القطران في مدخنة المرجل

العوامل المؤثرة في درجة حرارة الاحتراق

لا تعتمد درجة حرارة حرق الأخشاب في الموقد على نوع الخشب فقط. من العوامل المهمة أيضًا محتوى الرطوبة في الحطب وقوة الجر ، والتي ترجع إلى تصميم الوحدة الحرارية.

تأثير الرطوبة

في الخشب المقطوع حديثًا ، يصل محتوى الرطوبة من 45 إلى 65٪ في المتوسط ​​- حوالي 55٪. لن ترتفع درجة حرارة الاحتراق لهذا الحطب إلى القيم القصوى ، حيث سيتم إنفاق الطاقة الحرارية على تبخر الرطوبة. وفقًا لهذا ، يتم تقليل انتقال حرارة الوقود.

من أجل إطلاق الكمية المطلوبة من الحرارة أثناء احتراق الخشب ، يتم استخدام ثلاث طرق
:

• يتم استخدام ما يقرب من ضعف كمية الحطب المقطوع حديثًا لتدفئة الأماكن والطهي (وهذا يترجم إلى ارتفاع تكاليف الوقود والحاجة إلى الصيانة المتكررة للمدخنة وأنابيب الغاز ، حيث تستقر كمية كبيرة من السخام) ؛
• يتم تجفيف الحطب الطازج مسبقًا (يتم نشر جذوع الأشجار وتقسيمها إلى جذوع الأشجار المكدسة تحت مظلة - يستغرق التجفيف الطبيعي من 1-1.5 سنة إلى 20 ٪ رطوبة) ؛
• يتم شراء الحطب الجاف (يتم تعويض التكاليف المالية من خلال انتقال الحرارة المرتفع للوقود).

القيمة الحرارية لحطب البتولا من الخشب المقطوع حديثًا عالية جدًا. الرماد المقطوع حديثًا وشعاع البوق وأنواع وقود الأخشاب الصلبة الأخرى مناسبة أيضًا للاستخدام.

تأثير الإمداد بالهواء

من خلال الحد من إمداد الفرن بالأكسجين ، فإننا نخفض درجة حرارة احتراق الخشب ونقلل من انتقال الحرارة للوقود. يمكن زيادة مدة احتراق حمولة الوقود عن طريق إغلاق المثبط لوحدة الغلاية أو الموقد ، لكن توفير الوقود يؤدي إلى انخفاض كفاءة الاحتراق بسبب الظروف غير المثالية. بالنسبة لحرق الأخشاب في مدفأة مفتوحة ، يدخل الهواء بحرية من الغرفة ، وتعتمد شدة السحب بشكل أساسي على خصائص المدخنة.

الصيغة المبسطة للاحتراق المثالي للخشب هي
:

C + 2H2 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q (حرارة)

يتم حرق الكربون والهيدروجين عند توفير الأكسجين (الجانب الأيسر من المعادلة) ، مما ينتج عنه حرارة وماء وثاني أكسيد الكربون (الجانب الأيمن من المعادلة).

لكي يحترق الخشب الجاف بأقصى درجة حرارة ، يجب أن يصل حجم الهواء الذي يدخل غرفة الاحتراق إلى 130٪ من الحجم المطلوب لعملية الاحتراق. عندما يتم حظر تدفق الهواء بواسطة المخمدات ، تتشكل كمية كبيرة من أول أكسيد الكربون ، والسبب في ذلك هو نقص الأكسجين. يدخل أول أكسيد الكربون (الكربون غير المحترق) إلى المدخنة ، بينما تنخفض درجة الحرارة في غرفة الاحتراق ويقل انتقال الحرارة من الحطب.

يتمثل الأسلوب الاقتصادي عند استخدام غلاية تعمل بالوقود الصلب في تركيب مُراكم حراري يخزن الحرارة الزائدة المتولدة أثناء احتراق الوقود في الوضع الأمثل ، مع قوة جر جيدة.

مع مواقد الحطب ، لن تكون قادرًا على توفير مثل هذا الوقود ، لأنها تسخن الهواء مباشرة. إن جسم فرن الطوب الضخم قادر على تجميع جزء صغير نسبيًا من الطاقة الحرارية ، بينما بالنسبة للمواقد المعدنية ، تذهب الحرارة الزائدة مباشرة إلى المدخنة.

إذا فتحت المنفاخ وقمت بزيادة تيار الهواء في الفرن ، ستزداد شدة الاحتراق ونقل الحرارة للوقود ، لكن فقدان الحرارة سيزداد أيضًا. مع الاحتراق البطيء للحطب ، تزداد كمية أول أكسيد الكربون ويقل انتقال الحرارة.

نبني حمامًا روسيًا وفقًا للعقل

المشاهدات: 3082 كقاعدة عامة ، المصدر الرئيسي للحرارة المتلقاة لاحتياجات الارتفاع في الحمام هو حرق الحطب.

لكن أولاً ، دعونا نتطرق بإيجاز إلى مسألة هيكل الخشب كوقود.

الخشب عبارة عن مزيج من المركبات الهيدروكربونية (بوليمرات عديد السكاريد) من السليلوز والهيميسليلوز واللجنين.

إنه قادر على الاحتراق وتشكيل مخاليط متفجرة بالهواء. ينتج أول أكسيد الكربون ، عند احتراقه ، لهبًا أزرق. أول أكسيد الكربون شديد السمية. استنشاق الهواء بتركيز 0.4٪ من أول أكسيد الكربون مميت للإنسان.

