuwa masaa kadhaa, siku na hata. miezi. Mchakato wa kuongeza kasi ya oxidation (inapokanzwa dutu) ambayo imeanza inaweza kusimamishwa tu ikiwa ongezeko la hatari la joto linagunduliwa, ambalo linaonyesha. umuhimu mkubwa hatua za kuzuia moto.

Biashara za kutengeneza mashine hutumia vitu vingi vinavyoweza kuwaka moto moja kwa moja. Salfidi za chuma, masizi, alumini na poda ya zinki, n.k. zinaweza kuwaka moja kwa moja zinapoingiliana na hewa. Zinaweza kuwaka moja kwa moja zinapoingiliana na maji madini ya alkali, carbudi za chuma, nk Carbudi ya kalsiamu (CaC2), ikijibu kwa maji, huunda asetilini (C2H2).

Mwako ni mmenyuko wa exothermic ambao hutokea chini ya hali ya kuongeza kasi ya kujitegemea. Mwako unaweza kutokea kama matokeo ya mmenyuko wa kemikali wa kiwanja na mtengano wa vitu, sio tu wakati wa kuunganishwa na oksijeni ya anga, lakini pia na vitu vilivyomo (kwa mfano, chokaa). Mwako wa vitu vingi unaweza kutokea katika mazingira ya klorini, mvuke wa bromini, na sulfuri.

Mwako umegawanywa katika aina kadhaa: kuzuka, kuwasha, kuvimba, mwako wa papo hapo, mwako wa moja kwa moja.

Kiwango cha kumweka ni joto la chini kabisa la dutu iliyojilimbikizia ambayo, chini ya hali maalum ya mtihani, mvuke huundwa juu ya uso wake, ambayo inaweza kuwaka angani kutoka kwa chanzo cha moto; Katika kesi hii, mwako thabiti haufanyiki.

Kuwasha ni mwako wa haraka wa dutu inayowaka, ambayo haiambatani na uundaji wa gesi iliyoshinikizwa.

Kioevu sio chini ya joto la kuwasha hatari ya moto katika kesi ya mfiduo wa muda mfupi kwa mwali, cheche au mwili wa moto. Ikiwa kioevu huwashwa kwa joto la kuwasha au la juu zaidi, basi hata mfiduo wa muda mfupi wa moto au cheche kwenye mvuke wake bila shaka itasababisha kuwaka, na chini ya hali fulani moto unaweza kutokea. Kwa kuzingatia hili, nukta ya kumweka inachukuliwa kama msingi wa kuainisha vimiminika kwa kiwango usalama wa moto. Vimiminika vinavyoweza kuwaka vimegawanywa katika kuwaka (kuwaka) na kuwaka (GC) *.

Dutu zinazoweza kuwaka zinazopatikana zaidi katika anga zina alama zifuatazo (katika nyuzi joto):

* Vimiminika vinavyoweza kuwaka ni pamoja na vimiminika vinavyoweza kuwaka vilivyo na kiwango cha kumweka kisichozidi 61 ° C kinapobainishwa katika chombo kilichofungwa, au 66 ° C kinapobainishwa kwenye kiriba kilicho wazi. Kimiminiko chenye kumweka zaidi kuliko hiki huainishwa kuwa kinaweza kuwaka.

Kulingana na hatua ya flash, unahitaji kuchagua njia salama usafirishaji, uhifadhi na matumizi ya kioevu kwa madhumuni mbalimbali. Katika hatua ya flash, mwako thabiti haufanyiki, lakini tu mchanganyiko wa mvuke na hewa inayoundwa juu ya kioevu huwaka. Ikiwa hali ya joto ya kioevu ni ya juu kidogo kuliko hatua ya flash, kiwango cha uvukizi kitakuwa uso wazi huongezeka, na wakati mchanganyiko unapowaka, kioevu kinaweza kuendelea kutolewa kwa mvuke kwa kiasi cha kutosha kwa mwako thabiti. Joto hili linaitwa joto la kuwasha. Hii ni joto la chini kabisa la dutu ambayo, chini ya hali maalum ya mtihani, dutu hii hutoa mvuke inayoweza kuwaka na gesi kwa kasi ambayo inapofunuliwa na chanzo cha nishati, huwaka.

Kuvimba ni moto unaofuatana na kuonekana kwa moto.

Katika vinywaji vinavyoweza kuwaka, joto la moto ni 1-5 ° C juu kuliko hatua ya flash zaidi ya hayo, chini ya kiwango cha kioevu, tofauti hii ni ndogo. Kwa hiyo, katika benzini na acetone, ambayo ina kiwango cha chini cha sifuri, tofauti hii ni 1 ° C katika vinywaji vinavyoweza kuwaka, tofauti hii hufikia 30 ° C na hapo juu.

Mwako wa hiari- hii ni ongezeko kubwa la kiwango cha athari za volumetric exothermic, ambayo husababisha ongezeko kubwa la joto na tukio la mwako wa vitu kwa kukosekana kwa chanzo cha moto.

Nadharia ya joto ya kujiwasha ilianzishwa kwanza na S.N. Semenov na kuendelezwa zaidi kwa undani zaidi na D. A. Frank-Kamenetsky na A. N. Todes.

