Si la durée de la réaction chimique et l'étape physique du processus de combustion sont proportionnées, alors la combustion se déroule de la manière dite zone intermédiaire, dans lequel la vitesse de combustion est influencée par des facteurs à la fois chimiques et physiques.

La combustion de tout matériau se produit en phase gazeuse ou vapeur. Les matériaux combustibles liquides et solides, lorsqu'ils sont chauffés, se transforment en un autre état - gaz ou vapeur, après quoi ils s'enflamment. Lors d'une combustion régulière, la zone de réaction agit comme une source d'inflammation pour le reste du matériau combustible.

La région d'un milieu gazeux dans laquelle une réaction chimique intense provoque une luminescence et une génération de chaleur est appelée flamme. Une flamme est une manifestation externe de réactions d'oxydation intenses d'une substance. Lors de la combustion de solides, la présence d’une flamme n’est pas nécessaire. L'un des types de combustion des solides est fumant(combustion sans flamme), dans laquelle des réactions chimiques se produisent à faible vitesse, une lueur rouge et une faible génération de chaleur prédominent. La combustion par flamme de tous types de matériaux et substances inflammables dans l'air est possible lorsque la teneur en oxygène dans la zone d'incendie est d'au moins 14 % en volume, et la combustion lente des matériaux solides inflammables se poursuit jusqu'à ce que la teneur en oxygène soit d'environ 6 %.

La combustion est donc un processus physique et chimique complexe.

La théorie moderne de la combustion repose sur les principes suivants. L'essence de la combustion est le transfert d'électrons de valence vers la substance oxydante par la substance oxydante. À la suite du transfert d'électrons, la structure du niveau électronique externe (de valence) de l'atome change. Chaque atome passe alors dans l’état le plus stable dans les conditions données. Dans les processus chimiques, les électrons peuvent être complètement transférés de la couche électronique d’atomes d’un type à la couche d’atomes d’un autre type. Pour avoir une idée de ce processus, regardons quelques exemples.

Ainsi, lorsque le sodium brûle dans le chlore, les atomes de sodium cèdent un électron aux atomes de chlore. Dans ce cas, le niveau électronique externe de l'atome de sodium possède huit électrons (structure stable) et l'atome qui a perdu un électron se transforme en ion positif. Un atome de chlore qui gagne un électron remplit son niveau externe de huit électrons et l'atome devient un ion négatif. Sous l’action de forces électrostatiques, des ions de charges opposées se réunissent et une molécule de chlorure de sodium se forme (liaison ionique).

Na + + C1 - → Na + C1 -

Dans d’autres processus, les électrons des enveloppes externes de deux atomes différents semblent être « d’usage commun », rassemblant ainsi les atomes en molécules (liaison covalente).

H ∙ + · C1 : → H : C1 :

Les atomes peuvent donner un ou plusieurs électrons pour un « usage commun ».

À titre d'exemple, la figure 2 montre un diagramme de la formation d'une molécule de méthane à partir d'un atome de carbone et de quatre atomes d'hydrogène. Quatre électrons des atomes d’hydrogène et quatre électrons du niveau électronique externe de l’atome de carbone sont partagés, et les atomes sont « rassemblés » pour former une molécule.

Figure 2. Schéma de formation d'une molécule de méthane

La doctrine de la combustion a sa propre histoire. Parmi les scientifiques qui ont étudié les processus de combustion, il faut noter A.N. Bach et K.O. Engler, qui a développé la théorie de l'oxydation du peroxyde, selon laquelle, lorsqu'un système combustible est chauffé, une molécule d'oxygène est activée en rompant une liaison entre les atomes.

molécule molécule active

La molécule d'oxygène actif se combine facilement avec une substance inflammable et forme un composé du type R-O-O-R (peroxyde) et R-O-O-H (hydroperoxyde) ; ici R est le symbole radical. Les radicaux sont des particules (atomes ou groupes atomiques) qui ont des électrons non appariés, par exemple , , etc. Un exemple d'une telle réaction :

CH 4 + -O-O- → -O-O-

hydroperoxyde de méthyle

L'énergie de rupture de la liaison -О-О- dans les peroxydes et les hydroperoxydes est beaucoup plus faible que dans la molécule d'oxygène O2, ils sont donc très réactifs. Lorsqu'ils sont chauffés, ils se décomposent facilement pour former de nouvelles substances ou radicaux. Cela génère de la chaleur.