معلومات

لا تحمي الأقنعة الغازية القياسية من أول أكسيد الكربون ، لذلك يتم استخدام مرشحات خاصة أو أجهزة عزل الأكسجين في حالة نشوب حرائق.

ثاني أكسيد الكبريت

ثاني أكسيد الكبريت (SO 2) هو منتج احتراق لمركبات الكبريت والكبريت. غاز عديم اللون ذو رائحة نفاذة مميزة. الكثافة النسبية لثاني أكسيد الكبريت = 2.25. كثافة هذا الغاز عند T = 0 0 C و p = 760 مم زئبق هي 2.9 كجم / م 3 ، أي أنه أثقل بكثير من الهواء.

دعونا نفكر بإيجاز في خصائص منتجات الاحتراق الرئيسية.

نشبع

ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون (CO 2) هو نتاج الاحتراق الكامل للكربون. ليس له رائحة ولون. كثافته بالنسبة للهواء = 1.52. كثافة ثاني أكسيد الكربون عند درجة حرارة T \ u003d 0 0 C وعند الضغط العادي p \ u003d 760 ملم زئبق (مم زئبق) هي 1.96 كجم / م 3 (كثافة الهواء في نفس الظروف هي ρ \ u003d 1.29 كجم / م 3).

الأهمية

ثاني أكسيد الكربون شديد الذوبان في الماء (عند T = 15 0 C ، يذوب لتر واحد من الغاز في لتر واحد من الماء). لا يدعم ثاني أكسيد الكربون احتراق المواد ، باستثناء الفلزات الأرضية القلوية والقلوية

يحدث احتراق المغنيسيوم ، على سبيل المثال ، في جو من ثاني أكسيد الكربون وفقًا للمعادلة:

CO 2 +2 Mg \ u003d C + 2 MgO.

سمية ثاني أكسيد الكربون لا تذكر.

المشاهدات: 3317

كقاعدة عامة ، فإن المصدر الرئيسي للحرارة المتلقاة لاحتياجات الارتفاع في الحمام هو حرق الحطب.

يتيح لك فهم ماهية عملية حرق الأخشاب والقدرة على التحكم في كمية الحرارة المستخرجة أثناء ذلك والاستخدام الأكثر فاعلية لها ، أن تختار بوعي لصالح نموذج واحد أو آخر من موقد الساونا.

لذلك ، دعونا نفكر في الأسس الكيميائية والفيزيائية لعملية حرق وقود الحطب ، والتي تحدث في صندوق النار في أي موقد ساونا.

لكن أولاً ، دعونا نتطرق بإيجاز إلى مسألة هيكل الخشب كوقود.

الخشب عبارة عن مزيج من المركبات الهيدروكربونية (بوليمرات عديد السكاريد) من السليلوز والهيميسليلوز واللجنين.

إنها تسخن فقط بسبب حرارة احتراق الكربون C والهيدروجين H المنطلق من الخشب الساخن ، أو بعبارة أخرى ، تلعب هذه الغازات دورًا سلبيًا في الاحتراق. إنها تبرد منطقة الاحتراق ، وتمنع اكتمال تفاعلات الأكسدة للمكونات القابلة للاحتراق من الخشب حتى يتم تحويلها إلى المنتجات النهائية CO2 و H2O ، وتقليل تسخين الفرن ، وفي النهاية تحديد المحتوى الحراري لمنتجات الاحتراق في الوقود.

لذلك دعونا نرسم الخط.

لقد درسنا الأساس الفيزيائي والكيميائي لعملية احتراق الوقود الهيدروكربوني ، وهو الخشب.

تقرر أن الغرض الرئيسي من حرق الأخشاب في الموقد هو اكتمال احتراقها والاستفادة القصوى من الطاقة الحرارية والإشعاعية المنبعثة.

في هذه المرحلة ، تمتص الشجرة بنشاط الحرارة من الخارج. لا توجد عملية احتراق.

عند درجات حرارة تتراوح من 150 إلى 275 درجة مئوية ، تكون عملية تحلل الهيكل الخشبي الأصلي إلى مكونات صلبة وسائلة وغازية أبسط (أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والميثان CH4 وكحول الخشب (الميثانول) CH3OH وحمض الخليك CH3COOH و creosote-a يبدأ خليط الفينولات والهيدروكربونات العطرية.). يستمر الخشب في امتصاص الحرارة بنشاط. لا يوجد احتراق.

عند درجات حرارة 275-450 درجة مئوية ، تبدأ عملية التحلل النشط وتبسيط الهيكل الخشبي بالإطلاق السريع للحرارة والوقود الغازي والتدفئة الذاتية للخشب. يبدأ تفكك السليلوز واللجنين.

من الناحية المثالية ، يجب أن ينبعث النيتروجين N2 فقط في الغلاف الجوي من خلال المدخنة ، باعتباره المكون الرئيسي للهواء المزود بفرن الفرن جنبًا إلى جنب مع الأكسجين ، ولكن لا يشارك في الاحتراق وثاني أكسيد الكربون CO2 وبخار الماء H2O.

كما ذكرنا سابقًا ، فإن نواتج تفاعل الاحتراق الكامل للحطب هي ثاني أكسيد الكربون CO2 من احتراق الكربون وبخار الماء H2O من احتراق الهيدروجين.

كغازات الصابورة ، يعمل بخار الماء لوقود H2O الناتج عن الخشب أثناء التسخين ، والنيتروجين N2 ، وكذلك الهواء الزائد كغازات الصابورة.

