Теория горения и взрыва

В предлагаемом авторским коллективом преподавателей Юго- Западного государственного университета, Российского государственного технологического университета им. К. Э. Циолковского и Марийского государственного технического университета учебном пособии изложен материал, который используется при чтении курса дисциплин: "Теория горения и взрыва", "Безопасность жизнедеятельности", "Безопасность в чрезвычайных ситуациях" в части развития, прогнозирования и ликвидации последствий техногенных взрывов и пожаров.

Предисловие Глава 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ГОРЕНИИ 1.1. Основные понятия и определения, применяемые в теории горения и взрыва 1.2. Условия возникновения и развития процессов горения Форма фронта пламени Нормальное горение 1.3. Аспекты тепловой и цепной теорий горения 1.4. Особенности турбулентного горения 1.5. Суть и особенности гетерогенного горения 1.6. Применение методов теории подобия для моделирования и изучения основных закономерностей диффузионного и гетерогенного горений 1.7. Форма и особенности диффузионных пламен 1.8. Излучательные свойства пламен 1.9. Температура пламени Причины и следствия отклонения от равновесия Сравнение методов зондовой и радиационной пирометрии Измеренные температуры Температурные характеристики пламен конденсированных систем в воздухе Пламена неметаллизированных смесей Пламена металлизированных смесей и термита 1.10. Электрофизические свойства пламени Равновесная ионизация (формула Саха)Образование отрицательных ионов Роль конденсированных частиц Процессы ионизации и рекомбинации Хемиионизация в пламенах 1.11. Электропроводность пламени Взаимодействие пламени с электромагнитным полем 1.12. Пиролиз органических и неорганических соединений в пламенах 1.13. Термическое разложение углеводородов Термодинамика разложения Энергия разрыва связей Изменение энергии Гиббса Влияние условий. Ряд термической стабильности Продукты разложения парафинов и этилена Механизм разложения Парафины и олефины Ацетилен Ароматические соединения 1.14. Разложение нитроэфиров, нитроаминов и других нитросоединений 1.15. Разложение неорганических окислителей Перхлорат аммония Перхлораты металлов Нитраты металлов 1.16. Превращение продуктов разложения Образование углерода в пламени Пиролиз углеводородов Конденсация С2 и атомного углерода Образование углерода из полициклических ароматических углеводородов Полимеризация углеводородов Образование углерода из СО Одновременная полимеризация и дегидрогенизация ацетилена Образование углерода по Гордону, Смиту, Макнесби Образование углерода из ацетилена по Штеллингу, Фрей- зи, Андерсону Образование углерода по Хоманну и Вагнеру Образование полициклических ароматических соединений в пламенах ацетилена и этилена Реакции метана и водяного газа Образование метана Дегидрирование метана Конверсия метана парами воды Конверсия метана диоксидом углерода Реакция водяного газа Зависимость констант равновесия от температуры 1.17. Теплотворная способность горючих материалов 1.18. Полнота сгорания топлив 1.19. Скорость горения некоторых видов горючих материалов Глава 2. СУТЬ И ОСОБЕННОСТИ ГОРЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОРЮЧИХ СИСТЕМ 2.1. Низкотемпературное окисление и воспламенение металлов Горение одиночных частиц металла в горелках Горение одиночных частиц металла в электронагревателях Горение металлических частиц в пламени Горение одиночных неподвижных частиц металла Горение капель металла Горение объемных металлических предметов Горение слоя металлических частиц Горение взвеси металлических частиц Горение паров металла 2.2. Основные закономерности окисления, воспламенения и горения металлов Низкотемпературное окисление металлов Воспламенение металлов Алюминий Бериллий Магний Цирконий и титан Бор Горение металлов Окисление металлов в динамическом режиме 2.3. Горение магния, алюминия и их сплавов в окислительных средах Горение магния Горение магния в воздухе Горение магния в смесях кислорода с аргоном Горение магния в диоксиде углерода и водяном паре Горение алюминия Горение алюминия в воздухе Горение алюминия в водяном паре Горение алюминиево-магниевых сплавов Горение алюминиево-магниевых сплавов в воздухе Горение алюминиево-магниевых сплавов в высокотемпературном пламени 2.4. Особенности горения металлов в активных средах Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ 3.1. Установление связи химической реакции с константой скорости реакции Химическое равновесие. Константа равновесия Теплота реакции 3.2. Молекулярная энергетика горения Адиабатическая температура сгорания 3.3. Математическая теория самоускоряющихся химических реакций Цепное самовоспламенение. Реакция окисления водорода Тепловое самовоспламенение. Адиабатический тепловой взрыв 3.4. Математическая теория теплового взрыва Анализ результатов теории теплового взрыва на фазовой плоскости 3.5. Теоретические аспекты процессов горения в потоке Стационарные режимы горения в гомогенном химическом реакторе Теплонапряженность процесса горения в химическом реакторе идеального перемешивания Влияние теплоотвода Волны химической реакции. Почему они распространяются по горючей смеси 3.6. Теория процессов химического превращения в пламени Подобие распределений температуры и концентраций в пламени 3.7. Теплонапряженность химической реакции в пламени Пределы распространения горения Изотермические пламена. Определяющая роль диффузии активных центров Глава 4. ОСНОВНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ ТЕОРИИ ВЗРЫВЧАТЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ 4.1. Некоторые положения механики сплошной среды и пластичности Понятие тензора скорости деформации Уравнение движения и закон Гука Математическая теория пластичности и уравнение Леви – Мезиса 4.2. Суть процессов взрывчатых превращений 4.3. Типы взрывчатых веществ Инициирующие взрывчатые вещества Бризантные взрывчатые вещества Взрывчатые вещества повышенной мощности Взрывчатые вещества нормальной мощности Взрывчатые вещества пониженной мощности Метательные взрывчатые вещества (пороха)4.4. Энергия взрыва Распределение энергии при взрыве Энергия волны Остаточная энергия в атмосфере ("потерянная энергия")Кинетическая и тепловая энергии осколков оболочки Кинетическая энергия источника Тепловая (потенциальная) энергия источника Излучение 4.5. Мощность взрыва 4.6. Основы теории детонации газов Условия протекания химических реакций при детонации газов Предел распространения детонации 4.7. Основные особенности действия взрыва в различных средах Ударная волна в воздухе. Основные параметры Особенности взрыва в разных средах Особенности образования ударной волны в воде Кумулятивный эффект и кумулятивные заряды Глава 5. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ СМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ПАРЫ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ 5.1. Предельное содержание кислорода в смесях с горючим Ограничение концентрации кислорода в технологических операциях Состав смеси с предельным содержанием окислителя 5.2. Взрывобезопасность смесей, содержащих пары горючих жидкостей Жидкофазное окисление углеводородов воздухом 5.3. Пожароопасность резервуаров с горючими жидкостями Особый режим резервуара с горючей жидкостью 5.4. Флегматизация горючих систем Ингибиторы в пламенах Специфические добавки 5.5. Инициирование горения во взрывчатых системах и его предотвращение Поджигание электрическим разрядом Безопасное использование слаботочного оборудования Инициирование горения разрядами статического электричества и его предотвращение Инициирование горения в холодном газе нагретыми телами Низкотемпературное поджигание Поджигание фрикционными искрами Искробезопасные материалы 5.6. Хранение, транспортировка и уничтожение взрывчатых веществ и средств взрывания Заключение