* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

991 ГОРЕНИЕ 992 теплоотвод из зоны реакции. С этого момента стацио­ нарное течение реакции станет невозможным; нач­ нется саморазгон реакции и произойдет воспламене­ ние. В случае цепного механизма воспламенения раз­ витие процесса происходит аналогичным образом, с той лишь разницей, что определяющим является соотношение между скоростью накопления химически активных веществ и скоростью их рассеивания за счет диффузии. Таким образом, процесс воспламенения в обоих случаях — это переход от стационарной, обычно медленно протекающей и искусственно поддерживае­ мой реакции, к самоускоряющейся лавинного типа реакции. Этот переход совершается всегда очень резко, практически внезапно, и прямым следствием такого положения является еще одна характерная черта Г . — н а л и ч и е четко фиксирующихся критич. характеристик (параметров) воспламенения: системы значений состава смеси (или соотношений горючего и окислителя), системы значений максимально воз­ можной темп-ры начального нагрева, критич. началь­ ного давления, системы критич. значений содержания примесей, активирующих или флегматизирующих. Воспламенение свойственно любым горючим систе­ мам — гомогенным, гетерогенным и более сложным системам. Различают, однако, два способа (вида) воспламенения: самовоспламенение и т. наз. вынуж­ денное воспламенение — зажигание. При с а м о ­ воспламенении описанные выше условия самоускорения реакции создаются во всем объеме данной воспламеняемой смеси. Напр., при тепловом самовоспламенении газообразная смесь нагревается или от горячей стенки сосуда (бомбы), или путем быстрого сжатия смеси, или при быстром перемеши­ вании ранее нагретых компонентов смеси. При этом фиксируется соответствующее значение начальной темп-ры, при к-рой происходит воспламенение, и эта темп-ра называется темп-рой самовоспламенения. При другом типе воспламенения — з а ж и г а ­ н и и — условия воспламенения создаются только в очень небольшой части смеси с помощью к.-л. высо­ котемпературного источника тепла: накаленного тела, пламени, электрич. искры и др. Вблизи такого источ­ ника возникает пламя, к-рое затем распространяется на весь объем горючей среды. Воспламенение сво­ дится в таком случае к саморазвивающемуся распро­ странению пламени. Аналогично тепловому меха­ низму распространения пламени возможен и процесс чисто диффузионного («холодного») распространения реакции в условиях цепного механизма воспламене­ ния. Для теплового зажигания, как и для самовос­ пламенения, экспериментально фиксируется мини­ мальная темп-ра высоко нагретого источника тепла, вызывающая появление пламени. Такая темп-ра называется темп-рой зажигания. Она также является функцией состава смеси, начальной темп-ры и давле­ ния. Кроме того, зависит от размера источника зажи­ гания. Для воспламенения характерна еще одна особен­ ность — явление т. н. индукционного периода, или задержка воспламенения. Наиболее специфично это явление для самовоспламенения. В этом случае период задержки — это время, к-рое проходит между моментом, когда смесь приобрела заданную началь­ ную темп-ру подогрева, и моментом заметного само­ ускорения реакции (практически появлением пла­ мени). Этот период сильно зависит от химич. свойств смеси, кинетики предпламенных химич. процессов, когда происходит разогрев системы и накопление промежуточных активных веществ — неустойчивых, легко реагирующих свободных радикалов (типа СН, ОН и т. д.), или .более устойчивых молекулярных соединений. Величина индукционного периода при тепловом воспламенении очень сильно зависит от начальной темп-ры нагрева. Иначе — каждой темп-ре самовоспламенения соответствует своя величина ин­ дукционного периода. Процессы воспламенения играют очень большую роль в практике Г., особенно зажигание. Акт воспла­ менения составляет, однако, лишь начальную ста­ дию Г. После воспламенения устанавливается всегда больший или меньший период устойчивого, кназистационарного Г., завершающегося или полным исчерпанием соответствующей горючей компоненты (компоненты, находящейся в недостатке) или уста­ новлением термодинамич. равновесия. Для этой вто­ рой стадии Г. определяющими являются соответ­ ствующие динамич. или кинетич. закономерности Г. В силу комплексной природы Г. эти закономерности практически никогда не тождественны кинетич. зако­ номерностям чисто химич.. взаимодействия реагентов горючей системы. Причиной этому является то, что при больших скоростях реакций окисления при Г. возникает такое положение, что или подвод тепла, как, напр., при тепловом распространении пламени, или транспорт (диффузия) реагентов в зону реакции будут лимитировать скорость реакции в силу крайней медленности этих физич. процессов. Наиболее типич­ ным примером являются гетерогенные системы, реа­ гирование к-рых всегда связано с переносом газооб­ разных реагентов из газовой фазы к твердой стенке и обратно. При высокой темп-ре, когда реакция ста­ новится очень быстрой, газовый реагент, напр. кислород, находящийся у стенки, быстро расхо­ дуется, его становится мало, и реакция замедляется, несмотря на имеющуюся высокую темп-ру; последняя как бы оказывается тормозящим фактором. В стацио­ нарных условиях устанавливается тогда режим горе­ ния, подчиненный процессу подвода кислорода к стенке, а скорость Г. становится тождественной скорости чисто физич. процесса — диффузии кисло­ рода. Соответственно этому о такого рода режимах Г. говорят как о диффузионных или диффузионно-теп­ ловых; к нх числу относится и распространение пла­ мени в гомогенных системах. Г о м о г е н н о е г о р е н и е . Наиболее простой случай гомогенного Г. представляет Г. заранее пере­ мешанных газовых смесей. Г. неперемешанных газо­ образных или парообразных веществ также является гомогенным Г., но более сложным по своей структуре. Реакции при Г. газов являются большей частью цеп­ ными (см. Цепные реакции), однако в обычных усло­ виях Г. определяющее значение имеет тепловое ини­ циирование реагирования (термич. активация). Усло­ вие квазистационарности элементарных реакций при цепном превращении позволяет во многих случаях при исследовании и описании Г. пользоваться одним суммарным ур-нием для скорости реакции W, содер­ жащим только начальные концентрации горючего а и окислителя Ъ и эффективную энергию актива­ ции Е: W (a, b, Т) = # 0 аЪ 0 п ш ехр (—E/RT) где пит — константы, К — предэкспоненциальный .множитель в уравнении Аррениуса. Применительно к условиям Г. величины а, Ъ и Т связаны друг с дру­ гом, т. к. разогрев системы идет за счет расходования реагирующих веществ: чем выше Т, тем меньше а и Ъ. В силу этого в начале процесса Г. (при воспламене­ нии) определяющее значение имеет темп-рный член кинетич. уравнения, в конце — концентрационный, когда скорость реакции прогрессивно уменьшается. Для Г. заранее перемешанных смесей стадия вос­ пламенения в общем процессе Г. занимает домини­ рующее положение в силу двух обстоятельств: эта стадия (распространение пламени) наиболее медлен-