Тема 9. ПОГАСАНИЕ ПЛАМЕНИ
Тема 9. ПОГАСАНИЕ ПЛАМЕНИ (прекращение горения).
Радикальным способом прекращения горения является разделение го-рючего и окислителя. Однако это возможно только при диффузионном горе-нии. В остальном для обоих видов горения погасание пламени может проис-ходить при следующих условиях:
1. Снижение концентраций компонентов горючей смеси.
2. Охлаждение зоны горения.
3. Ингибирование горючей смеси.
Первые два способа взаимозависимы, так как охладить зону горения можно:
- либо снижением концентраций компонентов смеси и, тем самым, теп-ловыделения реакции;
- либо повышением теплоотвода в стенки реакционного сосуда.
9.1. Концентрационные пределы распространения пламени.
Рекомендуемые материалы
Из теории горения следует, что по мере понижения содержания недос-тающего компонента горючей смеси, а с ним и температуры горения, умень-шается нормальная скорость пламени. Изложенная в теме 7 теория не накла-дывает каких-либо ограничений на возможность уменьшения скорости пла-мени при обеднении горючей смеси. Нормальная скорость пламени ин может, казалось бы, уменьшаться до нуля, а температура горения – до температуры исходных газов.
В теме 7 мы рассматривали процесс сгорания как адиабатический. Но в реальных условиях существуют тепловые потери, которые нарушают адиаба-тичность сгорания.
Скорость неадиабатического пламени уменьшается при охлаждении зо-ны горения. Однако эта зона отдает непосредственно в окружающее про-странство небольшое количество тепла. Более интенсивны тепловые потери, связанные с охлаждением слоев газа, прилегающих к пламени (рис. 35). При этом температура остывающих продуктов сгорания оказывается меньше тем-пературы зоны реакции и возникает температурный градиент, направленный в сторону сгоревшего газа. В результате зона реакции охлаждается путем те-плопроводности. В тепловых потерях участвует также и нагретая, но несго-ревшая смесь, передающая в конечном счете тепло зоны реакции в окру-жающее пространство.
Рис. 35. Изменение распределения температуры во фронте пламени под влиянием тепловых потерь: 1 – адиабатическое горение; 2, 3 – го-рение с тепловым потерями (q2<q3).
Относительная роль теплопотерь за счет теплопроводности к стенкам сосуда и излучения возрастает с уменьшением скорости горения, так как при этом продолжительность процесса теплоотдачи от нагретого газа больше. При определенном критическом значении тепловых потерь зона реакции про-грессивно охлаждается, реакция тормозится, и пламя затухает. Этот режим соответствует пределу распространения пламени.
При изучении механизма теплового самовоспламенения (рис. 22) было показано, что превышение теплоприхода над теплоотводом, приводящее к саморазогреву и воспламенению горючей смеси, начинается при температуре стенок сосуда То=Ткр. При этом мы рассматривали определенный состав сме-си, то есть соотношение горючего и окислителя, изменяя температуру стенок реакционного сосуда.
Теперь рассмотрим случай, когда температура стенок То=const, а изме-няется концентрация компонентов смеси.
Скорость выделения тепла, как и скорость пламени изменяется по урав-нению (6.2):
,
в котором существенную роль играет тепловой эффект реакции (Q) и кон-центрация веществ (с).
Схема соотношения между теплоотводом q2 и теплоприходом q1 при трех разных составах q1max, q1кр и q1и показана на рис. 36.
Рис. 36. Соотношение между теп-лоприходом и теплоотводом в го-рючих смесях при q1max > q1кр > q1и.
Величина тепловыделения, скорость пламени и температура горения достигают максимального значения для стехиометрических смесей (q1max).
При удалении состава смеси от стехиометрического возрастают потери тепла из зоны пламени на нагрев избытка компонента. Это приводит к сни-жению теплового эффекта реакции, прогрессивному охлаждению зоны горе-ния и уменьшению скорости распространения пламени до Uпр (кривая q1кр). При снижении количества горючего (бедные смеси) или окислителя (богатые смеси) больше критического пламя гаснет либо, с другой стороны, невоз-можно поджечь такую смесь внешним импульсом тепла (q1).
Таким образом, скорость пламени не может быть меньше определенно-го критического значения. Распространение пламени в смесях горючего и окислителя возможно лишь в определенном интервале концентраций. При поджигании смесей, состав которых выходит за эти пределы, стационарное пламя не образуется, и реакция, вызванная поджигающим импульсом, затуха-ет на некотором расстоянии от места ее инициирования. При выходе составов за эти пределы стационарное пламя затухает.