لا تشارك منتجات تفاعل الاحتراق وغازات الصابورة في الاحتراق.

إطلاق المواد احتراق غير كامل للخشب

أمان

• قبل بدء التجربة ، ارتدِ قفازات ونظارات واقية.
• قم بالتجربة على صينية.
• احتفظ بوعاء من الماء بالقرب منك أثناء التجربة.
• انزع القفازات قبل إشعال الشعلة.

قواعد السلامة العامة

• تجنب دخول المواد الكيميائية في عينيك أو فمك.
• لا تسمح للأشخاص الذين ليس لديهم نظارات واقية ، وكذلك الأطفال الصغار والحيوانات ، بالدخول إلى موقع التجربة.
• احتفظ بالمجموعة التجريبية بعيدًا عن متناول الأطفال دون سن 12 عامًا.
• اغسل أو نظف جميع المعدات والملحقات بعد الاستخدام.
• تأكد من إغلاق جميع حاويات الكاشف بإحكام وتخزينها بشكل صحيح بعد الاستخدام.
• تأكد من التخلص من جميع الحاويات التي تستخدم لمرة واحدة بشكل صحيح.
• استخدم فقط المعدات والكواشف المتوفرة في المجموعة أو الموصى بها في التعليمات الحالية.
• إذا كنت قد استخدمت حاوية طعام أو أدوات تجربة ، فتخلص منها على الفور. لم تعد مناسبة لتخزين الطعام.

معلومات الإسعافات الأولية

• إذا لامست الكواشف العينين ، اشطفها جيدًا بالماء ، مع إبقاء العينين مفتوحتين إذا لزم الأمر. اطلب عناية طبية فورية.
• في حالة البلع ، اشطف الفم بالماء ، اشرب بعض الماء النظيف. لا تسبب التقيؤ. اطلب عناية طبية فورية.
• في حالة استنشاق الكواشف ، انقل المصاب إلى الهواء الطلق.
• في حالة ملامسة الجلد أو الحروق ، اغسل المنطقة المصابة بكمية كبيرة من الماء لمدة 10 دقائق أو أكثر.
• إذا كنت في شك ، استشر الطبيب على الفور. خذ معك كاشفًا كيميائيًا وحاوية منه.
• في حالة الإصابة ، استشر الطبيب دائمًا.

أوضاع الاحتراق الخاصة

مكمور

الاحتراق هو نوع خاص من الاحتراق البطيء ، يتم الحفاظ عليه من خلال الحرارة المنبعثة من تفاعل الأكسجين والمواد المكثفة الساخنة مباشرة على سطح المادة والتي تتراكم في المرحلة المكثفة. مثال نموذجي على الاحتراق هو سيجارة مشتعلة. أثناء الاحتراق ، تنتشر منطقة التفاعل ببطء عبر المادة. لا يتشكل لهب الطور الغازي بسبب عدم كفاية درجة حرارة المنتجات الغازية أو ينطفئ بسبب فقد الحرارة الكبير من الطور الغازي. يشيع الاحتراق في المواد المسامية أو الليفية. يمكن أن يكون الاحتراق خطرًا كبيرًا أثناء الحريق ، لأن الاحتراق غير الكامل يطلق مواد سامة للإنسان.

احتراق الحالة الصلبة

موقد غاز يعمل بالأشعة تحت الحمراء مع مصفوفات مسامية كعناصر تسخين

في خلطات المساحيق غير العضوية والعضوية ، يمكن أن تحدث عمليات طاردة للحرارة ذات موجات أوتوماتيكية ، والتي لا تكون مصحوبة بتطور غازي ملحوظ وتشكل منتجات مكثفة فقط. في المراحل الوسيطة ، يمكن تكوين الأطوار الغازية والسائلة ، والتي ، مع ذلك ، لا تترك نظام الاحتراق. تُعرف أمثلة للمساحيق المتفاعلة التي لم يتم إثبات تكوين مثل هذه المراحل (التنتالوم الكربون). تسمى هذه الأوضاع احتراق المرحلة الصلبة، يتم استخدام المصطلحات أيضًا الاحتراق بدون غاز و احتراق اللهب الصلب. لقد وجدت هذه العمليات تطبيقًا عمليًا في تقنيات التكاثر الذاتي للتركيب عالي الحرارة (SHS) التي تم تطويرها تحت إشراف A.G.Merzhanov.

الاحتراق في وسط مسامي

إذا كان الخليط الأولي القابل للاحتراق يمر عبر وسط مسامي ، على سبيل المثال ، مصفوفة خزفية ، فإنه أثناء احتراقه يتم إنفاق جزء من الحرارة على تسخين المصفوفة. المصفوفة الساخنة ، بدورها ، تسخن الخليط الأولي. وبالتالي ، يتم استرداد جزء من حرارة نواتج الاحتراق ، مما يجعل من الممكن استخدام مخاليط خفيفة (مع نسبة منخفضة من الوقود الزائد) ، والتي لا تحترق دون إعادة تدوير الحرارة.يمكن لتقنيات الاحتراق المسامي (المشار إليها أيضًا باسم احتراق الترشيح في الأدبيات المحلية) أن تقلل من انبعاثات المواد الضارة وتستخدم في مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء ، والسخانات ، والعديد من الأجهزة الأخرى.