Masharti kuu ya nadharia hii yanaweza kuzingatiwa kwa kutumia mfano wa kujiwaka kwa mchanganyiko wa mvuke zinazowaka au gesi na hewa. Kwa joto la chini T0 (kwa mfano, pamoja na 20 ° C), majibu kati ya mafuta ya taa na oksijeni ya hewa katika mchanganyiko haifanyiki, kwani hakuna molekuli za oksijeni zinazofanya kazi. Ili waweze kuonekana na mmenyuko wa oxidation kuanza, mchanganyiko lazima uwe moto kwa joto la juu T1. Ili kufanya hivyo, weka chombo na mchanganyiko katika kati ambayo ina joto la T1 (Mchoro 15.1a). Baada ya muda, sahani na mchanganyiko ndani yake zitawaka hadi joto la T1 na mchakato wa oxidation utatokea katika mchanganyiko na kutolewa kwa joto. Joto iliyotolewa q1 huhamishiwa kwenye mchanganyiko unaowaka na huwashwa kwa joto la T1. Walakini, mara tu joto la mchanganyiko linapozidi joto la kuta za sahani na mazingira ya nje, joto litaanza kutiririka kutoka kwa mchanganyiko hadi kuta za sahani na kisha mazingira ya nje. Kiasi cha joto kilichoondolewa kitaonyeshwa na q2.

Mchele. 15.1. Mchoro unaoelezea mchakato wa mwako wa moja kwa moja wa mchanganyiko unaoweza kuwaka:

a- inapokanzwa kwa mchanganyiko kwa sababu ya nishati ya joto inayotolewa kwake; b - usawa wa joto; c - inapokanzwa binafsi ya mchanganyiko na kuondolewa kwa joto kutoka humo ndani ya mazingira

Kupokanzwa zaidi kwa mchanganyiko kutategemea uwiano wa viwango vya kutolewa kwa joto na kuondolewa kwa joto. Ikiwa q1>q2 basi mchanganyiko, oksidi, utawaka, na ikiwa q1 = q2, basi mchanganyiko utaoksidisha wakati wowote. joto la mara kwa mara, ambapo uhusiano huu uliibuka. Hebu tufikiri kwamba kiwango cha kutolewa kwa joto kutokana na oxidation ya mchanganyiko huzidi kiwango cha kuondolewa kwa joto. Hata hivyo, hii bado haitoshi kwa mchanganyiko kuendelea joto zaidi, kwa kuwa kwa ongezeko la joto la mchanganyiko unaowaka, kiwango cha kutolewa kwa joto na kuondolewa kwa joto haviongezeka kwa usawa. Na ikiwa, kwa kuongezeka kwa joto la mchanganyiko, kiwango cha kuondolewa kwa joto huongezeka kwa kasi zaidi kuliko kutolewa kwa joto, basi kwa joto fulani la mchanganyiko watakuwa sawa (91 = 92) na baadaye inapokanzwa itaacha. Kawaida hii hutokea kwa kiwango cha chini cha oxidation ya dutu inayowaka au kwa uharibifu mkubwa wa joto.

Kwa mfano, shavings ya chuma na sawdust pia oxidize, hivyo joto hutolewa, lakini kutokana na kiwango cha chini cha oxidation, hii sio daima kusababisha mwako. Katika filamu rangi ya mafuta Mchakato wa oxidation hutokea kwenye uso wa rangi, lakini kutokana na uso mkubwa sana wa kuongezeka kwa joto la joto, inapokanzwa haizingatiwi.

Kwa hivyo, mchanganyiko unaochomwa moto kwa joto la T2 kwa sababu ya mmenyuko, oxidation, polepole itapunguza joto hadi T1 (mara tu mkusanyiko wa athari kwenye mchanganyiko huanza kupungua). Inachofuata kutoka kwa hili kwamba mchakato wa oxidation ya mchanganyiko unaowaka moto kwa joto la T hauwezi kuingia mwako kwa kiwango cha chini cha mmenyuko.

Hebu tuongeze kiwango cha oxidation ya mchanganyiko kwa joto kwa joto la T3. Kiwango cha kuondolewa kwa joto kitabaki bila kubadilika, kwani uso wa chombo haujabadilika. Hii inaweza kusababisha ukweli kwamba kwa joto la mchanganyiko unaowaka Tu, kiwango cha kutolewa kwa joto kitazidi mara kwa mara kiwango cha kuondolewa kwa joto na mchanganyiko utaweza kujitegemea joto la juu. Wakati joto la mchanganyiko linafikia joto la mwako, moto utaonekana na mwako utatokea. Kwa hivyo, sharti la mchakato wa mwako wa moja kwa moja kutokea ni kwamba kasi ya kutolewa kwa joto katika mchanganyiko huzidi kiwango cha uondoaji wa joto.

Kwa hivyo, mwako wa papo hapo wa mafuta ni mchakato wa mwako ambao hufanyika kama matokeo ya joto la kibinafsi la vitu vilivyochomwa hadi hali ambayo kiwango cha kutolewa kwa joto kwa sababu ya mmenyuko wa oksidi huzidi kiwango cha kuondolewa kwa joto. Joto la kujiwasha kawaida huchukuliwa kama joto la kuta za chombo ambapo mwako wa hiari hutokea chini ya hali fulani.

Mchakato wa kujiwasha kwa joto unaweza kuzingatiwa kama kazi ya wakati (Mchoro 15.2).

Hebu tuweke dutu inayowaka katika hewa yenye joto chini ya joto la oxidation. Joto la dutu katika kesi hii litaongezeka polepole (curve 1) na baada ya muda fulani itakuwa sawa na joto la hewa T0. Kwa sababu T0 iko chini kuliko joto la oksidi, dutu inayoweza kuwaka itatenda kama dutu isiyoweza kuwaka. Ikiwa hewa inapokanzwa kwa joto la T1, ambalo ni la juu zaidi kuliko joto la oxidation ya dutu hii, dutu inayowaka itakuwa moto (curve 2) hadi joto la juu kuliko T1, lakini basi joto litaanza kupungua.

