Plini in hlape vnetljive snovi v plinastem oksidantu. Za začetek gorenja je potreben začetni energijski impulz. Ločimo samovžig in prisilni vžig ali vžig; običajno širjenje zgorevanja ali deflagracije (vodilni proces je prenos toplote s toplotno prevodnostjo) in detonacije (z vžigom z udarnim valom). Normalno zgorevanje delimo na laminarno (tok) in turbulentno (vrtinec). Ločimo zgorevanje s tokom predhodno mešanega plina in zgorevanje z ločenim tokom gorljivega plina in oksidanta, ko je določeno z mešanjem (difuzijo) dveh tokov.
Glej tudi:
-
-
-
-

Enciklopedični slovar metalurgije. - M .: Intermet inženiring. Glavni urednik N.P. Lyakishev. 2000 .

Poglejte, kaj je "homogeno zgorevanje" v drugih slovarjih:

homogeno zgorevanje- zgorevanje plinov in hlapnih vnetljivih snovi v plinasti obliki. oksidacijsko sredstvo Za začetek izgorevanje se mora začeti. energičen utrip. Razlikovati med lastnim in prisilnim. vžig ali vžig; normalno širjenje zgorevanje ali deflagracija (vodilni proces prenosa... ...

homogeno zgorevanje- homogeninis degimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Dujų degimas. atitikmenys: angl. homogeno zgorevanje rus. homogeno zgorevanje... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

homogeno zgorevanje- homogeninis degimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Degimas, kai reaguojančiosios medžiagos yra vienodos agregatinės būsenos, vienodai pasiskirsčiusios ir reakcijos vyksta visame jų tūryje. atitikmenys: angl. homogeno zgorevanje vok. … … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

lokalno homogeno zgorevanje- - [A.S. Goldberg. Angleško-ruski energetski slovar. 2006] Teme energetike na splošno EN lokalno homogeno kurjenje LHF ... Priročnik za tehnične prevajalce

zgorevanje- zapletena, hitro potekajoča kemična transformacija, ki jo spremlja sproščanje znatne količine toplote in običajno svetel sij (plamen). V večini primerov plin temelji na eksotermnih oksidativnih reakcijah snovi... Velika sovjetska enciklopedija

Kompleksna, hitra kemična transformacija snovi, kot je gorivo, ki jo spremlja sproščanje znatne količine toplote in svetel sij (plamen). V večini primerov je osnova izgorevanja eksotermna... ...

zgorevanje (reakcija)- (a. zgorevanje, gorenje; n. Brennen, Verbrennung; f. zgorevanje; i. zgorevanje) hitro potekajoča oksidacijska reakcija, ki jo spremlja sproščanje pomen. količina toplote; običajno spremlja svetel sij (plamen). V večini primerov..... Geološka enciklopedija

ZGOREVANJE- kompleksna kemija reakcija, ki poteka v pogojih progresivnega samopospeševanja, povezanega z akumulacijo toplote ali katalizirajočih reakcijskih produktov v sistemu. Z G. je mogoče doseči visoke temperature (do nekaj tisoč K) in se pogosto pojavlja ... ... Fizična enciklopedija

zgorevanje- eksotermna reakcija oksidacije vnetljive snovi, ki jo običajno spremlja vidna elektromagnetno sevanje in sproščanje dima. G. temelji na interakciji vnetljive snovi z oksidantom, najpogosteje atmosferskim kisikom. Razlikovati...... Ruska enciklopedija varstva dela

Zgorevanje tekočih in trdnih gorljivih snovi v plinastem oksidantu. Za heterogeno zgorevanje tekoče snovi velika vrednost ima proces izhlapevanja. Heterogeno gorenje zlahka izhlapevajočih vnetljivih snovi ... ... Enciklopedični slovar metalurgije

Tema 4. VRSTE GORENJA.