حرق عديم اللهب

على عكس الاحتراق التقليدي ، عند ملاحظة منطقة اللهب المضيئة ، من الممكن تهيئة ظروف للاحتراق بدون لهب. مثال على ذلك هو الأكسدة التحفيزية للمواد العضوية على سطح محفز مناسب ، على سبيل المثال ، أكسدة الإيثانول على البلاتين الأسود. ومع ذلك ، فإن مصطلح "الاحتراق غير الملتهب" لا يقتصر على حالة الأكسدة التحفيزية السطحية ، ولكنه يشير إلى الحالات التي يكون فيها اللهب غير مرئي للعين المجردة. لذلك ، فإن أوضاع الاحتراق في الشعلات الإشعاعية أو بعض أنماط التحلل الطارد للحرارة للمساحيق الباليستية عند الضغط المنخفض تسمى أيضًا عديمة اللهب. تعتبر الأكسدة عديمة اللهب ، وهي طريقة خاصة لتنظيم الاحتراق في درجات حرارة منخفضة ، أحد الاتجاهات الواعدة في إنشاء غرف احتراق منخفضة الانبعاثات لمحطات الطاقة.

المؤلفات

• جايدون أ. نظرية التحليل الطيفي والاحتراق. - م.: دار النشر للأدب الأجنبي 1950. - 308 ص.
• خيترين ل. فيزياء الاحتراق والانفجار. - م.: دار النشر بجامعة موسكو ، 1957. - 452 ص.
• Shchelkin K.I. ، Troshin Ya.K. ديناميات الغاز الاحتراق. - م.: دار النشر التابعة لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، 1963. - 254 ص.
• لويس ب ، إلبه ج. الاحتراق واللهب والانفجارات في الغازات. الطبعة الثانية. لكل. من الانجليزية. إد. ك.إي.شيلكين وأ.أ.بوريسوف. - م.: مير ، 1968. - 592 ص.
• Pokhil P. F.، Maltsev V.M، Zaitsev V. M. طرق دراسة عمليات الاحتراق والتفجير. - م.: Nauka ، 1969. - 301 ص.
• نوفوزيلوف ب. الاحتراق غير المستقر لدوافع الصواريخ الصلبة. - م.: نوكا ، 1973. - 176 ص.
• لوتون جيه ، واينبرغ ف. الجوانب الكهربائية للاحتراق. - م.: الطاقة ، 1976 - 296 ص.
• Zeldovich Ya. B. ، Barenblatt G. I. ، Librovich V. B. ، Makhviladze G. M. النظرية الرياضية للاحتراق والانفجار. - م.: نوكا ، 1980. - 479 ص.
• (إنجليزي)
• (إنجليزي)
• (إنجليزي)
• (إنجليزي)
• (إنجليزي)
• (إنجليزي)

احتراق غير متجانس

تسمى العمليات غير المتجانسة ، على عكس المتجانسة ، في الكيمياء والفيزياء العمليات التي تحدث في أنظمة غير متجانسة ، أي الأنظمة التي تحتوي على أكثر من مرحلة واحدة (على سبيل المثال ، الغاز والسائل) ، وكذلك العمليات التي تحدث عند حدود المرحلة. في أبحاث الاحتراق ، مصطلح احتراق غير متجانس يستخدم للأنظمة التي يكون فيها الوقود والمؤكسد في مراحل مختلفة في البداية ، حتى لو تم تبخير الوقود أثناء العملية وتحدث التفاعلات الكيميائية نفسها في الطور الغازي. ومن الأمثلة النموذجية احتراق الفحم في الهواء ، حيث يمكن للكربون أن يتفاعل مع الأكسجين الموجود على سطح جزيئات الفحم لتكوين أول أكسيد الكربون. بعد ذلك ، يمكن أن يحترق أول أكسيد الكربون في الطور الغازي ويشكل ثاني أكسيد الكربون ، وفي بعض الأوضاع ، يمكن أن يتبخر الوقود من سطح الجزيئات ويتأكسد ككربون غازي في الطور الغازي. على الرغم من الاختلاف في الآليات ، فإن كل هذه الأنظمة مرتبطة رسميًا بالاحتراق غير المتجانس.

الاحتراق غير المتجانس مهم للغاية في التطبيقات العملية للاحتراق. معظم أنواع الوقود أكثر ملاءمة للتخزين والنقل في شكل سائل (بما في ذلك الغاز الطبيعي المسال)

عمليات العمل في الأفران ، ومحركات الاحتراق الداخلي ، ومحركات الديزل ، ومحركات الهواء النفاث ، ومحركات الصواريخ السائلة هي عملية احتراق غير متجانس ، ويعد تحسين عملية التبخر وخلط الوقود والمؤكسد لتزويد غرفة الاحتراق جزءًا مهمًا من التحسين عملية الاحتراق بأكملها في أنظمة العمال.

جميع الحرائق تقريبًا هي أيضًا احتراق غير متجانس ، لكن انفجارات الغاز المنزلي هي احتراق متجانس ، نظرًا لأن كلا من الوقود والمؤكسد عبارة عن غازات في البداية.

لتحسين خصائص الطاقة للوقود الصلب ، يمكن إضافة المعادن إليها. يمكن استخدام هذه الأنواع من الوقود ، على سبيل المثال ، في طوربيدات الغواصات عالية السرعة ، لأن الألمنيوم النقي يحترق جيدًا في الماء. يحدث احتراق الألومنيوم والمعادن الأخرى وفقًا لآلية غير متجانسة.