Mchele. 15.2. Grafu ya mabadiliko ya joto ya vitu vinavyoweza kuwaka wakati wa joto

Wacha tupashe joto hewa kwa halijoto Ts> T1. Kwa kawaida, kiwango cha mmenyuko wa oxidation katika kesi hii itakuwa kubwa zaidi kuliko ile ya awali, na joto la dutu litaongezeka juu ya joto la hewa Ts, kufikia thamani ya Tb, baada ya hapo joto la dutu litaongezeka kwa kasi. kwa joto la mwako. Mchakato wa mwako wa hiari huzingatiwa kwa kutumia mfano wa mchanganyiko wa gesi ni kawaida sio tu kwa mvuke na gesi zinazowaka. Inatumika kwa yabisi.

Halijoto ya kuwaka kiotomatiki sio thamani ya mara kwa mara kwa dutu sawa inayoweza kuwaka. Inategemea viwango vya kutolewa kwa joto na kuondolewa kwa joto, ambayo kwa upande hutegemea kiasi na sura ya dutu inayowaka, muundo wake kwa kiasi cha kitengo, shinikizo na mambo mengine. Vikomo vya halijoto ya kuwaka kiotomatiki (katika nyuzi joto Selsiasi) ya baadhi ya vitu vinavyoweza kuwaka na kuwaka ni kama ifuatavyo.

Mbali na joto (pamoja na inapokanzwa nje), mwako wa hiari pia unaweza kuwa wa kibaolojia na kemikali.

Mwako wa hiari wa microbiological hutokea kutokana na joto la kibinafsi katika wingi wa dutu chini ya ushawishi wa microorganisms. Jambo hili linazingatiwa wakati wa uhifadhi wa nafaka, nyasi, peat, makaa ya mawe, nk.

Kemikali mwako wa hiari hutokea kama matokeo ya mwingiliano wa kemikali wa vitu wakati unafunuliwa na hewa na maji (mafuta ya mboga na mafuta ya wanyama, mafuta) mbele ya uso mkubwa wa oxidation na uhamisho wa chini wa joto kwa mazingira.

Joto la kuwaka kiotomatiki katika vitu vingine vinavyoweza kuwaka linaweza kuzidi 500 ° C, na kwa zingine inaweza kuwa chini ya 16 ° C. Dutu zote zinazoweza kuwaka na joto la kujiwasha zinaweza kugawanywa kwa masharti katika vikundi viwili: vitu ambavyo vina kujiwasha. joto la juu kuliko kawaida (16-25 ° C) na chini. Dutu za kundi la kwanza zina uwezo wa mwako wa kawaida tu wakati zinapokanzwa kwa joto fulani, vitu vya kundi la pili vinaweza kuwaka moto bila joto la ziada, kwani mazingira tayari yamewasha moto kwa joto la kuwasha. Dutu zinazoweza kuwaka huongeza hatari ya moto kwa sababu zinaweza kuwaka chini ya hali fulani. Kwa mfano, alumini katika mfumo wa poda kama matokeo ya oxidation ni uwezo wa kujitegemea joto na mwako. Kujipasha joto kunaweza kuanza kwa joto la kawaida la mazingira au hata chini, na kuishia kwa mwako. Kama kitambaa nyembamba, iliyosababishwa na mafuta ya kukausha, fomu kwa ukali, joto linalozalishwa wakati wa oxidation haitakuwa na muda wa kuondokana na hewa na itaweka kitambaa moto. Hata hivyo, ikiwa kitambaa sawa kinaenea badala ya kukunjwa, basi mwako wa hiari hautatokea, kwa kuwa joto ambalo linatolewa wakati wa mchakato wa oxidation unaotokea kwa kasi litatolewa katika mazingira kwa kasi inayozidi kiwango cha malezi yake.

Kwa hivyo, ni muhimu sana kujua vitu ambavyo ni vya kundi la pili, kwani hii inaruhusu sisi kuamua hali ya uhifadhi na usafirishaji wao. mahitaji maalum ambayo inafanya kuwa haiwezekani kwa moto kutokea.

Kwa mfano, kama unavyojua, kuna madini, mboga na mafuta ya wanyama. Mafuta ya madini oxidize hewani tu kwa joto la juu, na kwa hivyo usiwashe moto. Kuna visa vinavyojulikana vya mwako wa hiari wa kitambaa kilichowekwa kwenye mafuta ya anga ya madini, ambayo yalitokea kama matokeo ya uchafu wa mafuta ya mboga kuingia ndani. Mafuta na mafuta yaliyomo misombo ya kikaboni, yenye uwezo wa mwako wa pekee.

Uwezo wa kuwaka kwa hiari unaweza kuhukumiwa na nambari ya iodini - idadi ya gramu ya iodini inayochanganya na 100 g ya mafuta. Misombo zaidi iko kwenye mafuta, ndivyo inavyoongeza iodini na, kwa hivyo, ina uwezo mkubwa wa kuwaka kwa hiari.