Glede na različne značilnosti in lastnosti lahko procese zgorevanja razdelimo na naslednje vrste:

Avtor: agregatno stanje vnetljiva snov:

zgorevanje plinov;

Zgorevanje tekočin in talilnih materialov trdne snovi;

Zgorevanje netalilnih trdnih prahu podobnih in kompaktnih snovi.

Glede na fazno sestavo komponent:

Homogeno zgorevanje;

Heterogeno zgorevanje;

Zgorevanje eksplozivov.

Glede na pripravljenost gorljive mešanice:

Difuzijsko zgorevanje (požar);

Kinetično zgorevanje (eksplozija).

Glede na dinamiko fronte plamena:

Stacionarni;

Nestabilen.

Glede na naravo gibanja plina:

Laminarno;

Turbulentno.

Glede na stopnjo gorenja vnetljive snovi:

Nepopolna.

Glede na hitrost širjenja plamena:

Normalno;

Deflagracija;

Detonacija.

Oglejmo si te vrste pobližje.

4.1. Gorenje plinastih, tekočih in trdnih snovi.

Glede na agregatno stanje gorljive snovi ločimo zgorevanje plinov, tekočin, prašnih in kompaktnih trdnih snovi.

Po GOST 12.1.044-89:

1. Plini so snovi, katerih kritična temperatura je nižja od 50 o C. Tcr je najnižja temperatura segrevanja 1 mola snovi v zaprti posodi, pri kateri se popolnoma spremeni v paro (glej § 2.3).

2. Tekočine so snovi s tališčem (kapališčem) pod 50 o C (glej § 2.5).

3. Trdne snovi so snovi s tališčem (kapališčem) nad 50 0 C.

4. Prah je zdrobljena trdna snov z velikostjo delcev manj kot 0,85 mm.

Območje, v katerem pride do kemične reakcije v vnetljivi zmesi, tj. zgorevanje imenujemo fronta plamena.

Razmislimo o procesih zgorevanja v zračno okolje s primeri.

Zgorevanje plinov v plinski gorilnik. Tu so opažene 3 plamenske cone (slika 12):

riž. 12. Shema zgorevanja plina: 1 – prozoren stožec – to je začetni plin, ki se segreje (na temperaturo samovžiga); 2 – svetlobno območje fronte plamena; 3 – produkti zgorevanja (pri popolnem zgorevanju plinov in predvsem pri zgorevanju vodika, ko saje ne nastajajo), so skoraj nevidni.

Širina fronte plamena v plinskih mešanicah je desetine delcev milimetra.

Zgorevanje tekočin v odprti posodi. Pri gorenju v odprti posodi obstajajo 4 cone (slika 13):

riž. 13. Zgorevanje tekočine: 1 – tekočina; 2 – hlapi tekočine (temna območja); 3 – fronta plamena; 4 – produkti zgorevanja (dim).

Širina fronte plamena je v tem primeru večja, tj. reakcija poteka počasneje.

Zgorevanje talilnih trdnih snovi. Razmislite o gorenju sveče. IN v tem primeru Opaženih je 6 con (slika 14):

riž. 14. Gorenje sveče: 1 – trdi vosek; 2 – staljeni (tekoči) vosek; 3 – temna prozorna parna plast; 4 – fronta plamena; 5 – produkti zgorevanja (dim); 6 – stenj.

Goreči stenj služi za stabilizacijo gorenja. Tekočina se vpije vanj, se dvigne skozenj, izhlapi in zgori. Poveča se širina fronte plamena, kar poveča območje svetilnosti, saj se uporabljajo kompleksnejši ogljikovodiki, ki ob izhlapevanju razpadejo in nato reagirajo.

Zgorevanje trdnih snovi, ki se ne talijo. To vrsto zgorevanja bomo obravnavali na primeru zgorevanja vžigalice in cigarete (sl. 15 in 16).