ما هي عملية الاحتراق

الاحتراق هو عملية في بداية الفيزياء والكيمياء ، والتي تتكون من تحويل مادة إلى منتج متبقي. في الوقت نفسه ، يتم إطلاق الطاقة الحرارية بكميات كبيرة. عادة ما تكون عملية الاحتراق مصحوبة بانبعاث ضوء يسمى اللهب. أيضًا ، أثناء عملية الاحتراق ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون - ثاني أكسيد الكربون ، والذي يمكن أن يؤدي فائضه في غرفة غير مهواة إلى الصداع والاختناق وحتى الموت.

بالنسبة للمسار الطبيعي للعملية ، يجب استيفاء عدد من الشروط الإلزامية.

أولاً ، لا يمكن الاحتراق إلا بوجود الهواء. مستحيل في الفراغ.

ثانيًا ، إذا لم يتم تسخين المنطقة التي يحدث فيها الاحتراق لدرجة حرارة اشتعال المادة ، فستتوقف عملية الاحتراق. على سبيل المثال ، سوف ينطفئ اللهب إذا تم إلقاء سجل كبير على الفور في فرن تم إطلاقه حديثًا ، مما لا يسمح له بالتسخين على الخشب الصغير.

ثالثًا ، إذا كانت مواد الاحتراق رطبة وتنبعث منها أبخرة سائلة ، ولا يزال معدل الاحتراق منخفضًا ، فستتوقف العملية أيضًا.

ملحوظات

1. في. زفيريف ، ن. ن. سميرنوف. ديناميات الغاز الاحتراق. - م.: دار موسكو للنشر. un-ta. ، 1987. - س 165. - 307 ص.
2. يتم تعريف الاحتراق أحيانًا على أنه تفاعل بين عامل مؤكسد ووقود. ومع ذلك ، تشمل عمليات الاحتراق ، على سبيل المثال ، كل من احتراق الوقود أحادي الجزيء وتحلل الأوزون ، عندما يتم تخزين الطاقة الكيميائية في روابط كيميائية في مادة واحدة.
3. ↑ حرق //: / الفصل. إد. إيه إم بروخوروف. - الطبعة الثالثة. - م. : الموسوعة السوفيتية ، 1969-1978.
4. . موسوعة كيميائية. تم الاسترجاع 16 سبتمبر 2013.
5. (الإنجليزية) 1. الولايات المتحدة إدارة معلومات الطاقة (EIA). تم الاسترجاع 4 فبراير 2014.
6. مالارد إي ، لو شاتيلير هـ. النموذج الحراري لانتشار اللهب // حوليات المناجم. - 1883. - المجلد. 4. - ص 379.
7. ، مع. ثمانية.
8. ميشيلسون ف. على المعدل الطبيعي لاشتعال مخاليط الغازات المتفجرة. - صبر. مرجع سابق م: مهندس زراعي جديد ، 1930 ، ق 1
9. بورك S.P. ، شومان T.E.W. انتشار اللهب // الكيمياء الصناعية والهندسية. - 1928. - المجلد. 20 ، رقم 10. - ص 998-1004.
10. ، مع. 9.
11. فرانك كامينتسكي د. توزيع درجة الحرارة في وعاء التفاعل والنظرية الثابتة للانفجار الحراري // مجلة الكيمياء الفيزيائية. - 1939. - ت 13 ، رقم 6. - ص 738-755.
12. Zeldovich Ya. B.، Frank-Kamenetsky D. A. نظرية انتشار اللهب الحراري // مجلة الكيمياء الفيزيائية. - 1938. - ق 12 ، رقم 1. - س 100-105.
13. بيلييف أ. حول احتراق المتفجرات // مجلة الكيمياء الفيزيائية. - 1938. - ت 12 ، رقم 1. - ص 93-99.
14. زيلدوفيتش يا ب. حول نظرية احتراق البارود والمتفجرات // مجلة الفيزياء التجريبية والنظرية. - 1942. - ت 12 ، رقم 1. - ص 498-524.
15. زيلدوفيتش يا ب. حول نظرية انتشار التفجير في الأنظمة الغازية // مجلة الفيزياء التجريبية والنظرية. - 1940. - ت 10 ، لا. 5. - ص 542-568.
16. فون نيومان ج. نظرية موجات التفجير. تقرير مرحلي إلى شعبة لجنة أبحاث الدفاع الوطني. ب ، OSRD-549 (1 أبريل 1942. PB 31090) // نظرية موجات التفجير. - جون فون نيومان: الأعمال المجمعة ، 1903-1957. - أوكسفورد: مطبعة بيرغامون ، 1963. - المجلد. 6. - ص 178 - 218. - ردمك 978-0-08-009566-0.
17. ، مع. 26.
18. ، مع. 659.
19. ، مع. 9.
20. ، مع. 206.
21. ، مع. 686.
22. ، مع. ثمانية.
23. ↑ ، ص. 10.
24. ، مع. 578.
25. ، مع. 49.
26. ، مع. 60.
27. ، مع. 183.
28. ، مع. 9.
29. ، مع. 12.
30. . أ. البيانات الديناميكية الحرارية لبوركات. تم الاسترجاع 13 أغسطس 2013.
31. . التعلم الإلكتروني @ CERFACS. تم الاسترجاع 13 أغسطس 2013.
32. . تم الاسترجاع 13 أغسطس 2013.
33. ، مع. 25.
34. ، مع. 95.
35. ، مع. 57.
36. ، مع. 66.
37. ، مع. 187.
38. ، مع. 193.
39. ، مع. 200.
40. .
41. ، مع. واحد.
42. ، مع. 132.
43. ، مع. 138.
44. .
45. . أخبار Cnews. تم الاسترجاع 19 أغسطس 2013.
46. ، مع. 10.
47. بوخيل ب. أطروحة الدكتوراه. معهد الفيزياء الكيميائية التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. 1953
48. ، مع. 177.
49. ، مع. 24.
50. ↑
51. لايبونسكي أوي. أطروحة الدكتوراه. معهد الفيزياء الكيميائية التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. 1945
52. لايبونسكي أوي. إلى مسألة الأسس الفيزيائية للمقذوفات الداخلية للقذائف الصاروخية // نظرية احتراق البارود والمتفجرات / إد. المحررين: O.I Leipunsky، Yu. V. Frolov. - م. : العلوم ، 1982. - س 226-277.
53. ، مع. 26.
54. زيلدوفيتش يا ب. حول نظرية احتراق البارود والمتفجرات // مجلة الفيزياء التجريبية والنظرية. - 1942. - ت 12 ، رقم 1. - ص 498-524.
55. ، مع. 40.
56. Ohlemiller T.J. (إنجليزي). كتيب SFPE لهندسة الحماية من الحرائق ، الإصدار الثالث. نيست (2002). تم الاسترجاع 15 أغسطس 2013.
57. Merzhanov A. G.، Mukasyan A. S. احتراق اللهب الصلب. - م.: مطبعة توروس. - 336 ص. - 300 نسخة. - ردمك 978-5-94588-053-5.
58. معهد الحركية الهيكلية ومشكلات علوم المواد RAS. . تم الاسترجاع 20 أغسطس 2013.
59. . موسوعة كبيرة عن النفط والغاز. تم الاسترجاع 31 أغسطس 2013.
60. ، مع. 23.