Mafuta ya kukausha na vifaa vya kukausha vilivyoongezwa ili kuharakisha kukausha, kutumika kwa nyenzo za nyuzi, ina uwezo wa kuwaka kwa hiari. Nusu ya asili na mafuta ya kukausha bandia ni za matumizi kidogo au zinaweza kuwaka moja kwa moja. Mafuta, mafuta au mafuta ya kukausha yaliyo kwenye chombo chochote kilichofungwa hawezi kuwaka kwa hiari, kwani uso wa mawasiliano yao na hewa ni ndogo sana. Uwezo wa mafuta na mafuta kuwaka kwa hiari huongezeka sana wakati uso wa oxidation ni mkubwa uso zaidi uhamisho wa joto. Hali hizo zinaundwa wakati vifaa vya mafuta vinapangwa kwa piles, stacks, mifuko na karibu na kila mmoja. Mwako wa hiari wa mafuta na mafuta hutegemea wiani wa ufungaji wa nyenzo za mafuta. Uwezo wake wa mwako wa hiari huongezeka katika kesi ya kuunganishwa hadi kikomo fulani, baada ya hapo huanza kupungua.

Joto la mazingira pia lina jukumu muhimu katika mchakato wa kujiwasha. Kadiri joto la hewa lilivyo juu, ndivyo kiasi cha vifaa vilivyotiwa mafuta vinavyoweza kuwaka papo hapo kinavyopungua, na mafuta kidogo yanahitajika. Uwezekano wa moto katika kesi hii huongezeka mara kadhaa.

Joto la chini kabisa ambalo mwako wa papo hapo wa mafuta na mafuta huzingatiwa ni 10-15 ° C. Taka za pamba zilizowekwa. mafuta ya mboga(miisho ya kuifuta nguo) inaweza kuwaka moja kwa moja kulingana na hali ya mazingira. masharti tofauti(kutoka masaa kadhaa hadi siku kadhaa).

Kipindi cha introduktionsutbildning (kipindi cha kuchelewesha kwa kuwasha) kwa vitu ambavyo vinaweza kuwaka kwa hiari, katika gesi na kioevu, oxidize katika mazingira ya gesi, ni mfupi sana. Karibu kipindi kama hicho kinatumika kwa vitu vikali ambavyo viko katika hali ya erosoli.

Kipindi cha induction kwa solids kwa namna ya uvimbe ukubwa tofauti inaweza kuwa ya muda mrefu, kwani uso ulikuwa na oxidized katika kesi hii. Kiwango cha kueneza hewa kwenye uso wa oksidi pia ni cha chini.

Mwako wa papo hapo unaitwa mwako wa moja kwa moja unaoambatana na kuonekana kwa mwako. Mwako unaweza kuambatana na moto na mlipuko.

Kulingana na kuwaka, vitu na vifaa vimegawanywa katika vikundi vitatu: - isiyo na moto ni vifaa na miundo ambayo, chini ya ushawishi wa moto au joto la juu, haichomi au char (kwa mfano, vioksidishaji au vitu vinavyotoa bidhaa zinazowaka wakati wa kuingiliana na maji. , oksijeni ya hewa au nyingine na rafiki);

Nyenzo na miundo ya kinzani ni zile ambazo, chini ya ushawishi wa moto au joto la juu, huwa moshi au kuwaka na kuendelea kuwaka na kuchoma mbele ya chanzo cha moto, na baada ya kuondolewa kwake taratibu hizi huacha.

Hizi ni pamoja na vifaa vya bandia, ambayo, pamoja na yasiyo ya kuwaka madini, kuwa na zaidi ya 80% kwa uzito wa vichungi vya kikaboni; miundo iliyotengenezwa kwa nyenzo zinazostahimili moto, na vile vile kutoka kwa vifaa vinavyoweza kuwaka vilivyolindwa kutokana na moto na joto la juu na vifaa visivyoweza kuwaka (mbao zilizofunikwa na asbesto na paa la paa)

Vifaa vinavyoweza kuwaka na miundo huchukuliwa kuwa wale ambao, chini ya ushawishi wa moto au joto la juu, huwaka, kuvuta moshi au char na kuchoma baada ya chanzo cha moto kuondolewa. Hizi ni pamoja na nyenzo zote za kikaboni ambazo hazijalindwa kutokana na moto au joto la juu.

Dutu nyingi zinazoweza kuwaka, bila kujali hali yao ya awali ya mkusanyiko (imara, kioevu, gesi), inapokanzwa, hubadilika kuwa bidhaa za gesi na kuunda mchanganyiko unaowaka na hewa. Maandalizi ya moto imedhamiriwa na muundo (mkusanyiko) wa mvuke, vumbi au bidhaa za gesi ndani yao. Kuna viwango vya chini na vya juu vya vitu vinavyoweza kuwaka hewani, chini na juu ambayo moto hauwezekani.

Viwango hivi huitwa chini na juu, kwa mtiririko huo. mipaka ya mkusanyiko kuwaka.

Gesi zinazoweza kuwaka na vitu vikali vilivyovunjwa (vumbi) vinaweza kuunda mchanganyiko unaowaka kwa joto lolote. Mango pamoja na vimiminika huunda mchanganyiko unaoweza kuwaka tu kwa joto fulani. Ikiwa mchanganyiko unaowaka umeandaliwa kwa mujibu wa hali zilizo juu, basi inaweza kuchukuliwa kuwa imeandaliwa kwa moto ambao unaweza kutokea ikiwa chanzo cha moto kinaonekana.

Vikomo vya joto vya uenezi wa moto (kuwasha) ni zile joto za dutu ambayo ni mvuke ulijaa hujenga viwango vya mazingira ya vioksidishaji sawa na viwango vya chini (joto la chini) na juu (kikomo cha juu cha joto) cha uenezi wa moto, kwa mtiririko huo.

