Теория Горения и Взрыва Учебник

Уважаемый гость, на данной странице Вам доступен материал по теме: Теория Горения и Взрыва Учебник. Скачивание возможно на компьютер и телефон через торрент, а также сервер загрузок по ссылке ниже. Рекомендуем также другие статьи из категории «Учебники».

Теория Горения и Взрыва Учебник.rar
Закачек 3958
Средняя скорость 4307 Kb/s
Скачать

Теория Горения и Взрыва Учебник

Христофоров Е. Н. — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой безопасности жизнедеятельности и инже­ нерной экологии Брянской государственной сельскохозяйствен­ ной академии;

кафедра радиационной экологии и безопасности жизнеде­ ятельности Брянской инженерно-технологической академии (заведующий кафедрой — доктор технических наук, профессор

Теория горения и взрыва : учебник и практикум / О. Г. КазаТЗЗ ков [и др.] ; под общ. ред. А. В. Тотая, О. Г. Казакова — 2-е изд., перераб. и доп. — М .: Издательство Юрайт, 2013. —295 с. — Серия:

Бакалавр. Базовый курс.

В учебнике рассматриваются процессы неуправляемого горе­ ния и взрыва с позиции физико-химических законов. Изложены механизмы возникновения, распространения и прекращения горения, теории цепного, теплового и детонационного взрыва. Описаны положения по механическому действию взрыва. Даны характеристики основных взрывчатых веществ, выпускаемых про­ мышленностью, количественные характеристики процессов, позво­ ляющие определить критические параметры. Рассмотрены при­ меры решения задач по основным разделам книги. Даны задания для самостоятельной работы студентов.

Соответствует Федеральному государственному образователь­ ному стандарту высшего профессионального образования третьего поколения.

Для студентов, обучающихся по программе бакалавриата направления «Техносферная безопасноть».

УДК 614 ББК 24.54я73

© Коллектив авторов, 2013

© ООО «Издательство Юрайт», 2013

Глава 1. Возникновение процессов горения.

1.1. Описание процессов горения

с позиции молекулярно-кинетической теории газов „И

1.2. Общие положения теории о процессах

1.3. Цепной механизм самовоспламенения

1.4. Тепловое самовоспламенение.

1.5. Температура самовоспламенения и ее

зависимость от природы горючего.

1.6. Самовоспламенение гетерогенных систем.

1.7. Вынужденное воспламенение (зажигание)

1.8. Концентрационные пределы зажигания

Контрольные вопросы и задания .

Глава 2. Распространение горения газов, жидкостей

2.1. Виды и режимы распространения горения.

2.2. Материальный и тепловой

балансы процессов горения.

2.3. Тепловая и диффузионная теории

распространения пламени по газообразным смесям. 73

2.4. Распространение пламени по поверхности

жидкости. Влияние внешних условий

на скорость распространения пламени.

2.5. Горение и выгорание твердых веществ.

Контрольные вопросы и задания .

Глава 3. Прекращение и предотвращение процессов

3.1. Тепловая теория прекращения горения.

3.2. Способы предотвращения воспламенения

материалов и локализации пожаров.

3.3. Оценка необходимого количества охлаждающих огнетушащих средств при тушении некоторых

Контрольные вопросы и задания .

Глава 4. Формы взрывчатых превращений.

4.1. Общая характеристика взрывчатых веществ.

4.2. Классификация взрывчатых процессов.

4.2.1. Цепной взрыв .

4.2.2. Тепловой взрыв .

4.2.3. Основные положения теории детонации .

4.3. Факторы, влияющие на скорость и устойчивость

детонации зарядов взрывчатых веществ.

4.4. Переход горения газопаровоздушных смесей

Контрольные вопросы и задания .

Глава 5. Механическое действие взры ва.

5.1. Механическое действие взрыва в воздухе.

5.2. Механическое действие взрыва в воде.

5.3. Механическое действие взрыва в твердой среде.

5.4. Взрывы газопаровоздушных и пылевоздушных смесей в закрытом помещении и открытом

5.4.1. Взрывы газопаровоздушных смесей .

5.4.2. Взрывы пылевоздушных смесей .

Контрольные вопросы и задания .

Глава 6. Промышленные взрывчатые вещества.

6.1. Классификация промышленных взрывчатых

6.2. Физико-химические характеристики

6.3. Основные компоненты конденсированных

6.4. Инициирование взрыва промышленных

Контрольные вопросы и задания .