Tukaj je tudi 5 razdelkov:

riž. 15. Kurjenje vžigalice: 1 – svež les; 2 – zoglenel les; 3 – plini (uplinjene ali izparele hlapne snovi) – to je temno prozorno območje; 4 – fronta plamena; 5 – produkti zgorevanja (dim).

Vidi se, da je ožgano območje vžigalice veliko tanjše in črne barve. To pomeni, da je del vžigalice zoglenel, tj. nehlapni del je ostal, hlapni pa je izhlapel in zgorel. Hitrost gorenja premoga je veliko počasnejša kot pri plinih, zato nima časa, da popolnoma izgori.

Slika 16. Gorenje cigaret: 1 – originalna mešanica tobaka; 2 – tleči del brez fronte plamena; 3 – dim, t.j. produkt zgorelih delcev; 4 – dim, vlečen v pljuča, ki je večinoma uplinjen produkt; 5 – smola kondenzirana na filtru.

Brezplamensko termično-oksidativno razgradnjo snovi imenujemo tlenje. Pojavi se ob nezadostni difuziji kisika v območje zgorevanja in se lahko pojavi že pri zelo majhni količini (1-2 %). Dim je modrikast, ne črn. To pomeni, da je v njem več uplinjenih kot zgorelih snovi.

Površina pepela je skoraj bela. To pomeni, da ob zadostni oskrbi s kisikom pride do popolnega zgorevanja. Toda znotraj in na meji goreče plasti s svežimi plastmi je črna snov. To kaže na nepopolno zgorevanje zoglenelih delcev. Mimogrede, hlapi izhlapelih smolnatih snovi kondenzirajo na filtru.

Podobno vrsto zgorevanja opazimo pri gorenju koksa, tj. premog, iz katerega so odstranjene hlapne snovi (plini, smole), ali grafit.

Tako se proces zgorevanja plinov, tekočin in večine trdnih snovi pojavi v plinasti obliki in ga spremlja plamen. Nekatere trdne snovi, vključno s tistimi, ki so nagnjene k samovžigu, gorijo kot tleče na površini in v notranjosti materiala.

Izgorevanje prašnih snovi. Gorenje prašne plasti poteka na enak način kot v kompaktnem stanju, le hitrost gorenja se poveča zaradi povečanja površine stika z zrakom.

Zgorevanje prašnih snovi v obliki zračne suspenzije (oblaka prahu) lahko nastane v obliki isker, tj. zgorevanje posameznih delcev, v primeru nizke vsebnosti hlapljivih snovi, ki pri izhlapevanju ne morejo tvoriti zadostne količine plinov za eno samo fronto plamena.

Če se oblikuje zadostna količina uplinjene hlapne snovi, nato pride do gorečega gorenja.

Zgorevanje eksplozivov. TO te vrste Sem sodi zgorevanje razstreliva in smodnika, tako imenovanih zgoščenih snovi, ki že vsebujejo kemično ali mehansko vezano gorivo in oksidant. Na primer: v trinitrotoluenu (TNT) C 7 H 5 O 6 N 3 × C 7 H 5 × 3NO 2 sta oksidanta O 2 in NO 2; smodnik vsebuje žveplo, soliter, premog; Domače razstrelivo je sestavljeno iz aluminijevega prahu in amonijevega nitrata, vezivo pa je sončno olje.

4.2. Homogeno in heterogeno zgorevanje.

Na podlagi obravnavanih primerov, odvisno od agregatnega stanja mešanice goriva in oksidanta, tj. glede na število faz v mešanici obstajajo:

1. Homogeno zgorevanje plini in hlapi vnetljivih snovi v plinastem okolju oksidanta. Tako pride do reakcije zgorevanja v sistemu, sestavljenem iz ene faze (agregatnega stanja).

2. Heterogeno zgorevanje trdne vnetljive snovi v plinastem okolju oksidanta. V tem primeru pride do reakcije na mejni površini, medtem ko do homogene reakcije pride v celotnem volumnu.