Mipaka ya joto ya uenezi wa moto hutumiwa: wakati wa kuendeleza hatua za kuhakikisha usalama wa moto na mlipuko wa kitu; kwa kuhesabu hatari za moto na mlipuko hali ya joto uendeshaji wa vifaa vya teknolojia; makadirio hali za dharura kuhusishwa na kumwagika kwa vinywaji vinavyoweza kuwaka; hesabu ya mipaka ya mkusanyiko wa uenezi wa moto. Thamani ya viwango vya joto lazima iingizwe katika viwango au ndani vipimo vya kiufundi kwa vitu vinavyoweza kuwaka. Uwezekano wa mwako unaonyeshwa hasa na kuwaka, kuwasha, kuwasha kwa hiari na joto la mwako la papo hapo.

Mwako wa hiari, tukio kama matokeo ya joto la kibinafsi la nyenzo zenye kuwaka zinazosababishwa na kuongeza kasi ya kibinafsi ya vitu vya exothermic ndani yao. majibu. Mwako wa kawaida hutokea kutokana na ukweli kwamba kutolewa kwa joto wakati wa athari ni kubwa zaidi kuliko kuondolewa kwa joto kwenye mazingira.

Mwanzo wa mwako wa papo hapo unaonyeshwa na hali ya joto ya joto la kibinafsi ( Tсн), ambayo ni kiwango cha chini cha halijoto chini ya hali ya majaribio ambapo uzalishaji wa joto hugunduliwa.

Wakati wa kufikia wakati wa joto la kibinafsi joto fulani, inayoitwa joto la mwako la papo hapo ( T usafiri), mwako wa nyenzo hutokea, unaonyeshwa ama kwa kuvuta moshi au mwako wa moto. Katika kesi ya mwisho T ulaji wa hewa ni wa kutosha kwa joto ( T sv), ambayo katika kuzima moto inaeleweka kutokea inapokanzwa kwa joto fulani muhimu. (tazama katika kuzima moto) . Kimsingi, mwako wa hiari na kujiwasha ni sawa katika asili ya kimwili na hutofautiana tu katika aina ya mwako binafsi hutokea tu kwa njia ya mwako wa moto.

Katika kesi ya joto la kibinafsi (inapokanzwa kabla ya kulipuka) huendelea ndani ya digrii chache tu na kwa hiyo haizingatiwi wakati wa kutathmini hatari ya moto na mlipuko wa vinywaji. Wakati wa mwako wa hiari, eneo la joto la kibinafsi linaweza kufikia digrii mia kadhaa (kwa mfano, kwa peat kutoka 70 hadi 225 ° C). Kama matokeo, uzushi wa joto la kibinafsi huzingatiwa kila wakati wakati wa kuamua tabia ya vitu vikali kwa mwako wa papo hapo.

Mwako wa papo hapo huchunguzwa kwa kuweka kirekebisha joto nyenzo chini ya utafiti kwa joto fulani na kuanzisha uhusiano kati ya halijoto ambayo mwako hutokea, ukubwa wa sampuli na muda wa joto katika thermostat.

Taratibu zinazotokea wakati wa mwako wa hiari wa sampuli za nyenzo zinazowaka zinaonyeshwa kwenye takwimu. Kwa joto hadi T sn (k.m. T 1) nyenzo huwaka bila mabadiliko (hakuna kizazi cha joto). Baada ya kufikia T athari exothermic hutokea katika nyenzo. Mwisho, kulingana na hali ya mkusanyiko wa joto (wingi wa nyenzo, wiani wa upakiaji wa atomi na molekuli zake, muda wa mchakato, n.k.) inaweza, baada ya muda wa joto la kibinafsi juu ya uchovu wa vifaa vinavyoweza. ya kujipasha joto, malizia kwa kupoeza sampuli hadi joto la awali la thermostat (curve 1) au endelea kujipasha moto hadi T kuagiza (curve 2). Eneo kati T sn na T usafiri ni uwezekano wa hatari ya moto, chini T sn - salama.

Mabadiliko ya joto T kwa wakati t katika sampuli za thermostated ya nyenzo zinazoweza kuwaka.

Uwezekano wa mwako wa hiari wa nyenzo ziko katika eneo linaloweza kuwa na hatari ya moto huanzishwa kwa kutumia hesabu:

Wapi T mazingira - joto la kawaida, °C; l- kuamua ukubwa (kawaida unene) wa nyenzo; t ni wakati ambapo mwako wa hiari unaweza kutokea; A 1 , n 1 na A 2 ,n 2 - mgawo uliowekwa kwa kila nyenzo kulingana na data ya majaribio (tazama jedwali).

Kulingana na equation (1) kwa iliyotolewa l tafuta T mazingira ambayo mwako wa hiari unaweza kutokea ya nyenzo hii, kulingana na equation (2) - na inayojulikana T okr thamani t. Katika halijoto chini ya mahesabu T okr, au kwa t chini ya muda uliohesabiwa kwa equation (2), mwako wa moja kwa moja hautatokea.