تصنيف أنواع الاحتراق

وفقًا لسرعة الخليط ، ينقسم الاحتراق إلى حرق بطيئة (أو احتراق) و احتراق التفجير (تفجير).تنتشر موجة الاحتراق الاحتراق بسرعة دون سرعة الصوت ، ويتم تسخين الخليط الأولي بشكل أساسي عن طريق التوصيل الحراري. تنتقل موجة التفجير بسرعة تفوق سرعة الصوت ، بينما يتم دعم التفاعل الكيميائي عن طريق تسخين المواد المتفاعلة بواسطة موجة الصدمة ، وبالتالي تدعم الانتشار المطرد لموجة الصدمة. ينقسم الاحتراق البطيء إلى رقائقي واضطراب وفقًا لطبيعة تدفق الخليط. في حالة احتراق التفجير ، يكون تدفق المنتجات دائمًا مضطربًا. في ظل ظروف معينة ، يمكن أن يتحول الاحتراق البطيء إلى تفجير (هندسة DDT ، الانتقال من الاحتراق إلى التفجير).

إذا كانت المكونات الأولية للخليط عبارة عن غازات ، فإن الاحتراق يسمى الطور الغازي (أو المتجانس). في احتراق الطور الغازي ، يتفاعل عامل مؤكسد (عادة أكسجين) مع وقود (مثل الهيدروجين أو الغاز الطبيعي). إذا تم خلط المؤكسد والوقود مسبقًا على المستوى الجزيئي ، فإن هذا الوضع يسمى الاحتراق الممزوج مسبقًا. إذا تم فصل المؤكسد والوقود عن بعضهما البعض في الخليط الأولي ودخلوا منطقة الاحتراق من خلال الانتشار ، عندئذٍ يسمى الاحتراق بالانتشار.

إذا كان المؤكسد والوقود في مراحل مختلفة في البداية ، فإن الاحتراق يسمى غير متجانس. كقاعدة عامة ، في هذه الحالة ، يستمر تفاعل الأكسدة أيضًا في الطور الغازي في وضع الانتشار ، ويتم إنفاق الحرارة المنبعثة في التفاعل جزئيًا على التحلل الحراري وتبخر الوقود. على سبيل المثال ، يحترق الفحم أو البوليمرات الموجودة في الهواء وفقًا لهذه الآلية. في بعض المخاليط ، قد تحدث تفاعلات طاردة للحرارة في الطور المكثف لتكوين منتجات صلبة دون إطلاق غازات كبيرة. هذه الآلية تسمى احتراق المرحلة الصلبة.

هناك أيضًا أنواع خاصة من الاحتراق مثل الاحتراق ، عديم اللهب والاحتراق باللهب البارد.

يسمى الاحتراق ، أو الاحتراق النووي ، التفاعلات النووية الحرارية في النجوم ، حيث تتشكل نوى العناصر الكيميائية في عمليات التركيب النووي النجمي.

الخصائص الحرارية للخشب

تختلف أنواع الأخشاب في الكثافة والبنية والكمية وتكوين الراتنجات. تؤثر كل هذه العوامل على القيمة الحرارية للخشب ودرجة حرارة الاحتراق وخصائص اللهب.

خشب الحور مسامي ، مثل هذا الحطب يحترق بشكل مشرق ، لكن مؤشر درجة الحرارة القصوى يصل إلى 500 درجة فقط. أنواع الأخشاب الكثيفة (الزان ، الرماد ، النير) ، الحارقة ، تنبعث منها أكثر من 1000 درجة من الحرارة. مؤشرات البتولا منخفضة إلى حد ما - حوالي 800 درجة. ترتفع درجة حرارة الصنوبر والبلوط ، مما يعطي 900 درجة حرارة. يحترق حطب الصنوبر والتنوب عند 620-630 درجة.

