Повна версія

Головна arrow Товарознавство arrow Теорія горіння та вибуху

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Горіння металевих частинок в полум'ї

Для дослідження горіння металу в полум'ї металеві частинки вводяться в паливо при його приготуванні. Щоб розглянути деталі процесу горіння кожної окремої частки, метал вводиться у вигляді одиночних частинок (концентрація металу не більше 0,01%). Для проведення досліджень в реальних умовах горіння конденсованих систем вводиться до 20% металу [24]. Зразки спалюються в інертному середовищі в бомбах постійного тиску при помірно високих тисках (до 10 МПа) або у вакуумі. Бомби мають вікна, через які частинки фотографуються на нерухому або на рухому плівку. Температурний профіль полум'я вимірюється спектральними методами. Регулювання температури полум'я, а також складу окислювальних газів проводиться зміною складу суміші. Фотографії горищах металевих частинок дозволяють визначити час затримки запалення і час горіння частинок і встановити залежність параметрів горіння металу від різних факторів - складу газоподібних продуктів згоряння, температури горіння, тиску, дисперсності та концентрації металевих частинок.

Металеві частки можуть не тільки змішуватися з іншими компонентами конденсованих систем, але й вводитися безпосередньо в полум'я неметалізовані суміші [21]. Цей метод дещо простіше, але вимагає перевірки, не спотворює чи характеристик полум'я холодне повітря, що транспортує частинки в полум'я.

Горіння одиночних нерухомих частинок металу

В роботі [13] описується вивчення горіння сферичних частинок металу. Частинки поміщалися на графітовий стрижень, який перебував у камері із заданою окислювальним середовищем і нагрівався джоулевим теплом. Температура стрижня вимірювалася фотоелектричним пірометром. Частинка фотографувалася па рухому плівку. Метод дозволяє визначити температуру займання частинки і бачити деталі процесу горіння.

Горіння крапель металу

У роботах Л. С. Нельсона та І. Л. Прентіса вивчено горіння металів, що знаходяться у вигляді крапель. Металева фольга плавилася під дією променя лазера або ксеноновим розрядної лампи; краплі розміром в сотні мікрон падали через реакційну камеру, яка містить окислювальний газ. Займання краплі досягалося тим же світловим потоком. Горіння фотографувалось на нерухому плівку. Краплі, згорілі до кінця або погашення на різних стадіях горіння, піддавалися хімічному і мікроскопічному аналізу. Особливістю методу, що використовує для займання світловий потік, є практично повна відсутність предпламенной процесів, що викликано великою інтенсивністю воспламеняющего імпульсу.

Горіння об'ємних металевих предметів

Горіння об'ємних елементів (дроту, стрічки, стрижні) вивчався І. Глассменом з співр. (1952). У цих роботах металеві дроту і стрічки поміщалися в реакційну камеру з окислювальним газом і нагрівалися джоулевим теплом. За процесом горіння дротів або стрічок спостерігали візуально або фотографували; продукти згоряння вивчали під мікроскопом. Отримані дані дозволяють створити картину горіння металів в окислювальному середовищі різного складу і при різному тиску.

Перевагою цього методу є отримання наочних якісних уявлень про механізм горіння і порівняльна простота експерименту. Недоліки методу полягають у відсутності кількісних даних і в тому, що холодний газ реакційної камери вносить спотворення в характер предпламенной процесів. Оскільки нагрів металу ведеться в окислювальному атмосфері, до моменту займання поверхню металу виявляється покритою оксидною плівкою, яка значною мірою визначає механізм займання.

Одночасно проводилося вивчення займання металевих стрижнів в момент їх розриву, тобто займання неокисленого металевої поверхні. Порівняння результатів, отриманих для окисленої і неокисленого поверхонь, дозволяє виявити дуже важливу роль оксидної плівки в займанні металів.

Горіння шару металевих частинок

Для дослідження горіння шару металевих частинок широко застосовується методика, викладена в роботі В. А. Федосєєва [1]. Порошок поміщається в реакційну трубку, на азбестове дно; трубку вводять в температурне поле електропечі. Через шар порошку пропускають окислювальний газ заданого складу; попередньо газ прогрівається до тієї ж температури, яку має порошок. Порошок піддається динамічному нагріванню, в процесі якого диференційно-термічним методом визначається температура займання шару порошку.[1]

При дослідженні займання шару металевого порошку добре виявляється "колективний ефект", тобто взаємний вплив часток. У результаті цього температура займання сукупності частинок істотно відрізняється від температури займання одиночних частинок.

При деякому видозміні метод дозволяє вивчати вплив плівки оксиду металу на займання. Це видозміна полягає в тому, що шар металевого порошку нагрівається без доступу окисного газу, тобто в інертній атмосфері, а потім метал приводиться в контакт з окислювальним газом, нагрітим до тієї ж температури. Температура порошку і газу-окислювача підвищується від досвіду до досвіду до виникнення займання.

Горіння суспензії металевих частинок

У роботі В. А. Федосєєва [1] описані дослідження температури займання аерозависі металевих частинок. Для цього на металевий порошок прямувала струмінь стисненого газу, яка розпорошувала порошок і подавала аеровзвесь в реакційну камеру з окислювальним газом, нагрітим до заданої температури. Температура газу в камері підвищувалася до тих пір, поки суспензія порошку не більше запалала. Займання фіксувалося візуально.

Горіння парів металу

У роботі Л. Ф. Бєляєва та ін. [3] описаний метод так званого дифузійного розведеного полум'я. Метал нагрівався в інертній атмосфері при зниженому тиску. Тиск вибиралося з таким розрахунком, щоб температура кипіння металу в цих умовах була нижче температури досвіду. Утворені пари металу розбавлялися інертним газом-носієм і вводилися в реакційну камеру з окислювальним газом, нагрітим до тієї ж температури. Горіння вивчалося візуально по випромінюванню полум'я і по виду продуктів згоряння. При горінні металу в парах вдається спостерігати реакцію взаємодії з окислювачем без спотворень, що викликаються дифузійним бар'єром як оксидної плівки.

  • [1] Федосєєв В. А. Указ. соч.
  • [2] Федосєєв В. А. Указ. соч.
  • [3] Бєляєв А. Ф., Фролов Ю. В., Коротков А. І. Про горіння і займання часток дрібнодисперсного алюмінію // Фізика горіння і вибуху. 1968. Т. 4. № 3. С. 323-329.
 
<<   ЗМІСТ   >>