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

993 ГОРЕ НИЕ 994 ная, в пламени осуществляется сгорание преобла­ дающей части горючей смеси так, что последующее квазистационарное горение или практически отсут­ ствует, или происходит быстро. При тепловом распространении пламени различают нормальное (тихое) распространение Г., или д е ф л а г р а ц и ю ^.(последовательное воспламене­ ние горючей смеси происходит по механизму тепло­ проводности и, частично, за счет диффузии активных центров), и д е т о н а ц и ю , (поджигание произво­ дится распространяющейся ударной волной). Нор­ мальное Г. в свою очередь подразделяется на лами­ нарное и турбулентное. Л а м и н а р н о е пламя обладает вполне определенной скоростью перемеще­ ния относительно неподвижного газа, к-рая зависит от состава смеси, давления и темп-ры и определяется только химич. кинетикой и молекулярной теплопро­ водностью. Такая скорость, называемая нормальной скоростью пламени, является поэтому физико-химич. константой смеси. Ламинарное пламя наблюдается в неподвижных смесях или в потоках, движущихся ламинарно. Величины скорости пламени обычно составляют в воздушных средах порядка нескольких десятков сантиметров в секунду и только для водородо-воздушных смесей достигают 2,5 м/сек. В тех случаях, когда наряду с молекулярной теплопровод­ ностью в большой степени участвует т. н. турбулент­ ный перенос тепла, при перемешивании возникает т у р б у л е н т н о е п л а м я . Скорость распростра­ нения турбулентного пламени в отличие от ламинар­ ного зависит от скорости газового потока, что является главной и наиболее важной особенностью турбулент­ ного пламени. Турбулентное пламя имеет большое значение в технич. процессах сжигания газообразных и парообразных горючих. В условиях Г. в потоке большое практич. значение имеет с т а б и л и з а ц и я г о р е н и я , удержание пламени на горелке или в камере, поскольку обычно скорость потока больше скорости пламени и пламя не может самостоятельно сохранить свое положение в пространстве. Г. стабилизируют либо непрерывным зажиганием потока горючей смеси при помощи спе­ циального устройства (горелка, форкамера) или с по­ мощью установки поперек потока плохо обтекаемых тел (стабилизаторов), способствующих обратной цир­ куляции горячих продуктов Г. Механизм стабили­ зации принципиально не отличается от механизма теплового зажигания накаленными телами. Гетерогенное г о р е н и е . Класс процес­ сов Г. гетерогенного типа весьма широк. Основные из них: Г. жидких горючих и Г. твердых топлив. Для Г. жидких веществ большое значение имеет процесс их испарения. Г. легко испаряющихся горючих прак­ тически относится к гомогенному Г., т. к. такие го­ рючие еще до воспламенения полностью или по­ чти полностью успевают испариться. Применительно к жидким горючим различают 2 характеристики: температуру вспышки и температуру самовоспламе­ нения (см. Вспышки температура и Самовоспламе­ нение). Широко распространенной жидкой гетерогенной системой является высокодисперсная капельная си­ стема, для к-рой определяющее значение имеют законы воспламенения и Г. каждой отдельной капли. При высокой темп-ре среды, когда образующиеся пары быстро сгорают около поверхности капли, скорость ее сгорания равна скорости испарения, к-рая в свою очередь равна скорости подвода тепла к поверхности жидкости. В двухфазной капельной среде возможно распространение как ламинарного, так и турбулент­ ного пламени. Скорость его сильно зависит от степени предварительного испарения и особенно от величины капель. Простейший случай Г. твердых веществ — когда процесс не сопровождается разложением вещества с выделением газов (напр., Г. металлов). Если при Г. образуется твердый окисел, то дальнейший ход процесса зависит от того, выше или ниже темп-ра плавления окисла по сравнению с темп-рой поверх­ ности. В первом случае процесс лимитируется диф­ фузией кислорода через окисную пленку и быстро прекращается, во-втором — продолжается беспрепят­ ственно. Именно поэтому железо легко горит в кислороде, но в обычных условиях не горит в возДухе. В технике большое значение имеет Г. твердого топлива, гл. обр. углей. Основа любого твердого топлива — углерод. Кроме того, оно содержит то или иное количество органич. веществ, к-рые при нагревании топлива разлагаются с образованием паров и газов (гл. обр. горючих). Эту термически неустойчивую часть топлива принято называть лету­ чей, а газы — летучими. При быстром нагреве частиц топлива (что возможно для частиц малого размера) летучие могут полностью не успеть выделиться и сгорают вместе с углеродом. При медленном нагреве наблюдается четкая стадийность начала Г. — сна­ чала выход летучих и их воспламенение, затем вос­ пламенение и Г. твердого, т. н. коксового остатка, к-рый, кроме углерода, содержит минеральную часть топлива г— золу. Первая стадия Г., как и ранее, — самовоспламенение частиц топлива. Оно может быть комплексным (сначала воспламенение летучих, затем коксового остатка) или более простым, когда летучих мало или они полностью отсутствуют (чистый угле­ род или коксовый остаток). Воспламенение происхо­ дит по законам теплового самовоспламенения. Во всех случаях время воспламенения твердого топлива составляет небольшую долю общего времени Г.; в этом важное отличие от случая воспламенения газов. Поэтому процесс гетерогенного Г. углерода — основ­ ной процесс для Г. твердых топлив и его закономер­ ности определяют закономерности Г. в целом. Эти закономерности являются общими для любых гете­ рогенных процессов с твердыми веществами и отли­ чаются в каждом случае только типом химич. процес­ сов между газовым реагентом и твердым веществом. Реакция кислорода с углеродом характеризуется образованием обоих окислов углерода — СО и С 0 , но соотношение между ними оказывается весьма различным в разных условиях опыта и для разных типов углерода. Хемосорбция кислорода, особенно значительная при низких темп-рах, всегда сопут­ ствует реакции, и поэтому она рассматривается в ка­ честве одного из элементов механизма реакции С -f- 0 . Схема реакции до сих пор, однако, окончательно не установлена, но предполагается, что она включает в себя ряд последовательных элементарных реакций, в к-рых важную роль играет образование в резуль­ тате хемосорбции промежуточного продукта в виде т. н. поверхностного окисла типа С^О^,. Последующее разложение этого окисла и дает то или иное соотно­ шение СО и С 0 . К числу особенностей Г. углерода относится возможность протекания, наряду с основ­ ной реакцией кислорода с углеродом, также и дру­ гих, т. н. вторичных реакций: гетерогенной реакции (С - f С 0 = 2СО) и гомогенной реакции (2СО - f 0 = = 2С0 ). В присутствии кислорода имеет место кон­ куренция этих реакций, что сильно затрудняет опре­ деление истинного состава продуктов основной реак­ ции (отношения СО к С 0 ) . Суммарное кинетич. ур-ние реакции С -f- 0 , выте­ кающее из теоретич. соображений и опыта, имеет вид: 2 2 2 2 2 2 2 2 W = А&с/с + А где А;& и А — кинетич. константы. При малой вели-