Глава 7. Практикум по теории горения и взрыва.

7.1. Расчет количества воздуха-, необходимого

для т р е п и я вещ еств и м атер и ал о в .

7. 1.1. Индивидуальное химическое соединение .

7. 1.2. Сложная смесь веществ .

7.1.3. Задачи для самостоятельного решения .

7.2. Расчет объема и состава продуктов горения.

7.2.1. Индивидуальное химическое соединение .

7.2.2. Сложная смесь химических соединений .

7.2.3. Смесь газов .

7.2.4. Задачи для самостоятельного решения .

7.3. Концентрационные и температурные пределы

7.3.1. Концентрационные пределы воспламенения .

7.3.2. Температурные пределы воспламенения

7.3.3. Задачи для самостоятельного решения .

7.4. Теплота и температура горения.

7.4.2. Температура горения .

7.4.3. Задачи для самостоятельного решения .

7.5. Расчет избыточного давления при взрыве газопаровоздушных, пылевоздушных, газовоздушных смесей и конденсированных

7.5. 1. Взрывы газовоздушных смесей в открытом

7.5.2. Взрывы пылевоздушных смесей

в производственных помещениях .

7.5.3. Взрывы газопаровоздушных смесей

7.5.4. Взрывы конденсированных взрывчатых

7.5.5. Взрывы на магистральных газопроводах .

7.5.6. Задачи для самостоятельного решения .

Список использованной литературы.

Непрерывный рост промышленного производства повы­ шает уровень его негативного воздействия на окружающую среду, увеличивает вероятность возникновения чрезвычай­ ных ситуаций техногенного характера, связанных с пожа­ рами и взрывами, например, на атомных электростанциях, объектах химической, нефтяной и газовой промышленно­ сти, что может нанести не только большой прямой ущерб, но и многократно превышающий его — косвенный.

«Теория горения и взрыва» — учебная дисциплина, кото­ рая входит в базовую часть математического и естественно­ научного цикла (ФГОС ВПО-3) для бакалавров и является одной из основополагающих дисциплин, способствующих формированию у студентов знаний в области физико­ химических процессов и навыков технического мышления по предотвращению и прекращению чрезвычайных ситуа­ ций, связанных с пожарами и взрывами.

В результате изучения дисциплины «Теория горения

и взрыва» бакалавр должен:

• основы молекулярно-кинетической теории газов;

• общие положения теории воспламенения горючих сме­

• особенности тепловой и диффузионной теории распро­ странения пламени по газообразным смесям;

• особенности распространения горения по поверхности жидких и твердых веществ;

• основы тепловой теории прекращения горения;

• особенности теорий цепного, теплового и детонацион­

• механизм перехода горения газопаровоздушных сме­ сей в детонацию;

• анализировать влияние ряда факторов на скорость рас­

пространения пламени по газообразным, жидким и твердым горючим веществам;

• определять влияние геометрии заряда и его распо­ ложения на избыточное давление, рассчитывать импульс ударной волны;

• методами качественной оценки температурных и кон­

центрированных пределов горючих систем;

• основными методами по предотвращению и прекраще­ нию процессов горения;

• способами количественной оценки механического воз­

действия воздушной ударной волны.

А т — удельная работа разрушения а,Ь — порядок реакции по горючему и окислителю В — толщина пробиваемого слоя с — скорость звука

Су, Сэ, Ср, — теплоемкость: удельная, эффективная дис­

персной фазы, молярная С — концентрация

Е.йШ, Езаж, Ек , Еэ — энергия: активации, зажигания, кри­ тическая, электрическая

h — высота пламени

/г3 з — глубина заложения заряда /т — удельный испульс ударной волны тротила

k — степень жесткости взрывных газов

К — удельный расход взрывчатого вещества Кп —коэффициент поверхности горения Ку — удельный расход удлиненного заряда Ks — коэффициент взрывоопасности пыли /ср — длина углеводородной цепи

L — толщина горючей смеси L3 — длина заряда

LK— длина кумулятивной струи ЬТ — масштаб турбулентности m — масса заряда

п, щ — число: активных центров, углеводородных цепей п* — число молекул кислорода Р, Рнп,Рф — давление: внешнее, насыщенных паров,