Kulingana na hali ya mchakato wa awali uliosababisha joto la kibinafsi la nyenzo, na maadili T kutofautisha kati ya mwako wa moja kwa moja wa kemikali, mikrobiolojia na joto

Mwako wa moja kwa moja wa kemikali ni pamoja na mwingiliano wa hewa wa dutu (kwa mfano, wakati HNO 3 iliyokolea inapoingia kwenye karatasi, vumbi la mbao na nk). Mfano wa kawaida na ulioenea wa mchakato kama huo ni mwako wa moja kwa moja wa tamba za mafuta au vifaa vingine vya nyuzi na uso uliotengenezwa. Hasa hatari ni mafuta yenye misombo yenye vifungo vya kemikali visivyojaa na sifa ya idadi kubwa ya iodini (cottonseed, alizeti, jute, nk).

Matukio ya mwako wa moja kwa moja wa kemikali pia ni pamoja na mwako wa vitu kadhaa (kwa mfano, Al na Fe iliyosagwa laini, hidridi ya Si, B na baadhi ya metali, misombo ya organometallic - organoaluminium, nk) inapogusana na hewa ndani. kutokuwepo kwa joto. Uwezo wa vitu kuwaka kwa hiari chini ya hali kama hizi huitwa pyrophoricity. Upekee wa vitu vya pyrophoric ni kwamba wao T kuingiza (au T sv) chini ya halijoto ya chumba: - 200 ° C kwa SiH 4, - 80 ° C kwa A1 (C 2 H 5) 3. Ili kuzuia mwako wa hiari wa kemikali, utaratibu wa uhifadhi wa pamoja wa vitu vinavyoweza kuwaka na vifaa umewekwa madhubuti.

Nyenzo zinazoweza kuwaka zinakabiliwa na mwako wa hiari wa microbiological, haswa unyevu, ambao hutumika kama mahali pa kuzaliana kwa vijidudu ambavyo shughuli zao muhimu zinahusishwa na kutolewa kwa joto (peat, vumbi la mbao, nk). Kwa sababu hii, idadi kubwa ya moto na milipuko hutokea wakati bidhaa za kilimo (kwa mfano, silage, nyasi yenye unyevu) huhifadhiwa kwenye lifti. Mikrobiolojia na kemikali mwako hiari ni sifa ya ukweli kwamba Tсн haizidi maadili ya kawaida T sawa na inaweza kuwa hasi. Nyenzo zenye T h juu ya joto la kawaida, yenye uwezo wa mwako wa moja kwa moja wa joto

Kwa ujumla, nyenzo nyingi ngumu zilizo na uso uliotengenezwa (kwa mfano, nyuzi), pamoja na vitu vyenye kioevu na kuyeyuka vyenye misombo isiyojaa iliyowekwa kwenye uso uliotengenezwa (pamoja na usio na moto), huwa na aina zote za mwako wa kawaida. Hesabu ya hali muhimu kwa mwako wa moja kwa moja wa kemikali, microbiological na joto hufanywa kwa kutumia milinganyo (1) na (2). Mbinu za uamuzi wa majaribio T

Shirika sahihi la hatua za kuzuia moto na kuzima moto haziwezekani bila kuelewa kiini cha michakato ya kemikali na kimwili ambayo hutokea wakati wa mwako. Ujuzi wa taratibu hizi hufanya iwezekanavyo kupambana na moto kwa mafanikio.

Mwako ni mmenyuko wa oxidation wa kemikali unaofuatana na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha joto na kwa kawaida mwanga. Wakala wa oxidizing katika mchakato wa mwako inaweza kuwa oksijeni, pamoja na klorini, bromini na vitu vingine.

Katika hali nyingi, wakati wa moto, oxidation ya vitu vinavyoweza kuwaka hutokea na oksijeni ya anga. Aina hii ya wakala wa oksidi inapitishwa katika uwasilishaji ufuatao. Mwako unawezekana mbele ya dutu yenye uwezo wa kuchoma, oksijeni (hewa) na chanzo cha moto. Katika kesi hiyo, ni muhimu kwamba dutu inayowaka na oksijeni iwe katika uwiano fulani wa kiasi, na chanzo cha moto kina hifadhi muhimu ya nishati ya joto.

Inajulikana kuwa hewa ina karibu 21% ya oksijeni. Mwako wa vitu vingi hauwezekani wakati kiwango cha oksijeni hewani kinapungua hadi 14-18%, na baadhi tu ya vitu vinavyoweza kuwaka (hidrojeni, ethilini, asetilini, nk) vinaweza kuwaka wakati maudhui ya oksijeni hewani ni 10% au chini. . Kwa kupungua zaidi kwa maudhui ya oksijeni, mwako wa vitu vingi huacha.

Dutu inayoweza kuwaka na oksijeni ni dutu inayofanya kazi na huunda mfumo unaowaka, na chanzo cha moto husababisha mmenyuko wa mwako ndani yake. Chanzo cha moto kinaweza kuwa mwili unaowaka au incandescent, pamoja na kutokwa kwa umeme na hifadhi ya nishati ya kutosha kusababisha mwako, nk.

Mifumo inayoweza kuwaka imegawanywa katika homogeneous na heterogeneous. Mifumo ya homogeneous ni mifumo ambayo dutu inayowaka na hewa huchanganywa sawasawa na kila mmoja (mchanganyiko wa gesi zinazowaka, mvuke na hewa). Mwako wa mifumo hiyo inaitwa mwako wa kinetic. Kasi yake imedhamiriwa na kasi ya mmenyuko wa kemikali, ambayo ni muhimu kwa joto la juu. Chini ya hali fulani, mwako kama huo unaweza kuwa na tabia ya mlipuko au mlipuko. Mifumo tofauti tofauti ni mifumo ambayo dutu inayowaka na hewa haichanganyiki na ina miingiliano (vifaa vikali vinavyoweza kuwaka na vimiminika visivyo na atomi). Wakati wa mwako wa mifumo inayoweza kuwaka isiyo ya kawaida, oksijeni ya hewa huingia (huenea) kupitia bidhaa za mwako kwa dutu inayowaka na humenyuka nayo. Mwako kama huo huitwa mwako wa kueneza, kwani kiwango chake kinatambuliwa hasa na mchakato wa polepole wa uenezi.