Для смесей горючего и окислителя принято различать верхнюю πmax и нижнюю πmin предельные концентрации горючего, которыми ограничена об-ласть взрывоопасных составов. Эти пределы являются важнейшей характе-ристикой взрывоопасное горючих газов и паров. Они зависят в основном от содержания инертных компонентов в смеси и в меньшей степени – от давле-ния и температуры. С повышением начальной температуры смеси πmin снижа-ется, а πmax повышается, поскольку в смесь вносится внешнее физическое те-пло.
Изменение начального давления смеси влияет на пределы по-разному. Так, для смеси водорода с воздухом они почти не изменяются, в то время как для окиси углерода резко сужаются и при 20 атм смеси становятся невзрыво-опасными.
Значения πmin и πmax определяют границы составов смесей, содержащих горючее и окислитель, образование которых не связано с опасностью взрыва. Исходя из этих величин, определяют возможности выбора безопасных соста-вов в технологических процессах.
Значения концентрационных пределов несколько зависят от формы и направления распространения пламени в сосуде, в котором изучается горе-ние. При поджигании у верхнего конца вертикальной трубы распространение пламени возможно в более узком интервале концентраций, чем при поджига-нии у нижнего конца. Эта особенность обусловлена возникновением конвек-тивных потоков, поднимающих вверх нагретые продукты сгорания и тем са-мым облегчающих распространение пламени вверх у предельных составов.
Ниже приведены значения концентрационных пределов распростране-ния пламени вверх для воздушных и кислородных смесей различных горю-чих при атмосферном давлении и комнатной температуре.
Таблица 9.1. Концентрационные пределы распространения пламени.
Горючее вещество | Воздушные смеси | Кислородные смеси | |||
Название | Формула | πmin | πmax | πmin | πmax |
Водород | Н2 | 4.0 | 7.5 | 4.0 | 94 |
Окись углерода | СО | 12.5 | 74 | 15.5 | 94 |
Метан | СН4 | 5.3 | 14 | 5.1 | 61 |
Пропан | С3Н8 | 2.2 | 9.5 | 2.3 | 55 |
Бутан | С4Н10 | 1.9 | 8.5 | 1.8 | 49 |
9.2.Общие закономерности для пределов распространения пламени.
Тепловая теория пределов распространения пламени Я.Б. Зельдовича устанавливает основные количественные критические условия для пределов распространения пламени. Так, зависимость скорости пламени от адиабати-ческой температуры горения (Тад) приближенно описывается уравнением
. (9.1)
При неадиабатическом сгорании, то есть наличии потерь, температура про-дуктов реакции и величины скорости пламени меньше теоретических и при критических условиях
(9.2)
Поделив уравнение (9.2) на (9.1), находим:
Допуская, что Ткр·Тад ≈Тад2 , получаем
При критических условиях ин= икр, тогда
, а
. (9.3)
Таким образом, охлаждение зоны реакции больше чем на характеристи-ческий интервал температуры приводит к прекращению горения.
После решения уравнений теплового баланса и их преобразований кри-тическое значение нормальной скорости пламени
. (9.4)
Тепловые потери не могут понизить нормальную скорость пламени бо-лее чем в е раз. При более интенсивной теплоотдаче стационарное горение прекращается.
Таким образом, по мере удаления состава смеси от стехиометрического или увеличения содержания инертного компонента температура горения, а с нею и нормальная скорость пламени настолько понижаются, что потери из-лучением приводят к заметной неадиабатичности горения. При дальнейшем понижении концентрации недостающего компонента достигается критиче-ское значение ин, и горение становится невозможным. Так, потери излучени-ем, не зависящие от аппаратурных условий, становятся важнейшим факто-ром, определяющим границы стационарного горения в бесконечном про-странстве. Их значение устанавливают концентрационные пределы распро-странения пламени.
9.3. Затухание пламени в узких каналах.
Если в затухании пламени главную роль играет теплоотвод излучением, который определяет пределы распространения пламени, то для быстрогоря-щих газовых смесей радиационные потери малы и зона пламени может охла-ждаться только путем теплопроводности. Теплоотвод возрастает при умень-шении диаметра канала, по которому распространяется пламя.
Интенсивность теплоотвода q2 можно определить по закону теплопере-дачи Ньютона (6.3). Для единицы объема охлаждаемого газа
, (9.5)
где S/V – отношение поверхности теплоотдачи к величине объема охлаждае-мого газа.