To je izgorevanje kovin, grafita, tj. praktično nehlapnih materialov. Številne plinske reakcije imajo homogeno-heterogeno naravo, ko je možnost nastanka homogene reakcije posledica izvora istočasno heterogene reakcije.

V plinski fazi poteka zgorevanje vseh tekočih in številnih trdnih snovi, iz katerih se sproščajo hlapi ali plini (hlapne snovi). Trdna in tekoča faza igrata vlogo rezervoarja reakcijskih produktov.

Na primer, heterogena reakcija samovžiga premoga prehaja v homogeno fazo zgorevanja hlapnih snovi. Koksni ostanek gori heterogeno.

4.3. Difuzija in kinetično zgorevanje.

Glede na stopnjo priprave gorljive mešanice ločimo difuzijsko in kinetično zgorevanje.

Obravnavane vrste zgorevanja (razen za eksplozive) se nanašajo na difuzijsko zgorevanje. Plamen, tj. Območje zgorevanja mešanice goriva in zraka mora biti nenehno napajano z gorivom in kisikom, da se zagotovi stabilnost. Oskrba z gorljivim plinom je odvisna le od hitrosti njegovega dovajanja v območje zgorevanja. Stopnja prihoda vnetljiva tekočina odvisno od intenzivnosti njegovega izhlapevanja, tj. na parni tlak nad površino tekočine in posledično na temperaturo tekočine. Temperatura vžiga je najnižja temperatura tekočine, pri kateri plamen nad njeno površino ne ugasne.

Zgorevanje trdnih snovi se od zgorevanja plinov razlikuje po prisotnosti stopnje razgradnje in uplinjanja z naknadnim vžigom hlapnih produktov pirolize.

Piroliza- To je segrevanje organskih snovi na visoke temperature brez dostopa zraka. V tem primeru pride do razgradnje ali cepitve kompleksnih spojin v enostavnejše (koksiranje premoga, krekiranje nafte, suha destilacija lesa). Zato zgorevanje trdne gorljive snovi v produkt zgorevanja ni koncentrirano le v območju plamena, ampak ima večstopenjski značaj.

Segrevanje trdne faze povzroči razgradnjo in sproščanje plinov, ki se vnamejo in gorijo. Toplota iz bakle segreje trdno fazo, povzroči njeno uplinjanje in proces se ponovi ter tako ohranja gorenje.

Model zgorevanja trdne snovi predvideva prisotnost naslednjih faz (slika 17):

riž. 17. Model zgorevanja

trdna snov.

Ogrevanje trdne faze. Pri talilnih snoveh pride do taljenja v tem območju. Debelina cone je odvisna od temperature prevodnosti snovi;

Piroliza ali reakcijsko območje v trdni fazi, v katerem nastajajo plinaste vnetljive snovi;

Predplamen v plinski fazi, v katerem nastane zmes z oksidantom;

Plamen ali reakcijsko območje v plinski fazi, v katerem se produkti pirolize pretvorijo v plinaste produkte zgorevanja;

Produkti zgorevanja.

Hitrost dovoda kisika v območje zgorevanja je odvisna od njegove difuzije skozi produkt zgorevanja.

Na splošno, ker je hitrost kemijske reakcije v območju zgorevanja pri obravnavanih vrstah zgorevanja odvisna od hitrosti vstopa reagirajočih komponent in površine plamena z molekularno ali kinetično difuzijo, se ta vrsta zgorevanja imenuje difuzijo.

Struktura plamena difuzijsko zgorevanje je sestavljen iz treh con (slika 18):

Cona 1 vsebuje pline ali hlape. V tem območju ni izgorevanja. Temperatura ne presega 500 0 C. Pride do razgradnje, pirolize hlapnih snovi in ​​segrevanja do temperature samovžiga.

riž. 18. Struktura plamena.