Ili mwako utokee, joto kutoka kwa chanzo cha kuwasha lazima liwe la kutosha kubadilisha vitu vinavyoweza kuwaka kuwa mvuke na gesi na kuwapa joto hadi joto la kuwaka kiotomatiki. Kulingana na uwiano wa mafuta na kioksidishaji, michakato ya mwako wa mchanganyiko duni na tajiri unaoweza kuwaka hutofautishwa. Michanganyiko iliyokonda ina ziada ya wakala wa vioksidishaji na haina sehemu inayoweza kuwaka. Mchanganyiko tajiri, kinyume chake, una ziada ya sehemu inayowaka na upungufu wa wakala wa oxidizing.

Tukio la mwako linahusishwa na kuongeza kasi ya lazima ya majibu katika mfumo. Mchakato wa kuongeza kasi ya mmenyuko wa oxidation na mpito wake hadi mwako huitwa kuwasha. Kujiongeza kasi ya mmenyuko wa kemikali wakati wa mwako umegawanywa katika aina tatu kuu: joto, mnyororo na pamoja - mnyororo-mafuta. Kwa mujibu wa nadharia ya joto, mchakato wa kujitegemea unaelezewa na uanzishaji wa mchakato wa oxidation na ongezeko la kiwango cha mmenyuko wa kemikali. Kwa mujibu wa nadharia ya mnyororo, mchakato wa kujiwasha unaelezewa na matawi ya minyororo ya mmenyuko wa kemikali. Katika mazoezi, taratibu za mwako hufanyika hasa na utaratibu wa mnyororo-mafuta.

Mwako hutofautishwa kati ya kamili na isiyo kamili. Kwa mwako kamili, bidhaa zinaundwa ambazo haziwezi kuwaka tena: dioksidi kaboni, dioksidi ya sulfuri, mvuke wa maji. Mwako usio kamili hutokea wakati upatikanaji wa oksijeni ya hewa kwenye eneo la mwako ni vigumu, na kusababisha kuundwa kwa bidhaa zisizo kamili za mwako: monoxide ya kaboni, alkoholi, aldehydes, nk.

Takriban kiasi cha hewa (m 3) kinachohitajika kwa mwako wa kilo 1 ya dutu (au 1 m 3 ya gesi),

ambapo Q ni joto la mwako, kJ/kg, au kJ/m 3.

Joto la mwako wa vitu vingine: petroli - 47,000 kJ / kg; kuni-kavu ya hewa -14,600 kJ / kg; asetilini - 54400 kJ/m 3; methane - 39400 kJ/m 3; monoksidi kaboni - 12600 kJ/m 3.

Kwa joto la mwako wa dutu inayowaka, unaweza kuamua ni kiasi gani cha joto kinachotolewa wakati wa mwako, joto la mwako, shinikizo wakati wa mlipuko kwa kiasi kilichofungwa na data nyingine.

Joto la mwako wa dutu imedhamiriwa wote kinadharia na halisi. Joto la mwako wa kinadharia ni joto ambalo bidhaa za mwako huchomwa moto, chini ya dhana kwamba joto zote zinazotolewa wakati wa mwako hutumiwa kuwasha.

Joto la mwako wa kinadharia

ambapo m ni kiasi cha bidhaa za mwako zilizoundwa wakati wa mwako wa kilo 1 cha dutu; с - uwezo wa joto wa bidhaa za mwako, kJ / (kg * K); θ - joto la hewa, K; Q - thamani ya kaloriki, kJ / kg.

Joto halisi la mwako ni 30-50% chini kuliko moja ya kinadharia, kwa kuwa sehemu kubwa ya joto iliyotolewa wakati wa mwako hutolewa kwenye mazingira.

Joto la juu la mwako huchangia kuenea kwa moto, wakati ambapo kiasi kikubwa cha joto hutolewa kwenye mazingira, na maandalizi makubwa ya vitu vinavyoweza kuwaka kwa mwako hutokea. Kuzima moto kwa joto la juu la mwako ni vigumu.

Wakati wa kuzingatia michakato ya mwako, aina zifuatazo zinapaswa kutofautishwa: flash, mwako, moto, mwako wa papo hapo, mwako wa moja kwa moja, mlipuko.

Mwako ni mwako wa haraka wa mchanganyiko unaowaka, usiofuatana na uundaji wa gesi zilizoshinikizwa.

Moto ni tukio la mwako chini ya ushawishi wa chanzo cha moto.

Kuwasha ni moto unaoambatana na kuonekana kwa mwali.

Kuwaka - uwezo wa kuwasha (kuwasha) chini ya ushawishi wa chanzo cha moto.

Mwako wa hiari ni jambo la kuongezeka kwa kasi kwa kiwango cha athari za exothermic, na kusababisha mwako wa vitu (nyenzo, mchanganyiko) kwa kukosekana kwa chanzo cha moto.

Mwako wa hiari ni mwako wa moja kwa moja unaoambatana na kuonekana kwa mwako.