Закономерности теплоотдачи остаются такими же, как и в случае теп-лового взрыва (§ 6.1), несмотря на различие этих процессов, и условие (9.3) остается в силе.
Рассмотрим принцип распространения пламени в трубе с переходом в узкие каналы (рис. 37).
Рис. 37.
При переходе горения в узкие каналы поверхность теплоотдачи S резко возрастает и соответственно теплопотери к стенкам каналов за счет резкого усиления теплопроводности. В достаточно узких каналах возможны теплопо-тери, приводящие к гашению даже наиболее быстрогорящих взрывчатых смесей.
Рассмотрим соотношение между теплоприходом (q1) и теплоотводом (q2) при горении определенного состава смеси с переходом пламени в узкие каналы (рис. 38), причем d1 > dкр > d3.
Рис. 38. Соотношение между теплопри-ходом и теплоотводом: q2' < q2кр < q2" – теплопотери канала соответственно при d1 > dкр > d2.
При уменьшении диаметра канала возрастает скорость теплопотерь, а следовательно наклон прямых q2. И при диаметре канала dкр наступают кри-тические условия гашения пламени.
Возможность горения в узких каналах зависит от трех факторов:
- химического состава горючей среды, определяющего величину нор-мальной скорости пламени Uн;
- давления смеси Р;
- диаметра пламегасящих каналов dкр.
Установлено, что в условиях горения газовых смесей на пределе рас-пространения пламени известный в теории теплопередачи безразмерный кри-терий Пекле (Ре)
, (9.6)
где - коэффициент температурной проводности, зависящий только от давления х ~ 1/Р.
Эмпирически связь между dкр и давлением смеси Р выражается уравне-нием
, (9.7)
где а – показатель степени для различных составов смесей равен 0,83-1,0.
Условие постоянства Ре на пределе гашения является основным уни-версальным законом, определяющим возможности использования огнепре-градителей.
Важная особенность гашения пламени в узких каналах заключается в том, что хотя этот процесс обусловлен теплопередачей от газа к твердым стенкам, пределы гашения не зависят от свойств материала стенок пламега-сящих каналов, в том числе и теплопроводности. Возможность гашения оп-ределяется условиями охлаждения слоя газа, толщина которого соизмерима с шириной фронта пламени.
Такая особенность обусловлена большой разностью плотностей сго-рающего газа и материала пламегасителя. В результате газ, сгорающий в ог-непреградителе, охлаждается, практически не нагревая при этом стенки кана-ла. Основная часть процесса теплоотдачи реализуется в газовой, а не в твер-дой фазе, хотя тепло отводится в твердую стенку. Лишь длительное истечение сгоревшего газа через канал может привести к значительному нагреву его стенок.
Следует отметить, что в выражения для критических условий гашения не входит длина пламегасящих каналов. Реально эта зависимость, а также влияние формы пламегасящих каналов существуют.
Эта особенность горения в узких каналах используется в огнепрегради-телях с узкими каналами, отделяющими аппарат, в котором возможно ини-циирование очагов горения, от защищаемого огнепреградителем окружающе-го пространства, заполненного взрывчатой средой.
9.4. Пределы распространения пламени в системе горючий газ +
окислитель + флегматизатор.
Поскольку температура горения является главным фактором, опреде-ляющим скорость пламени – для данного состава горючей смеси, величина ин зависит в первую очередь от соотношения концентраций горючего и окисли-теля и общего содержания инертных компонентов. Если при фиксированном соотношении содержаний горючего и окислителя к их смеси добавлять инертные компоненты, температура горения понижается, так как энергия хи-мического превращения затрачивается на нагревание дополнительных ком-понентов смеси продуктов сгорания.
Добавки различных веществ могут флегматизировать горючую систему, т.е. уменьшать скорость горения вплоть до превращения такой системы в не-горючую. По характеру воздействия на реакцию в пламени флегматизаторы можно в принципе разделить на два основных класса.
К первому классу тепловых флегматизаторов, относятся компоненты, не принимающие прямого участия во взаимодействии горючего с окислите-лем, но понижающие температуру горения. Избыточный компонент смеси также можно рассматривать как тепловой флегматизатор. Ко второму классу, химически активных флегматизаторов, относятся ингибиторы – отрица-тельные катализаторы, способные тормозить реакцию при неизменной тем-пературе горения вследствие их специфического, чисто химического воздей-ствия на реакцию.