V coni 2 nastane mešanica hlapov (plinov) z atmosferskim kisikom in pride do nepopolnega zgorevanja do CO z delno redukcijo na ogljik (malo kisika):

C n H m + O 2 → CO + CO 2 + H 2 O;

V 3. zunanji coni pride do popolnega zgorevanja produktov druge cone in opazimo najvišjo temperaturo plamena:

2CO+O2 =2CO2;

Višina plamena je sorazmerna z difuzijskim koeficientom in pretokom plina ter obratno sorazmerna z gostoto plina.

Vse vrste difuzijskega zgorevanja so značilne za požare.

Kinetična Zgorevanje je zgorevanje vnaprej zmešanega vnetljivega plina, pare ali prahu z oksidantom. V tem primeru je hitrost gorenja odvisna samo od fizikalno-kemijskih lastnosti gorljive zmesi (toplotna prevodnost, toplotna kapaciteta, turbulenca, koncentracija snovi, tlak itd.). Zato se hitrost gorenja močno poveča. Ta vrsta zgorevanja je neločljivo povezana z eksplozijami.

V tem primeru, ko se gorljiva mešanica vžge na kateri koli točki, se fronta plamena premakne od produktov zgorevanja v svežo mešanico. Tako je plamen pri kinetičnem gorenju največkrat nestalen (slika 19).

riž. 19. Shema širjenja plamena v gorljivi mešanici: - vir vžiga; - smer gibanja fronte plamena.

Čeprav, če najprej zmešate vnetljiv plin z zrakom in ga dovajate v gorilnik, se bo ob vžigu oblikoval stacionarni plamen, pod pogojem, da je pretok mešanice enak hitrosti širjenja plamena.

Če se hitrost dovajanja plina poveča, se plamen odcepi od gorilnika in lahko ugasne. In če se hitrost zmanjša, se bo plamen potegnil v gorilnik z možno eksplozijo.

Glede na stopnjo izgorevanja, tj. popolnost zgorevalne reakcije do končnih produktov pride do zgorevanja popolne in nepopolne.

Torej je v coni 2 (slika 18) zgorevanje nepopolno, ker Ni zadostne oskrbe s kisikom, ki se v coni 3 delno porabi in nastajajo vmesni produkti. Slednji izgorevajo v coni 3, kjer je več kisika, do popolnega zgorevanja. Prisotnost saj v dimu kaže na nepopolno zgorevanje.

Drug primer: ob pomanjkanju kisika ogljik zgori v ogljikov monoksid:

Če dodate O, gre reakcija do konca:

2СО+O 2 =2СО 2.

Hitrost gorenja je odvisna od narave gibanja plinov. Zato ločimo laminarno in turbulentno zgorevanje.

Tako je primer laminarnega zgorevanja plamen sveče v mirnem zraku. pri laminarno zgorevanje plasti plinov tečejo vzporedno, brez vrtinčenja.

Turbulentno zgorevanje– vrtinčno gibanje plinov, pri katerem se zgorevalni plini intenzivno mešajo in je fronta plamena zabrisana. Meja med temi vrstami je Reynoldsov kriterij, ki označuje razmerje med vztrajnostnimi silami in silami trenja v toku:

kje: u- hitrost pretoka plina;

n- kinetična viskoznost;

l– značilnost linearna dimenzija.

Reynoldsovo število, pri katerem pride do prehoda laminarne mejne plasti v turbulentno, se imenuje kritično Re cr, Re cr ~ 2320.

Turbulenca poveča hitrost zgorevanja zaradi intenzivnejšega prenosa toplote iz produktov zgorevanja na svežo zmes.

4.4. Normalno zgorevanje.

Odvisno od hitrosti širjenja plamena med kinetičnim gorenjem lahko pride do normalnega gorenja (v nekaj m/s), eksplozivne deflagracije (desetine m/s) ali detonacije (tisoč m/s). Te vrste zgorevanja se lahko preoblikujejo druga v drugo.