Le développement ultérieur de la théorie de la combustion est associé aux travaux de N.N. Semenov, qui a créé théorie des réactions en chaîne de combustion, ce qui a permis d'approfondir la physique du phénomène et d'expliquer différents modes de combustion, dont l'auto-inflammation, la combustion déflagrante et la combustion conduisant à une explosion. De plus, la différence entre la compréhension moderne du mécanisme de combustion et la théorie du peroxyde est que la phase initiale du processus n'est pas l'activation des molécules d'oxygène, mais l'activation des molécules de la substance oxydante.

La structure d'une flamme de diffusion au-dessus de la surface d'un liquide inflammable, le mécanisme et la vitesse de sa propagation.

La structure de la flamme de diffusion au-dessus du miroir liquide inflammable est approximativement la même. La seule différence est que les vapeurs inflammables provenant de la surface du liquide n'ont pas une réserve initiale d'énergie cinétique telle qu'un flux de gaz et, avant l'inflammation, elles se mélangent avec le milieu gazeux environnant, non pas à cause de l'énergie cinétique du gaz entrant. s'écouler, mais plus lentement grâce au mécanisme de diffusion convective et moléculaire. Mais si une source d'inflammation est connectée au mélange vapeur-air résultant, alors une torche à flamme apparaîtra, ce qui modifiera le rapport des flux de gaz et de chaleur au-dessus du miroir liquide : les produits de combustion chauds, comme les plus légers, se précipiteront vers le haut, et à leur place, de l'air frais et froid proviendra de l'espace environnant, ce qui entraînera une dilution des vapeurs de liquides inflammables. Un flux radiant d'énergie thermique circulera de la flamme vers le miroir liquide, qui ira chauffer les couches superficielles du liquide et, à mesure qu'elles se réchaufferont, intensifiera le processus de son évaporation.

Si le liquide avant l'inflammation avait une température nettement supérieure à la température d'inflammation, alors la combustion du liquide au-dessus du réservoir ou du liquide déversé s'intensifiera et progressera, et la taille de la flamme augmentera. En conséquence, l'intensité du flux de chaleur radiante vers la surface du liquide augmente, le processus d'évaporation s'intensifie, l'intensité du flux de gaz convectif autour de la flamme augmente, il sera plus fortement pressé sur les côtés, prenant la forme d'un cône , augmentant en taille. Avec une combustion plus poussée, la flamme entre dans un mode de combustion turbulent et grandira jusqu'à ce qu'un régime d'équilibre thermique et dynamique des gaz soit établi. La température maximale de la flamme de diffusion turbulente de la plupart des liquides inflammables ne dépasse pas 1 250-1 350°C.

La propagation de la combustion à la surface du liquide dépend de la vitesse de formation du mélange combustible à travers les mécanismes de diffusion moléculaire et convective. Par conséquent, pour les liquides dont la température est inférieure à la température d'inflammation, cette vitesse est inférieure à 0,05 m/s, et pour les liquides chauffés au-dessus de la température d'inflammation, elle atteint 0,5 m/s ou plus.

Ainsi, la vitesse de propagation de la flamme à la surface d'un liquide inflammable dépend principalement de sa température.

Si la température du liquide est égale ou supérieure à la température d'inflammation, une combustion peut se produire. Initialement, une petite flamme s'établit au-dessus de la surface du liquide, qui augmente ensuite rapidement en hauteur et atteint après un court laps de temps sa valeur maximale. Cela suggère qu'un certain transfert de chaleur et de masse s'est établi entre la zone de combustion et la surface du liquide. La chaleur est transférée de la zone de combustion à la couche superficielle du liquide par rayonnement et conduction thermique à travers les parois du récipient. Il n’y a pas de flux convectif puisque le flux de vapeur dans le panache est dirigé vers le haut, c’est-à-dire vers le haut. d'une surface moins chauffée à une surface plus chauffée. La quantité de chaleur transférée au liquide depuis la zone de combustion n'est pas constante et dépend de la température de la torche, de la transparence de la flamme, de sa forme, etc.