جودة الحطب وكيفية اختيار الحطب المناسب

يتمتع حطب البتولا بأفضل نسبة من الكفاءة الحرارية والتكلفة - ليس من المربح اقتصاديًا تسخينه مع الأنواع الأكثر تكلفة مع درجات حرارة الاحتراق العالية.

تعتبر أشجار التنوب والصنوبر مناسبة لإشعال الحرائق - توفر هذه الأخشاب اللينة حرارة معتدلة نسبيًا. لكن لا يُنصح باستخدام مثل هذا الحطب في غلاية تعمل بالوقود الصلب أو في موقد أو مدفأة - فهي لا تنبعث منها حرارة كافية لتدفئة المنزل بشكل فعال وطهي الطعام ، فهي تحترق بتكوين كمية كبيرة من السخام.

يعتبر الوقود من الحور الرجراج والزيزفون والحور والصفصاف والألدر حطبًا منخفض الجودة - فالخشب المسامي ينبعث منه القليل من الحرارة أثناء الاحتراق. ألدر وبعض الأنواع الأخرى من جمر "تبادل لاطلاق النار" الأخشاب في عملية الاحتراق ، مما قد يؤدي إلى نشوب حريق إذا تم استخدام الحطب لإشعال موقد مفتوح.

عند الاختيار ، يجب أيضًا الانتباه إلى درجة محتوى الرطوبة في الخشب - فالحطب الرطب يحترق بشكل أسوأ ويترك المزيد من الرماد

ما الذي يحدد كفاءة الاحتراق

كفاءة الاحتراق هي مؤشر تحدده الطاقة الحرارية ، التي لا "تطير بعيدًا في المدخنة" ، ولكنها تنتقل إلى الفرن لتسخينها. هذا الرقم يتأثر بعدة عوامل.

بادئ ذي بدء ، إنها سلامة تصميم الفرن. الشقوق والشقوق والرماد الزائد والمدخنة المتسخة ومشاكل أخرى تجعل الاحتراق غير فعال.

العامل الثاني المهم هو كثافة الشجرة. البلوط ، الرماد ، الكمثرى ، الصنوبر والبتولا لها أعلى كثافة. أصغر - شجرة التنوب ، الحور الرجراج ، الصنوبر ، الزيزفون. كلما زادت الكثافة ، زادت مدة احتراق قطعة الخشب ، وبالتالي كلما طالت مدة إطلاقها للحرارة.

قطع الخشب الكبيرة لن تشتعل على الفور. من الضروري إشعال النار ، بدءًا من الفروع الصغيرة. سيعطون الفحم الذي يوفر درجة الحرارة اللازمة لإشعال الخشب المحمّل في الفرن في أجزاء أكبر.

لا ينصح باستخدام منتجات الإشعال ، خاصة في الشواء ، لأنها تنبعث منها مواد ضارة عند حرقها. قد يؤدي وجود الكثير من عوامل الإشعال في صندوق الاحتراق المغلق إلى حدوث انفجار.

ولكن لا يزال ، كيف يتشكل القطران في الأفران

العنصر الرئيسي الذي يتكون منه الخشب ، البني أو الفحم ، هو الكربون. يشكل الماء 20-35٪ من وزن الخشب ، ولا يتجاوز البوتاسيوم والمغنيسيوم والصوديوم وعناصر أخرى 1-3٪ من الوزن ويبقى أساسًا في بقايا الرماد ، ويأخذ دورًا ضئيلًا في تكوين القطران.

إنه الكربون الذي يحترق في الأفران. وإذا كانت هناك عمليات بسيطة إلى حد ما يسهل إدارتها في غلايات الوقود الصلب البسيطة ، ولكن يصعب تشغيلها آليًا ، فإن عملية التقطير الجاف للخشب في أفران الانحلال الحراري هي التي يمكن أن تحدث كثيرًا في كثير من الأحيان.

تحت تأثير ارتفاع درجة الحرارة وعدم كفاية الأكسجين ، يحدث التحلل الحراري للخشب: يتم إطلاق غاز الخشب ، والذي يتكون من أول أكسيد الكربون والهيدروجين والنيتروجين (الموجود في الهواء الأولي) ، وكذلك الأبطال الرئيسيين لهذه المناسبة - الهيدروكربونات الكربونية المركبات التي تحتوي على النيتروجين والأكسجين والهيدروجين (على سبيل المثال ، الميثان والبروبان والأسيتيلين). علاوة على ذلك ، بسبب حقن الهواء الثانوي في غرفة الاحتراق اللاحق للغلاية ، يتم حرق الغازات المنبعثة. مع الاحتراق غير الكامل لهذه الغازات ، أي الهيدروكربونات ، يحدث تفاعل كيميائي ، يتم خلاله تكوين القطران.

مع الاحتراق غير الكامل لهذه الغازات ، أي الهيدروكربونات (الميثان ، البروبان ، إلخ) ، بدلاً من الاحتراق ، يحدث تفاعل كيميائي ، يتم خلاله تكوين القطران.

تشتهر غلايات الانحلال الحراري بكفاءتها العالية وكفاءتها ، فهي قادرة على استخدام طاقة الروابط الكيميائية للخشب ، والكربون بنسبة 97-98٪. إذا تم تشكيل زيت الوقود ، القطران في المرجل ، فهذا يعني أنه يجب أن تنسى الكفاءة ، وأن المرجل الخاص بك قد تم تكوينه أو تجميعه أو تركيبه بشكل غير صحيح!