Инертные компоненты влияют и на концентрационные пределы рас-пространения пламени. Типичная зависимость предельной концентрации го-рючего от содержания инертного компонента, т. е. схема пределов области воспламеняемости в тройной смеси горючее + окислитель + инертный ком-понент показана на рис. 39.
При увеличении содержания инертного компонента I уменьшается диа-пазон горючих составов между верхним и нижним концентрационными пре-делами. При определенном содержании инертного компонента Iкр обе ветви кривой критических составов πmin (I) и πmax (I) смыкаются в точке, называе-мой мысом области воспламеняемости, или точке флегматизации.
Рис. 39. Схема области воспламе-няемости в смеси горючий газ + окислитель + флегматизатор: 1 – верхний концентрационный предел; 2 – нижний концентрационный пре-дел; 3 – мыс области взрываемости; I – область богатых негорючих сме-сей; II – область бедных негорючих смесей; III – область горючих сме-сей.
Если концентрация инертного компонента больше Iкр, поджигание не-возможно при любом соотношении содержаний горючего и окислителя. Об-ласть составов, отвечающих горючим смесям, ограничена критической кри-вой и осью ординат. Опыт показывает, что для смесей, в которых окислите-лем является кислород, а инертным компонентом азот, только πmах заметно за-висит от I, ветвь πmin (I) идет почти параллельно оси абсцисс.
Пределы в системе горючее + окислитель + инертный компонент часто представляют в треугольной диаграмме. По каждой из трех осей равносто-роннего треугольника откладывается содержание одного из компонентов. Любой точке, расположенной внутри треугольника, отвечает состав, опреде-ляемый величинами отрезков, отсекаемых по каждой из осей линиями, па-раллельными сторонам треугольника, проходящими через данную точку. Об-ласть горючих составов ограничена критической кривой; ее крайние точки опираются на ось, вдоль которой откладываются составы бинарных (двой-ных) смесей горючее окислитель (I = 0).
На рис. 40 для иллюстрации приведена диаграмма пределов распро-странения пламени в системе СН4 + О2 + N2 при нормальных условиях. Точки А и В характеризуют составы предельных бинарных смесей: 5,1 и 61% горю-чего. Точки С и D соответствуют воздушным смесям, содержащим 74,7 и 67,8% N2, у которых содержание СН4 равно соответственно 5,3 и 14,2%. Точ-ка М описывает состав у «мыса» области взрываемости: 81,9% N2, 6,0% СН4 и 12,1% О2. Треугольные диаграммы используют также для описания крити-ческих составов смесей, свободных от инертных компонентов, но содержа-щих по два горючих или окислителя.
Рис. 40. Диаграмма пределов распространения пламени в сис-теме СН4 + О2 + N2.
Добавки инертных компонентов, уменьшая температуру горения, флег-матизируют смесь, затрудняют горение. Поэтому с ростом содержания инерт-ного компонента пределы сужаются. Пределы в известной степени зависят от природы инертных компонентов ввиду различия их теплосодержаний при температуре горения. Эта величина уменьшается в ряду: ∆Нсо2 > ∆Нн2о > ∆Hn2.
При определении пределов для систем, содержащих различные инерт-ные флегматизаторы, можно учесть сравнительно небольшую разность пре-делов, величина которой зависит от природы инертного компонента. Этот эффект иллюстрирует рис. 41, на котором приведены пределы распростране-ния пламени для смесей СН4 + воздух + (Аг, Не, N2, H2O, СО2) при нормаль-ных условиях. Если смесь содержит несколько инертных компонентов, их специфику бывает трудно учесть. В таком случае все инертные компоненты приравниваются к азоту, чем создается некоторый «запас надежности».
Рис. 41. Зависимость пределов распространения пламени от природы инертного компонента в системе СН4 + воздух + (Аг, Не, N2 , Н2О, СО2: 1 – СО2; 2 – Н2О; 3 – N2 (добавочный); 4 – Не; 5 – Ar.
9.5. Закономерности для точки флегматизации.
Наиболее безопасные для технологических целей смеси горючего, ки-слорода и инертного компонента, состав которых соответствует зоне, нахо-дящейся правее мыса области воспламеняемости на рис. 37 (I > Iкр) отлича-ются одной важной особенностью. Любая трехкомпонентная смесь кислоро-да, горючего и инертного компонента невзрывчата при произвольном соот-ношении содержаний двух последних, если в такой смеси [О2] < Y, где Y – со-держание кислорода у точки флегматизации.