Le liquide reçoit une partie de la chaleur des parois du réservoir. Cette partie de la chaleur peut être importante lorsque le niveau de liquide dans le réservoir est faible et également lorsque les flammes circulent autour de la paroi extérieure du réservoir. La chaleur perçue par le liquide est principalement dépensée pour son évaporation et son chauffage, et une partie de la chaleur est perdue par le liquide dans l'environnement :

Q = q 1 + q 2 + q 3

où Q est la quantité de chaleur reçue par le liquide provenant de la flamme, kJ/ (m 2 -s) ;

q 1 - la quantité de chaleur perdue par le liquide dans l'environnement, kJ/ (m 2 -s) ;

q 2 - quantité de chaleur dépensée pour la vaporisation du liquide, kJ/ (m 2 s) ;

qз - quantité de chaleur dépensée pour chauffer le liquide, kJ/ (m 2 -s).

Si le diamètre du réservoir est suffisamment grand, alors la valeur de q1 par rapport à q 2 et q 3 peut être négligée :

Q = q 2 + q 3 = rlс + cpс (T-T 0) u.

Où r est la chaleur d'évaporation du liquide, en kJ/kg ;

Ср - capacité calorifique du liquide, kJ/ (kg K) ;

p - densité du liquide, mg/m3 ;

T est la température à la surface du liquide, K ;

T 0 - température initiale du liquide K ;

u est le taux de croissance de la couche liquide chauffée, m/s ;

l - vitesse linéaire de combustion du liquide, m/s.

Si un liquide individuel brûle, la composition de sa phase vapeur ne diffère pas de la composition de la phase liquide. Si un liquide de composition complexe (mélange) brûle, une distillation fractionnée se produit dans sa couche supérieure et la composition de la phase sphérique diffère de la composition de la phase liquide. Ces mélanges comprennent le pétrole et tous les produits pétroliers. Lorsqu'elles brûlent, la plupart des fractions à bas point d'ébullition s'évaporent, ce qui entraîne une modification de la composition de la phase liquide, ainsi que de la pression de vapeur, de la densité, de la viscosité et d'autres propriétés. Le tableau 3.1 montre l'évolution des propriétés du pétrole de Karachukhur dans la couche superficielle lorsqu'il brûle dans un réservoir d'un diamètre de 1,4 m.

Tableau 1.11.1

Modifications des propriétés de l'huile de Karachukhur lors de la combustion

Selon le tableau 1.11.1, en raison de l'épuisement des fractions à bas point d'ébullition, la densité du produit restant augmente. La même chose se produit avec la viscosité, le point d’éclair, la teneur en résine et le point d’ébullition. Seule la teneur en humidité diminue à mesure que l'huile brûle. L'intensité des modifications de ces propriétés lors de la combustion dans des réservoirs de diamètres différents n'est pas la même. Dans les réservoirs de grand diamètre, en raison d'une augmentation de la convection et de l'épaisseur de la couche liquide impliquée dans le mélange, le taux de modification de ces propriétés diminue. La modification de la composition fractionnée des produits pétroliers qui se produit dans la couche supérieure entraîne progressivement une modification de l'épaisseur de la couche du produit pétrolier chauffé.

Si vous utilisez la première loi de D.P. Konovalov, la conclusion sur la combustion de mélanges peut être formulée comme suit : un mélange de deux liquides est enrichi lors de la combustion avec les composants dont l'ajout au liquide abaisse la pression de vapeur au-dessus de lui (ou augmente le point d'ébullition). Cette conclusion est également valable pour les mélanges dans lesquels le nombre de composants est supérieur à deux.