Mlipuko ni mabadiliko ya haraka sana ya kemikali (kulipuka) ya dutu, ikifuatana na kutolewa kwa nishati na uundaji wa gesi zilizoshinikizwa zenye uwezo wa kutoa kazi ya mitambo.

Inahitajika kuelewa tofauti kati ya michakato ya mwako (kuwasha) na mwako wa papo hapo (mwako wa papo hapo). Ili kuwasha kutokea, ni muhimu kuanzisha katika mfumo unaowaka msukumo wa joto unao na joto linalozidi joto la kujitegemea la dutu. Tukio la mwako katika halijoto chini ya joto la kujiwasha hurejelewa kuwa mchakato wa mwako wa hiari (kujiwasha).

Katika kesi hii, mwako hutokea bila kuanzisha chanzo cha moto - kutokana na mwako wa hiari wa joto au microbiological.

Mwako wa papo hapo wa joto dutu hutokea kutokana na joto la kibinafsi chini ya ushawishi wa chanzo cha joto kilichofichwa au cha nje. Kujiwasha kunawezekana tu ikiwa kiasi cha joto kilichotolewa wakati wa mchakato wa autoxidation kinazidi uhamisho wa joto kwenye mazingira.

Mikrobiolojia mwako wa hiari hutokea kutokana na joto la kibinafsi chini ya ushawishi wa shughuli muhimu ya microorganisms katika wingi wa dutu (nyenzo, mchanganyiko). Joto la kuwasha kiotomatiki ni sifa muhimu ya dutu inayowaka.

Joto la autoignition ni joto la chini kabisa la dutu ambalo ongezeko kubwa la kiwango cha athari za exothermic hutokea, na kuishia na tukio la mwako wa moto.

Viwango vya joto vya kuwaka kiotomatiki vya baadhi ya vimiminika, gesi na vitu vikali vinavyotumika katika tasnia ya uhandisi vimeonyeshwa kwenye Jedwali. 28.

Jedwali 28 Viwango vya kujiwasha vya baadhi ya vimiminiko

Mbali na halijoto ya kuwaka kiotomatiki, vitu vinavyoweza kuwaka vina sifa ya kipindi cha induction au wakati wa kuchelewesha kuwasha kiotomatiki. Kipindi cha induction ni kipindi cha muda

wakati ambapo inapokanzwa binafsi hutokea mpaka moto hutokea. Kipindi cha induction kwa dutu sawa inayowaka si sawa na inategemea utungaji wa mchanganyiko, joto la awali na shinikizo.

Kipindi cha introduktionsutbildning ni cha umuhimu wa vitendo wakati dutu inayowaka inakabiliwa na vyanzo vya chini vya moto (cheche). Cheche inayoingia kwenye mchanganyiko unaoweza kuwaka wa mvuke au gesi yenye hewa huwasha joto kiasi fulani cha mchanganyiko huo, na wakati huo huo cheche hupoa. Kuwasha kwa mchanganyiko hutegemea uwiano wa kipindi cha uingizaji wa mchanganyiko na wakati wa baridi wa cheche. Zaidi ya hayo, ikiwa muda wa uingizaji ni mrefu zaidi kuliko wakati wa baridi wa cheche, basi mchanganyiko hautawaka.

Kipindi cha utangulizi kinachukuliwa kama msingi wa kuainisha mchanganyiko wa gesi kulingana na kiwango cha hatari yao ya kuwasha. Kipindi cha uingizaji wa mchanganyiko wa vumbi hutegemea ukubwa wa chembe za vumbi, kiasi cha vitu vyenye tete, unyevu na mambo mengine.

Dutu zingine zinaweza kuwaka moja kwa moja zikiwa kwenye joto la kawaida. Hizi ni hasa dutu za porous imara, hasa za asili ya kikaboni (machujo ya mbao, peat, makaa ya mawe, nk). Mafuta yaliyosambazwa kwenye safu nyembamba juu ya uso mkubwa pia yanakabiliwa na mwako wa hiari. Hii huamua uwezekano wa mwako wa hiari wa tamba za mafuta. Sababu ya mwako wa hiari wa vifaa vya nyuzi za mafuta ni usambazaji wa vitu vya mafuta kwenye safu nyembamba juu ya uso wao na kunyonya kwa oksijeni kutoka kwa hewa. Oxidation ya mafuta na oksijeni ya anga inaambatana na kutolewa kwa joto. Ikiwa kiasi cha joto kinachozalishwa kinazidi kupoteza joto kwa mazingira, moto unaweza kutokea.

Hatari ya moto ya vitu vinavyokabiliwa na mwako wa papo hapo ni kubwa sana, kwani zinaweza kuwaka bila ugavi wowote wa joto kwenye joto la kawaida chini ya joto la kuwaka la vitu, na kipindi cha kuingiza vitu vinavyoweza kuwaka kinaweza kuwa masaa kadhaa, siku na hata. miezi. Mchakato wa kuongeza kasi ya oxidation (joto juu ya dutu) ambayo imeanza inaweza kusimamishwa tu wakati ongezeko la hatari la joto linagunduliwa, ambalo linaonyesha umuhimu mkubwa wa hatua za kuzuia moto.

Biashara za kutengeneza mashine hutumia vitu vingi vinavyoweza kuwaka moto moja kwa moja. Salfidi za chuma, masizi, alumini na poda ya zinki, n.k. zinaweza kuwaka moja kwa moja zinapoingiliana na hewa ya metali za alkali, karbidi za chuma, n.k. zinaweza kuwaka moja kwa moja zinapoingiliana na maji 2 H 2).