§ 4. Диффузионное горение

Горение газов. В технике и быту широко применяется диффузионный принцип сжигания газов. Для этого используются различного вида газовые горелки. В условиях пожара при выходе газа из трубопроводов или технологической аппаратуры образуется диффузионный факел.

Структура ламинарного диффузионного факела не отличается от структуры диффузионного пламени (см. рис. I. 2). Длина ламинарного диффузионного факела зависит от диаметра выходного отверстия rf0, скорости истечения газа из него W0, коэффициента диффузии D и коэффициента пропорциональности К:
(
Так как давление газа в трубопроводах и аппаратуре высокое, то обычно образующийся на пожаре диффузионный факел горит в турбулентном режиме. Как показали исследования, струя горящего газа в этом случае разрывается на части и горение происходит во всем объеме факела и а поверхности раздробленных газовых объемов.

Скорость сгорания газа при этом увеличивается, а длина факела уменьшается.
Горение жидкостей. При воспламенении жидкости над ее поверхностью устанавливается пламя, которое быстро увеличивается по высоте и через небольшой промежуток времени достигает максимальной величины. Это говорит о том, что между зоной горения и поверхностью жидкости установился определенный тепломассообмен и верхний тонкий слой жидкости нагрелся до температуры, близкой к температуре кипения.
Передача тепла из зоны горения поверхностному слою жидкости осуществляется лучеиспусканием и за счет теплопроводности стенок емкости.
Тепло, воспринимаемое жидкостью, в большей части расходуется на испарение и нагревание ее, и некоторое количество тепла теряется жидкостью в окружающую среду.
Если горит индивидуальная жидкость, то состав паровой фазы ее не отличается от состава жидкой фазы. Если же горит жидкость сложного состава (смесь), то в верхнем слое ее происходит фракционная перегонка и состав паровой фазы не одинаков с составом жидкой фазы. К таким жидкостям относятся нефть и нефтепродукты.
Различают две скорости выгорания жидкости — массовую и линейную.
Массовой скоростью выгорания называется вес жидкости, выгорающей в единицу времени с единицы поверхности.
Линейной скоростью выгорания жидкости называется высота ее слоя, выгорающего в единицу времени.
Скорость выгорания жидкостей не постоянна и меняется в зависимости от начальной ее температуры, уровня жидкости в резервуаре, скорости ветра и других факторов.
В табл. 1.11 приведены скорости выгорания некоторых жидкостей при горении их на верхнем уровне в резервуаре.
В процессе горения жидкости прогреваются в глубину. Жидкости, температура кипения которых выше температуры стенки резервуара, в процессе горения прогреваются путем теплопроводности на глубину 2—5 см. Температура в прогретом слое быстро понижается с увеличением расстояния от поверхности жидкости. Так

Жидкости	Скорость выгорания		Жидкости	Скорость выгорания
	мм/мин	KZjM2-MUH		MMjMUH	KZjM2-MUH
Ацетон .	3,3	2,83	Мазут . . .	1,41	1,3
Бензол .	3,15	2,3	Нефть . . .	1,6	1,2
Бензин .	3,8-4,5	2,7-3,2	Этиловый
Керосин .	3,6	2,9	спирт ....	2,6	СП I to

прогреваются при горении керосин, соляровое и трансформаторные масла, дизельное топливо. Жидкости, температура кипения которых ниже температуры стенки резервуара, прогреваются путем конвекции на глубину всего слоя. Так прогреваются при горении бензин, обводненные нефти, масла и мазуты.
Прогрев нефтепродуктов на большую глубину связан с опасностью вскипания или выброса. Под вскипанием понимается переход в пар большого количества мелких капелек воды, находящейся в !нефтепродукте, и связанное с этим образование на поверхности жидкости пены. Объем «вскипевшего» продукта увеличивается и он может переливаться через борт резервуара, распространяя горение на соседние с резервуаром объекты. Под выбросом понимается мгновенный переход в пар воды, находящейся на дне резервуара, образование повышенного давления и как следствие этого — выбрасывание горящей жидкости из резервуара на большие расстояния (100— 150 м).
Горение твердых веществ. Твердые горючие вещества при нагревании до возникновения горения ведут себя различно.
Вещества, способные при нагревании плавиться (пластмассы, каучуки, жиры и др.)» образуют в процессе горения IHа своей поверхности жидкий слой, толщина которого зависит от расположения поверхности горения. На вертикальных и наклонных поверхностях жидкий слой удерживаться не может и стекает. Поэтому на таких поверхностях горения слой жидкости имеет постоянную толщину, которая ,не превышает I—2 мм.
Стекающая жидкость образует на полу помещения или поверхности земли слой в несколько сантиметров, кото-

Твердые вещества	Массовая приведенная скорость ' выгорания, KzIm2-мия
Бумага разрыхлен	0,48
ная ... . I . , . .,. .
Древесина в изде
лиях (№=8—10%) .	0,84
Органическое стекло	0,86
Полистирол	0,86
Резино-технические
изделия                            , .	0,67

Таблица 1.12
Твердые вещества	Массовая приведен ная
	скорость выгорания, к г1м2-мин
Каучук натураль	0,8
ный               - •, .
Каучук СКИ-3 . . .	1.17
Торф в караванах	0,18
(№=40%) . . . .
Хлопок разрыхлен	0,24
ный
Штапельное волок	0,4
но разрыхленное . .

Под действием тепла, передаваемого от зоны горения на поверхность твердых веществ, происходит не только выгорание их, но и распространение пламени по еще негорящей поверхности.
На величину скорости распространения горения оказывают влияние состояние поверхности вещества, степень возгораемости его, интенсивность излучения зоны горения, направление и скорость ветра и другие факторы.

Еще по теме § 4. Диффузионное горение:

1. § 3. Кинетическое горение
2. § I. Общие сведения о горении
3. § 2. Возникновение горения
4. ГЛАВА 1 ГОРЕНИЕ И ПОЖАРООПАСНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ
5. § 1. Механизм действия огнегасительных средств
6. Пожары
7. § 2. Развитие пожара в здании
8. § 5. Производственные источники воспламенения и меры предупреждения их возникновения
9. § 3. Явления, сопровождающие пожары
10. § 3. Дымовые люки и легкосбрасываемые конструкции зданий
11. § 2. Возгораемость строительных материалов и конструкций
12. ВВедение