Lors de la combustion de mélanges de liquides inflammables et de certains liquides combustibles avec de l'eau à la suite d'une distillation fractionnée, le pourcentage d'eau dans la phase liquide augmente tout le temps, ce qui entraîne une augmentation de la densité du mélange en combustion. Ce phénomène est typique des mélanges dans lesquels le composant inflammable a un point d'ébullition inférieur au point d'ébullition de l'eau (alcool méthylique, éthylique, éther diéthylique, acétone, etc.). Lorsque de tels mélanges liquides brûlent pendant une longue période, en raison de l'augmentation de la quantité d'eau qu'ils contiennent, il arrive un moment où la combustion s'arrête, même si tout le mélange n'a pas encore brûlé.

Un mélange de liquides inflammables avec de l'eau, lorsque le point d'ébullition du liquide est supérieur au point d'ébullition de l'eau, se comporte quelque peu différemment pendant le processus de combustion. Le pourcentage d'eau dans la phase liquide n'augmente pas mais diminue. En conséquence, le mélange brûle complètement. C'est ainsi que brûle un mélange d'acide acétique et d'eau.

Lorsque les produits pétroliers brûlent, leur point d'ébullition (voir tableau 1.11.1) augmente progressivement en raison de la distillation fractionnée qui se produit, et donc la température de la couche supérieure augmente également. La figure 1.11.1 montre l'évolution de la température à la surface

Figure 1.11.1

À basse température du liquide, le transfert de chaleur de la flamme au liquide joue un rôle important dans la propagation de la flamme. La flamme chauffe la surface du liquide qui lui est adjacente, la pression de vapeur au-dessus augmente, un mélange inflammable se forme qui brûle lorsqu'il est enflammé.

La flamme en mouvement chauffe la section suivante de la surface liquide, et ainsi de suite.

La dépendance de la vitesse de déplacement de la flamme à la surface du liquide en fonction de la température est représentée sur la Fig. 1.11.2.

Lorsque la température du liquide est inférieure au point d’éclair, la vitesse de déplacement de la flamme est faible.

Elle augmente à mesure que la température du liquide augmente et devient identique à la vitesse de propagation de la flamme à travers le mélange vapeur-air à une température du liquide supérieure au point d'éclair.

Figure 1.11.2 Modification de la vitesse de déplacement de la flamme à la surface des liquides en fonction de la température : 1-alcool isoamylique, 2 - alcool butylique, 3 - alcool éthylique, 4 - toluène

Le processus de combustion dépend de nombreuses conditions, dont les plus importantes sont :

· composition du mélange combustible ;

· pression dans la zone de combustion ;

· température de réaction ;

· dimensions géométriques du système ;

· état d'agrégation du combustible et du comburant, etc.

Selon l'état d'agrégation du combustible et du comburant, on distingue les types de combustion suivants :

· homogène;

· hétérogène;

· combustion d'explosifs.

Une combustion homogène se produit dans les systèmes combustibles à gaz ou à vapeur (Fig. 1.1) (le carburant et le comburant sont uniformément mélangés les uns aux autres).

Étant donné que la pression partielle de l'oxygène dans la zone de combustion est (également) proche de zéro, l'oxygène pénètre assez librement dans la zone de combustion (il s'y trouve pratiquement), donc la vitesse de combustion est déterminée principalement par la vitesse de la réaction chimique, qui augmente avec l'augmentation de la température. Une telle combustion (ou combustion de tels systèmes) est appelée cinétique.

Figure 1.1. Schéma du processus de combustion des vapeurs ou des gaz

Le temps de combustion total dans le cas général est déterminé par la formule

t р = t Ф + t Х,

où t Ф est le temps de l'étape physique du processus (diffusion d'O 2 vers la source à travers la couche) ; t X – temps de l'étape chimique (réaction).

Lors de la combustion de systèmes homogènes (mélanges de vapeurs, de gaz avec de l'air), le temps de l'étape physique du processus est disproportionnellement inférieur à la vitesse des réactions chimiques, donc t P » t X - la vitesse est déterminée par la cinétique du produit chimique la réaction et la combustion sont appelées cinétique.