Известно, что эта предельная концентрация Y, практически одинакова для большинства горючих газов и паров. Так, если составлять горючие смеси, используя обогащаемый азотом воздух, то для СН4, С2Н6, С3Н8, С4Н10, С5Н12, С6Н14, С3Н6, С4Н8, С6Н6, (СН3)2СО эта величина будет находиться в пределах 11,0—13,5%. Если добавкой к воздуху служит двуокись углерода, значение Y для указанных горючих увеличится до 13,4 — 15,6% абс. (т.е. приблизитель-но на 20%) вследствие большей теплоемкости СО2. Для смесей эндотермиче-ских соединений — этилена и бутадиена — значения Y ниже, чем для боль-шинства горючих. Особенно резкое отличие наблюдается для водорода, окиси углерода и ацетилена.
Выше отмечалось, что нижний концентрационный предел не изменяет-ся при частичной замене кислорода азотом. Оказывается, что эта закономер-ность соблюдается практически вплоть до составов, соответствующих поло-жению мыса области взрываемости. При этом величина Y смесей, флегмати-зированных азотом, мало отличается от содержания кислорода, эквивалент-ного количеству горючего на нижнем пределе. Это предположение позволяет находить расчетные значения Y
Y = vπmin (9.8)
где v – стехиометрический коэффициент для реакции полного окисления данного горючего кислородом. Ниже приведены экспериментальные пре-дельные содержания кислорода в горючих смесях:
Горючее | Yex | Yt | Горючее | Yex | Yt |
СН4 | 12,1 | 10,6 | С6Н6 | 11,2 | 10,5 |
С2Н6 | 11,0 | 10,5 | СН3ОН | 10,3 | 10,9 |
С3Н8 | 11,4 | 11,0 | (СН3)2СО | 13,5 | 12,0 |
С4Н10 | 12,1 | 12,3 | СО | 5,6 | 6,2 |
С5Н12 | 12,1 | 12,0 | Н2 | 5,5 | 6,0 |
Изложенные соображения позволяют вычислять значения Y для неис-следованных горючих газов или многокомпонентных смесей по величине нижнего концентрационного предела, т. е., по существу, из термохимических данных. Так, для ацетилена, у которого πmin = 2,5%, следует ожидать Y = 6,2%. Возможность вычисления Y имеет большое практическое значение, так как экспериментальные определения предельной концентрации кислорода произ-водились лишь для ограниченного числа горючих газов и паров. Величина же Y представляет собой важную характеристику взрывобезопасности для ряда технологических процессов.
Результаты исследований взрывоопасности систем горючий газ + воз-дух + инерт удобнее представлять на тройных диаграммах в виде прямо-угольного треугольника. При этом картина более наглядна (рис. 42) и точнее обрабатывается.
Рис. 42. Предельные усло-вия взрывоопасности в сис-теме газ + кислород (воз-дух) + инерт.
Точки:
К – 100% воздуха, или 21% кислорода;
Г – 100% горючего газа;
И – 100% инертного газа (флегматизатора);
Ф – точка флегматизации;
Н (Н’) – нижний концентрационный предел воспламенения в смеси
газ + воздух (кислород);
В (В’) – верхний концентрационный предел воспламенения в смеси
газ + воздух (кислород);
1 – максимально взрывоопасная концентрация кислорода в смеси
газ + кислород (воздух);
2 – минимально взрывоопасная концентрация кислорода в смеси
газ + кислород (воздух);
3 – минимальное содержание кислорода в смеси И + К, ниже кото-
рого смеси не воспламеняются при любой добавке газа.
4 – минимальное содержание газа в смеси Г + И, ниже которого
смеси невзрывоопасны при любой добавке кислорода (воздуха);
Кф – содержание кислорода в точке флегматизации;
Гф – содержание горючего газа в точке флегматизации;
100 – Иф – содержание инерта в точке флегматизации;
С (С’) – стехиометрический состав смеси Г + К при коэффициенте
избытка воздуха α = 1.
Линии:
К – 4 – составы с одинаковым соотношением И +Г;
Г – 3 – составы с одинаковым соотношением И + К;
И – С – стехиометрические составы Г + К в тройной смеси
при α = 1.
Области:
ИСК – бедные смеси с α > 1;
ИСГ – богатые смеси с α < 1;
И3Ф4 – невоспламеняющиеся смеси;
ИФВГ – воспламеняемые смеси при добавке кислорода;
ЗФНК – воспламеняемые смеси при добавке горючего газа.
9.6. Механизм флегматизации взрывоопасных смесей.
