Химический процесс горения происходит при высоких температурах и может протекать с большими скоростями. Однако в действительности процесс горения имеет ограниченную скорость, так как химические реакции сопровождаются различными физическими явлениями, например переносом теплоты, диффузионным переносом реагирующих масс и др. Эти физические явления осуществляются по своим закономерностям и имеют свои скорости, которые могут быть медленнее скорости химических реакций. Следовательно, химические процессы при горении оказываются подчиненными физическим процессам и ими регулируются. Время горения топлива определяется в основном скоростью наиболее медленного процесса.
Горение газообразного топлива. Процесс горения газообразного топлива гомогенный, так как топливо и окислитель находятся в одном фазовом состоянии (газообразном), граница раздела между фазами отсутствует.
В теплоэнергетических установках стараются осуществлять процесс горения таким образом, чтобы его скорость была достаточно большой, что позволяет делать малогабаритные установки с большой производительностью. Скорость горения зависит от концентрации реагирующих веществ, температуры и давления. Это объясняется тем, что молекулы газов, двигаясь в различных направлениях с большой скоростью, сталкиваются друг с другом, образуя промежуточные комплексы, внутри которых разрушаются связи между атомами старых молекул и зарождаются новые связи. Частота столкновений молекул зависит от концентрации и температуры веществ.
Скорость гомогенной реакции W, согласно закону действующих масс, пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ (топлива и окислителя), т. е.
W=kCACВ,(15.18)
где k —- константа скорости реакции, зависящая от природы реагирующих веществ; СА и СВ— концентрации исходных компонентов А и В.
Под скоростью гомогенной реакции понимают количество вещества, исчезающего или появляющегося в результате реакции в единице объема за единицу времени.
Следует отметить, что не все молекулы реагирующих веществ вступают между собой в химические реакции, а только те, которые обладают энергией, достаточной для разрушения внутримолекулярных связей. На образование промежуточного комплекса затрачивается энергия не ниже некоторого предела, называемая энергией активации. Следовательно, в реакциях принимают участие только активные молекулы, энергия которых выше энергии активации. Количество таких молекул в газовой смеси чрезвычайно мало по сравнению с общим их количеством.
174
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.