Lors de la combustion de systèmes chimiquement inhomogènes, le temps de pénétration de l'O 2 dans la substance combustible à travers les produits de combustion (diffusion) est disproportionnellement plus long que le temps de la réaction chimique, déterminant ainsi la vitesse globale du processus, c'est-à-dire t P » t F. Une telle combustion est appelée diffusion.

Des exemples de combustion par diffusion (Fig. 1.2) sont la combustion du charbon, du coke (les produits de combustion empêchent la diffusion de l'oxygène dans la zone de combustion)

Figure 1.2. Schéma de diffusion de l'oxygène dans la zone de combustion d'une substance solide

(combustion hétérogène)

La concentration en oxygène dans le volume d'air C1 est nettement supérieure à sa concentration à proximité de la zone de combustion C0. En l'absence d'une quantité suffisante d'O 2 dans la zone de combustion, la réaction chimique est inhibée (et est déterminée par le taux de diffusion).

Si la durée de la réaction chimique et l'étape physique du processus sont comparables, alors la combustion se produit dans la région intermédiaire (la vitesse de combustion est influencée à la fois par des facteurs physiques et chimiques).

À basse température, la vitesse de réaction dépend faiblement de la température (la courbe monte lentement vers le haut). À des températures élevées, la vitesse de réaction augmente considérablement (c'est-à-dire que la vitesse de réaction dans la région cinétique dépend principalement de la température des réactifs).

La vitesse de la réaction d'oxydation (combustion) dans la région de diffusion est déterminée par la vitesse de diffusion et dépend très peu de la température. Le point A est la transition de la région cinétique à la région de diffusion (Fig. 1.3).

Le processus de combustion de toutes les substances et matériaux, quel que soit leur état d'agrégation, se produit généralement en phase gazeuse (le liquide s'évapore, les substances combustibles solides libèrent des produits volatils). Mais la combustion des solides comporte plusieurs étapes. Sous l'influence de la chaleur - échauffement de la phase solide - décomposition et dégagement de produits gazeux (destruction, substances volatiles) - combustion - la chaleur réchauffe la surface du solide - entrée d'une nouvelle portion de gaz inflammables (produits de destruction) - combustion.

Riz. 1.3. Dépendance de la vitesse V cinétique (1)

et diffusion (2) sur la température. Point A – transition

de la région cinétique à la région de diffusion

De nombreuses substances combustibles solides (bois, coton, paille, polymères) contiennent de l'oxygène. Leur combustion nécessite donc moins d’oxygène de l’air. Et la combustion d'une substance explosive ne nécessite pratiquement aucun comburant externe.

Ainsi, la combustion d'un explosif est l'auto-propagation d'une zone de réaction exothermique de sa décomposition ou l'interaction de ses composants par transfert de chaleur de couche en couche.

Le taux de combustion par diffusion dépend des processus de mélange par diffusion. De plus, dans des conditions de combustion hétérogène, l'évaporation du combustible liquide ou la décomposition pyrogène de combustibles solides en morceaux ou en poussières sont également nécessaires. Pour intensifier la combustion par diffusion, une turbulente (flamme) est utilisée.
Voir aussi :
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Dictionnaire encyclopédique de la métallurgie. - M. : Ingénierie Intermet. Rédacteur en chef N.P. Lyakishev. 2000 .

Voyez ce qu'est la « combustion par diffusion » dans d'autres dictionnaires :

combustion par diffusion- Interaction du combustible et du comburant, dans laquelle la combustion se produit simultanément. à partir d'images. mélange inflammable. Le taux de d.g. dépend des processus de diffusion du mélange. De plus, dans des conditions de combustion hétérogène, c'est nécessaire. pulvérisation et évaporation du liquide... ... Guide du traducteur technique

combustion par diffusion- Difuzinis degimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Degimas, kai degieji cheminių medžiagų komponentai ir oksidatorius į degimo kamerą tiekiami atskirai, joje maišosi difuziškai ir degimo trukmė priklauso nuo difuzijos . atitikménys… Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

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Combustion homogène et hétérogène.