Достаточно широко используется метод обеспечения взрывобезопасно-сти, основанный на снижении концентрации горючего меньшей нижнего концентрационного предела. Для его объяснения и обоснования проанализи-руем более подробно принципы флегматизации взрывчатых смесей.
Тепловая флегматизация. Флегматизация горения различными добав-ками известна давно. Если ограничиться рассмотрением класса тепловых флегматизаторов, понижающих температуру горения, то этот класс следует в свою очередь разделить на две группы – инертных компонентов (СО2, Н2О, N2) и добавок сложных горючих веществ, флегматизирующих горение бога-тых смесей. Инертные добавки флегматизируют горение, воспринимая часть теплового эффекта реакции при сгорании; однако у этих флегматизаторов происходит только увеличение запаса физического тепла, но не химическое превращение.
Более сложную природу имеет действие добавок органических горючих флегматизаторов в пламенах богатых взрывчатых смесей 1 и распадающихся эндотермических соединений. Как и чисто инертные добавки, они не оказы-вают специфического химического влияния на кинетику реакции в пламени, а только понижают температуру горения. Однако такие добавки флегматизи-руют горение гораздо активнее, чем инертные компоненты. Это обусловлено не только (и даже не столько) их большей теплоемкостью, которая, действии-тельно, сильно возрастает с усложнением молекулы, сколько способностью этих веществ к эндотермическим превращениям при высоких температурах. Поэтому сложные соединения, распадающиеся в пламени, способны флегма-тизировать горение уже в значительно меньших концентрациях, чем инерт-ные добавки.
Наиболее активным флегматизатором значительной части технологиче-ских процессов оказывается само избыточное горючее. Использование избы-точного горючего для флегматизации к тому же наиболее просто в отношении требований технологии: отпадает необходимость введения в реакционную среду посторонних продуктов.
Распад избыточного горючего в пламенах богатых смесей является ре-шающим фактором, определяющим значения пределов распространения пла-мени.
Применение ингибиторов. Химически активные добавки уже в кон-центрациях порядка 1% могут оказывать еще большее гасящее воздействие и сужать пределы, чем избыточное горючее. Это наблюдалось, например, при добавлении к воздушным смесям углеводородов, водорода, окиси углерода, галоидсодержащих продуктов: CH2ClBr, CH3Br, а также СС14 и С12.
Механизм воздействия химически активных флегматизаторов на горе-ние заключается в обрыве реакционных цепей основного процесса окисления горючего. Ингибиторы конкурируют с окисляющимися компонентами во взаимодействии с активными центрами цепной реакции. В результате более высокого, чем у горючего, химического сродства к активным промежуточным продуктам реакции окисления молекулы ингибитора или продуктов его рас-пада энергично реагируют с активными центрами, превращая их в устойчи-вые соединения и прекращая развитие реакционной цепи. Поэтому добавки ингибитора заметно понижают концентрацию активных центров. Так, галои-ды и галоидпроизводные активно реагируют с атомарным водородом, кото-рый принимает участие в большинстве цепных процессов окисления.
Основное применение химически активных флегматизаторов ограничи-вается их использованием в предохранительных приспособлениях. В аварий-ных случаях эти продукты быстро вводят в больших количествах в зону горе-ния или во взрывоопасную среду, которая при этом достаточно быстро пре-вращается в негорючую. Таково использование различных галоидпроизвод-ных в пламегасящих составах.
Так, огнетушащая эффективность галоидов повышается при замещении в них атома водорода на атом галогена по ряду F ≤ Cl << Br ≥ I.
Механизм процесса заключается в регенеративном ингибировании, то есть в восстановлении исходного вещества или образования новых промежу-точных компонентов, способных достаточно эффективно связывать активные центры цепной реакции. Общий пример такого типа:
Hα + x → Hx + α,
где: х – атом галогена;
Нα – водородосодержащее вещество.
Общепринятый механизм действия ингибиторов состоит в том, что ра-дикалы Н+, ОН− или О−2, реагируя с ингибитором или его производным, исче-зают и заменяются малоактивными атомами.
Например, считают, что при использовании в реакции горения водорода простейшего ингибитора НВr ингибирование происходит по схеме:
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - Обязанности.
Н + НВr → H2 + Br
OH + HBr → H2O + Br
O + HBr = OH + Br
Регенерирование ингибитора идет по реакции:
Br + H + M = HBr + M
и цикл повторяется. Благодаря этим процессам снижается скорость пламени и сужаются пределы воспламенения.