Normalno zgorevanje– to je gorenje, pri katerem pride do širjenja plamena brez zunanjih motenj (turbulence ali spremembe tlaka plina). Odvisno je samo od narave vnetljive snovi, tj. toplotni učinek, toplotna prevodnost in koeficienti difuzije. Zato je fizikalna konstanta zmesi določene sestave. V tem primeru je hitrost gorenja običajno 0,3-3,0 m/s. Zgorevanje se imenuje normalno, ker je vektor hitrosti njegovega širjenja pravokoten na fronto plamena.

4.5. Deflagracijsko (eksplozivno) zgorevanje.

Normalno zgorevanje je nestabilno in se v zaprtem prostoru rado samopospeši. Razlog za to je ukrivljenost čela plamena zaradi trenja plina ob stene posode in spremembe tlaka v mešanici.

Oglejmo si postopek širjenja plamena v cevi (slika 20).

riž. 20. Shema pojava eksplozivnega izgorevanja.

Sprva se na odprtem koncu cevi plamen širi z normalno hitrostjo, ker produkti zgorevanja se prosto širijo in izstopajo. Tlak mešanice se ne spremeni. Trajanje enakomernega širjenja plamena je odvisno od premera cevi, vrste goriva in njegove koncentracije.

Ko se fronta plamena premika znotraj cevi, reakcijski produkti, ki imajo večjo prostornino v primerjavi s prvotno mešanico, nimajo časa, da bi pobegnili navzven in njihov tlak se poveča. Ta pritisk začne pritiskati v vse smeri, zato se pred fronto plamena začetna mešanica začne premikati proti širjenju plamena. Plasti, ki mejijo na stene, so zavirane. Plamen ima največjo hitrost v središču cevi, najpočasnejšo pa ob stenah (zaradi odvajanja toplote v njih). Zato se fronta plamena razširi v smeri širjenja plamena, njegova površina pa se poveča. Sorazmerno s tem se poveča količina gorljive mešanice na časovno enoto, kar povzroči povečanje tlaka, to pa poveča hitrost gibanja plina itd. Tako pride do plazovitega povečanja hitrosti širjenja plamena na stotine metrov na sekundo.

Proces širjenja plamena skozi gorljivo plinsko zmes, pri katerem se samopospešujoča reakcija gorenja širi zaradi segrevanja s toplotnim prevodom iz sosednje plasti reakcijskih produktov, imenujemo deflagracija. Običajno so stopnje zgorevanja pri deflagraciji podzvočne, tj. manj kot 333 m/s.

4.6. Detonacijsko zgorevanje.

Če upoštevamo zgorevanje gorljive mešanice plast za plastjo, potem se kot posledica toplotnega raztezanja prostornine produktov zgorevanja vsakič pojavi kompresijski val pred fronto plamena. Vsak naslednji val, ki se premika skozi gostejši medij, dohiti prejšnjega in se nanj nanese. Postopoma se ti valovi združijo v en udarni val (slika 21).

riž. 21. Shema nastajanja detonacijskega vala: R o< Р 1 < Р 2 < Р 3 < Р 4 < Р 5 < Р 6 < Р 7 ; 1-7 – нарастание давления в слоях с 1-го по 7-ой.

V udarnem valu se zaradi adiabatne kompresije gostota plina takoj poveča in temperatura se dvigne na T 0 za samovžig. Zaradi tega se gorljiva mešanica vžge z udarnim valom in detonacija– širjenje izgorevanja z vžigom z udarnim valom. Detonacijski val ne ugasne, ker poganjajo udarni valovi iz plamena, ki se premika za njim.

Posebnost detonacije je, da se pojavi pri nadzvočni hitrosti 1000-9000 m/s, ki je določena za vsako sestavo zmesi in je zato fizikalna konstanta zmesi. Odvisno je le od vsebnosti kalorij v gorljivi mešanici in toplotne kapacitete produktov zgorevanja.

Srečanje udarnega vala z oviro povzroči nastanek odbitega udarnega vala in še večji pritisk.