D'après les exemples considérés, en fonction de l'état d'agrégation du mélange combustible et comburant, c'est-à-dire selon le nombre de phases dans le mélange, on obtient :

1. Combustion homogène gaz et vapeurs de substances inflammables dans un environnement gazeux comburant. Ainsi, la réaction de combustion se produit dans un système constitué d'une seule phase (état global).

2. Combustion hétérogène substances solides inflammables dans un environnement comburant gazeux. Dans ce cas, la réaction se produit à l'interface, tandis qu'une réaction homogène se produit dans tout le volume.

Il s'agit de la combustion des métaux, du graphite, c'est-à-dire matériaux pratiquement non volatils. De nombreuses réactions gazeuses sont de nature homogène-hétérogène, lorsque la possibilité d'une réaction homogène est due à l'origine d'une réaction simultanément hétérogène.

La combustion de toutes les substances liquides et de nombreuses substances solides, à partir desquelles des vapeurs ou des gaz (substances volatiles) sont libérées, se produit en phase gazeuse. Les phases solides et liquides jouent le rôle de réservoirs de produits réactifs.

Par exemple, la réaction hétérogène de combustion spontanée du charbon passe à la phase homogène de combustion de substances volatiles. Les résidus de coke brûlent de manière hétérogène.

En fonction du degré de préparation du mélange combustible, on distingue la diffusion et la combustion cinétique.

Les types de combustion considérés (hors explosifs) concernent la combustion par diffusion. Flamme, c'est-à-dire La zone de combustion d'un mélange de carburant et d'air doit être constamment alimentée en carburant et en oxygène pour assurer sa stabilité. L'approvisionnement en gaz combustible dépend uniquement de la vitesse de son acheminement vers la zone de combustion. Le taux d'entrée du liquide inflammable dépend de l'intensité de son évaporation, c'est-à-dire sur la pression de vapeur au-dessus de la surface du liquide et, par conséquent, sur la température du liquide. Température d'inflammation est la température la plus basse d'un liquide à laquelle la flamme au-dessus de sa surface ne s'éteint pas.

La combustion des solides diffère de la combustion des gaz par la présence d'une étape de décomposition et de gazéification avec inflammation ultérieure des produits volatils de pyrolyse.

Pyrolyse- Il s'agit du chauffage de substances organiques à des températures élevées sans accès à l'air. Dans ce cas, il se produit la décomposition, ou la division, de composés complexes en composés plus simples (cokéfaction du charbon, craquage du pétrole, distillation sèche du bois). Par conséquent, la combustion d'une substance combustible solide en un produit de combustion n'est pas concentrée uniquement dans la zone de flamme, mais a un caractère en plusieurs étapes.

Le chauffage de la phase solide provoque la décomposition et le dégagement de gaz qui s'enflamment et brûlent. La chaleur de la torche chauffe la phase solide, la gazéifiant et le processus se répète, entretenant ainsi la combustion.

Le modèle de combustion solide suppose la présence des phases suivantes (Fig. 17) :

Riz. 17. Modèle de combustion

matière solide.

Réchauffer la phase solide. Pour les substances fondantes, la fusion se produit dans cette zone. L'épaisseur de la zone dépend de la température de conductivité de la substance ;

Pyrolyse, ou zone de réaction en phase solide, dans laquelle se forment des substances gazeuses inflammables ;

Pré-flamme en phase gazeuse, dans laquelle se forme un mélange avec un comburant ;

Flamme, ou zone de réaction en phase gazeuse, dans laquelle les produits de pyrolyse sont transformés en produits de combustion gazeux ;

Produits de combustion.

Le taux d'apport d'oxygène à la zone de combustion dépend de sa diffusion à travers le produit de combustion.

En général, étant donné que la vitesse de la réaction chimique dans la zone de combustion dans les types de combustion considérés dépend de la vitesse d'entrée des composants réactifs et de la surface de la flamme par diffusion moléculaire ou cinétique, ce type de combustion est appelé diffusion.