السبب الرئيسي لظهور القطران في المدخنة هو عدم كفاية كمية الأكسجين التي يتم توفيرها لغرفة الاحتراق ، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة التي يجب أن تتم العملية عندها.

يمكنك أيضًا تحديد أسباب مثل التجميع والتخطيط غير الصحيحين ، ومنفاخ (مضخة) منخفض الطاقة للغلاية ، وانخفاض الجهد في الشبكة ، ومدخنة عالية بشكل غير كافٍ ، وحطب رطب. يجب أيضًا ألا تكون اقتصاديًا للغاية: يمكن لإمداد الهواء تحت مستوى معين أن يمد عملية الاحتراق (الانحلال الحراري) في الغلاية لفترة أطول من الوقت ، ولكنه سيؤدي إلى تكوين القطران. وهذا محفوف ليس فقط بالتنظيف المنتظم للمدخنة ، ولكن أيضًا مع فشل الغلاية وغرفة الاحتراق.

كيف يتم التعامل مع القطران إذا كان قد بدأ بالفعل في التكون؟

1. رفع درجة حرارة الاحتراق. يمكن القيام بذلك عن طريق زيادة إمداد الهواء واستخدام خشب أكثر جفافاً.

2. تغيير الشكل الهندسي ، طول المدخنة ، مجاري الغاز. يجب أن يقلل هذا من مقاومة الغاز ، ويحسن الجر ، وبالتالي يزيد من إمداد الهواء دون زيادة قوة الشحان (المضخة).

3. زيادة درجة حرارة الاحتراق عن طريق ضبط خرج المضخة أو إضافة خشب أكثر جفافاً في نهاية النار. سيساعد هذا على حرق القطران الذي تمكن من التكون في المدخنة.

إذا ظهرت كمية كبيرة من القطران في المدخنة ، فيجب تنظيفها أولاً باستخدام طريقة كيميائية أو قديمة. وعندها فقط قم بتغيير تكوين النظام.

يمكن أن يؤدي الارتفاع الكبير في درجة الحرارة والاشتعال اللاحق للقطران في المدخنة إلى نشوب حريق في السقف أو عواقب كارثية أخرى. القطران قابل للاشتعال ، لذا يجب أن تكون حذرًا للغاية.

سوف ينظف حريق القطران المدخنة ، ولكنه قد يؤدي إلى نشوب حريق

النظرية شائعة أيضًا أن تكوين القطران يعتمد على نوع الخشب. على الشبكة ، يمكنك العثور على الكثير من المعلومات التي تفيد بأن القطران يتكون فقط من الفرن باستخدام أنواع معينة من الخشب الصنوبري أو أنواع معينة من الخشب ، ويمكنك محاربته عن طريق حرق حطب البتولا. هنا يجدر بنا أن نتذكر أن أسلافنا استخرجوا القطران من لحاء البتولا ، ووضعوه في إناء مغلق بفتحة في القاع وقاموا بتسخينه. ويمكن تفسير حرق القطران في المدخنة عند تغيير الوقود ليس بتركيب كيميائي مختلف ، ولكن بدرجة تجفيف أفضل أو درجة حرارة احتراق أعلى. لذا فإن ارتباط القطران براتنج الشجرة هو مجرد وهم.

دعونا نلخص. القطران في المدخنة ، الموقد ، المدخنة ليس تشخيصًا ، إنه مجرد أعراض. كيفية العثور على المشكلة وعلاجها - ستخبرك منشوراتنا التالية.

لمزيد من المعلومات ، ننصحك بالاتصال بأخصائيي Waterstore.

كيف أتقن الإنسان النار

كانت النار معروفة للناس الذين عاشوا في العصر الحجري. لم يكن الناس دائمًا قادرين على إشعال النار من تلقاء أنفسهم. حدث التعارف الأول للشخص مع عملية الاحتراق ، وفقًا للعلماء ، بشكل تجريبي. كانت النار ، التي تم انتزاعها من حريق غابة أو انتصرت من قبيلة مجاورة ، تخضع للحراسة باعتبارها أثمن ما يملكه الناس.

بمرور الوقت ، لاحظ الشخص أن بعض المواد لها أكثر خصائص الاحتراق. على سبيل المثال ، يمكن إشعال العشب الجاف أو الطحالب ببضع شرارات فقط.

بعد سنوات عديدة ، مرة أخرى تجريبيًا ، تعلم الناس استخراج النار باستخدام الوسائل المرتجلة. يسمي المؤرخون أول "أخف وزنا" من مادة الاشتعال والصوان ، والتي ، عندما تضرب بعضها البعض ، أعطت شرارة. في وقت لاحق ، تعلمت البشرية استخراج النار بغصين موضوع في عطلة خاصة في الخشب. تم تحقيق درجة حرارة الاشتعال للشجرة من خلال الدوران المكثف لنهاية الغصين في العطلة. تواصل العديد من المجتمعات الأرثوذكسية استخدام هذه الأساليب اليوم.

بعد ذلك بوقت طويل ، في عام 1805 ، اخترع الكيميائي الفرنسي جان شانسل المباريات الأولى. اكتسب الاختراع توزيعًا هائلاً ، ويمكن لأي شخص بالفعل استخراج النار بثقة إذا لزم الأمر.

يعتبر تطور عملية الاحتراق العامل الرئيسي الذي أعطى دفعة لتطور الحضارة. علاوة على ذلك ، سيظل الاحتراق عاملاً من هذا القبيل في المستقبل القريب.