избыточное; давление фронта ударной волны

qB, дл, qT0 — интенсивность: тепловыделения, лучистого теплового потока, теплоотвода

qKH — интенсивность теплоотдачи за счет конвекции

О» Q:r.uv Qu> Qn.r> GnoiQhcx- Q V Qhctt Qt

ской реакции, запасенная в прогретом слое вещества, реак­ ции горения (низшая), продуктов горения, потерь, исход­ ных веществ, г-го компонента, испарения, взрыва тротила

г0, г, гв, гк, гпл, гс —радиус заряда; расстояние до центра взрыва; радиус: воронки, объема воздуха с массой заряда, полости, опасного сейсмического действия взрыва

R — универсальная газовая постоянная Rp з — радиус зоны разрушения

R3KB —радиус разогретого объема газа

S — площадь фронта ударной волны

Sv Sw S.n S Q — площадь: горения, проекции зоны горения, при крупномасштабной турбулентности, ламинарно движу­ щейся смеси

Т, Тг, Ттз, Тсв, 7’в(н), Тст, Тси, Т3 — температура: термостата, горения, газа, самовоспламенения, верхнего и нижнего пре­ делов воспламенения, стенки, смеси, лучеиспускания

т е м п е р а т у р а .

воздуха, вспышки, зажигания, взрыва, кипения, стехиометрическая потухания, продуктов, горения, у фронта детона­ ционной волны

U, UT — удельная энергия: взрыва, взрыва тротила

V. Vb V^o), K (C)(H)(S), Vn.r, — объем: сосуда, воздуха, воздуха, в котором содержится 1 кг кислорода, количество воздуха, необходимое для горения единицы массы соответ­ ствующего элемента; объем: продуктов горения, горючего вещества

W. Wv WK, Wp, Wcp, W7, Wy, — скорость: волны дето­ нации, горения, кумулятивной струи, разряжения, реак­ ции, турбулентного горения, воздушной ударной волны, за фронтом волны

Wn , Wrjl, WrM, WH, WCM — скорость: движения газов, горения линейная, горения массовая, горения по нормам к поверхности горения, движения смеси

Wro, Wr м т, Wn с — скорость: газоотвода, горения при мел­ комасштабной турбулентности, пульсационная

а в — коэффициент избытка воздуха

а пр — коэффициент теплоотдачи

Рп — коэффициент полноты сгорания б, 5ПЛ 8Пс — толщина: приграничного слоя, фронта пла­

мени, прогретого слоя е — степень черноты

А. — теплопроводность ц — молярная масса

Ъ, — относительная деформация грунта

р0, ргр, рп, рпр — плотность: смеси, горючего, породы, пре­ грады

ст —постоянная Стефана — Больцмана

т>тинд> ХВ’ тг.в> тнр> тсп> Ттш — время: реакции, индукцион­ ное, воспламенения, гетерогенного воспламенения, нарас­ тания, спада, тушения

Фн(В) — нижний и верхний концентрационные пределы X — коэффициент теплопередачи

Глава 1 ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ

После изучения этой главы студент должен:

• механизм процесса горения с позиции молекулярно-кинетической теории газов;

• цепной и тепловой механизмы самовоспламенения;

• сущность механизма самовоспламенения гетерогенных смесей;

• принципиальные различия механизмов самовоспламенения и целе­ направленного зажигания горючих смесей;

• определять предельные температурные и концентрационные условия самовоспламенения и зажигания;

• анализом по влиянию ряда факторов: мощности источника зажигания, давления, природы горючего вещества, скорости потока смеси, площади нагретой поверхности, концентрации флегматизатора и его природы — на температурные и концентрационные пределы зажигания.

1.1. Описание процессов горения

с позиции молекулярно-кинетической теории газов

С точки зрения молекулярно-кинетической теории стро­ ения материи химические реакции между двумя компонен­ тами, находящимися в газовой фазе, следует рассматривать как взаимодействие молекул реагирующих газов, например взаимодействие молекул горючего — это может быть водо­ род Н2 — с молекулами окислителя 0 2. Известно, что межмолекулярное взаимодействие, т.е. взаимное притяжение и отталкивание молекул, находящихся в непрерывном хао­ тическом тепловом движении, возможно только при почти полном их сближении, которое можно рассматривать как соударение. Без соударения молекул невозможно какоелибо их взаимодействие, а тем более химическая реакция, связанная с разрывом существующих в молекуле связей между атомами, их перераспределением и т.д. Следова­

Теория горения-1. На этом данная статья подошла к завершению. Следите за обновлениями на нашем сайте. Получить дополнительную информацию, а также задать свои вопросы можно в комментариях.


Статьи по теме