La structure de la flamme de combustion par diffusion se compose de trois zones (Fig. 18) :

La zone 1 contient des gaz ou des vapeurs. Il n'y a pas de combustion dans cette zone. La température ne dépasse pas 500 0 C. Il se produit une décomposition, une pyrolyse des substances volatiles et un échauffement jusqu'à la température d'auto-inflammation.

Riz. 18. Structure de la flamme.

Dans la zone 2, un mélange de vapeurs (gaz) avec l'oxygène de l'air se forme et une combustion incomplète se produit en CO avec réduction partielle en carbone (peu d'oxygène) :

C n H m + O 2 → CO + CO 2 + H 2 O;

Dans la 3ème zone extérieure, une combustion complète des produits de la deuxième zone se produit et la température maximale de flamme est observée :

2CO+O2 =2CO2 ;

La hauteur de la flamme est proportionnelle au coefficient de diffusion et au débit de gaz et inversement proportionnelle à la densité du gaz.

Tous les types de combustion par diffusion sont inhérents aux incendies.

Cinétique La combustion est la combustion de gaz, de vapeur ou de poussières inflammables pré-mélangés avec un comburant. Dans ce cas, la vitesse de combustion dépend uniquement des propriétés physico-chimiques du mélange combustible (conductivité thermique, capacité thermique, turbulence, concentration de substances, pression, etc.). Par conséquent, la vitesse de combustion augmente fortement. Ce type de combustion est inhérent aux explosions.

Dans ce cas, lorsque le mélange combustible est enflammé à un moment donné, le front de flamme se déplace des produits de combustion vers le mélange frais. Ainsi, la flamme lors d'une combustion cinétique est le plus souvent instable (Fig. 19).

Riz. 19. Schéma de propagation de la flamme dans un mélange combustible : - source d'inflammation ; - sens de déplacement du front de flamme.

Cependant, si vous mélangez d'abord le gaz inflammable avec de l'air et que vous l'introduisez dans le brûleur, une flamme stationnaire se formera une fois allumée, à condition que le débit du mélange soit égal à la vitesse de propagation de la flamme.

Si la vitesse d'alimentation en gaz augmente, la flamme se détache du brûleur et peut s'éteindre. Et si la vitesse est réduite, la flamme sera aspirée dans le brûleur avec une possible explosion.

Selon le degré de combustion, c'est-à-dire exhaustivité de la réaction de combustion jusqu'aux produits finaux, la combustion se produit complet et incomplet.

Ainsi dans la zone 2 (Fig. 18) la combustion est incomplète, car L'apport d'oxygène est insuffisant, qui est partiellement consommé dans la zone 3, et des produits intermédiaires se forment. Ces derniers brûlent dans la zone 3, où il y a plus d'oxygène, jusqu'à combustion complète. La présence de suie dans la fumée indique une combustion incomplète.

Autre exemple : en cas de manque d'oxygène, le carbone brûle en monoxyde de carbone :

Si vous ajoutez O, alors la réaction se termine :

2СО+O 2 =2СО 2.

La vitesse de combustion dépend de la nature du mouvement des gaz. On distingue donc la combustion laminaire et turbulente.

Ainsi, un exemple de combustion laminaire est la flamme d’une bougie dans un air calme. À combustion laminaire des couches de gaz circulent en parallèle, sans tourbillonner.

Combustion turbulente– mouvement vortex des gaz, dans lequel les gaz de combustion sont intensément mélangés et le front de flamme est flou. La frontière entre ces types est le critère de Reynolds, qui caractérise la relation entre les forces d'inertie et les forces de frottement dans l'écoulement :

Où: toi- vitesse d'écoulement du gaz ;

n- viscosité cinétique ;

je– taille linéaire caractéristique.

Le nombre de Reynolds auquel se produit la transition d'une couche limite laminaire à une couche turbulente est appelé Re cr critique, Re cr ~ 2320.

La turbulence augmente le taux de combustion en raison d'un transfert de chaleur plus intense des produits de combustion vers le mélange frais.