Detonacije je največ nevaren pogled razširil plamen, saj ima največjo moč eksplozije (N=A/t) in ogromno hitrost. V praksi lahko detonacijo "nevtraliziramo" le v preddetonacijskem delu, tj. na razdalji od mesta vžiga do mesta, kjer pride do detonacijskega zgorevanja. Pri plinih je dolžina tega odseka od 1 do 10 m.

Na podlagi obravnavanih primerov, odvisno od agregatnega stanja mešanice goriva in oksidanta, tj. glede na število faz v mešanici obstajajo:

1. Homogeno zgorevanje plini in hlapi vnetljivih snovi v plinastem okolju oksidanta. Tako pride do reakcije zgorevanja v sistemu, sestavljenem iz ene faze (agregatnega stanja).

2. Heterogeno zgorevanje trdne vnetljive snovi v plinastem okolju oksidanta. V tem primeru pride do reakcije na vmesniku, medtem ko do homogene reakcije pride v celotnem volumnu.

To je izgorevanje kovin, grafita, tj. praktično nehlapnih materialov. Številne plinske reakcije imajo homogeno-heterogeno naravo, ko je možnost nastanka homogene reakcije posledica izvora istočasno heterogene reakcije.

V plinski fazi poteka zgorevanje vseh tekočih in številnih trdnih snovi, iz katerih se sproščajo hlapi ali plini (hlapne snovi). Trdna in tekoča faza igrata vlogo rezervoarja reakcijskih produktov.

Na primer, heterogena reakcija samovžiga premoga preide v homogeno fazo zgorevanja hlapnih snovi. Koksni ostanek gori heterogeno.

4.3. Difuzijsko in kinetično zgorevanje.

Glede na stopnjo priprave gorljive mešanice ločimo difuzijsko in kinetično zgorevanje.

Obravnavane vrste zgorevanja (razen za eksplozive) se nanašajo na difuzijsko zgorevanje. Plamen, tj. Območje zgorevanja mešanice goriva in zraka mora biti nenehno napajano z gorivom in kisikom, da se zagotovi stabilnost. Oskrba z gorljivim plinom je odvisna le od hitrosti njegovega dovajanja v območje zgorevanja. Hitrost vstopa vnetljive tekočine je odvisna od intenzivnosti njenega izhlapevanja, tj. na parni tlak nad površino tekočine in posledično na temperaturo tekočine. Temperatura vžiga je najnižja temperatura tekočine, pri kateri plamen nad njeno površino ne ugasne.

Zgorevanje trdnih snovi se od zgorevanja plinov razlikuje po prisotnosti stopnje razgradnje in uplinjanja z naknadnim vžigom hlapnih produktov pirolize.

Piroliza- To je segrevanje organskih snovi na visoke temperature brez dostopa zraka. V tem primeru pride do razgradnje ali cepitve kompleksnih spojin v enostavnejše (koksiranje premoga, krekiranje nafte, suha destilacija lesa). Zato zgorevanje trdne gorljive snovi v produkt zgorevanja ni koncentrirano le v območju plamena, ampak ima večstopenjski značaj.

Segrevanje trdne faze povzroči razgradnjo in sproščanje plinov, ki se vnamejo in gorijo. Toplota iz bakle segreje trdno fazo, povzroči njeno uplinjanje in proces se ponovi ter tako ohranja gorenje.

Model zgorevanja trdne snovi predvideva prisotnost naslednjih faz (slika 17):

riž. 17. Model zgorevanja

trdna snov.

segrevanje trdne faze. Pri talilnih snoveh pride do taljenja v tem območju. Debelina cone je odvisna od temperature prevodnosti snovi;

piroliza ali reakcijsko območje v trdni fazi, v katerem nastajajo plinaste vnetljive snovi;

predplamen v plinski fazi, v katerem nastane zmes z oksidantom;

plamen ali reakcijsko območje v plinski fazi, v katerem se produkti pirolize pretvorijo v plinaste produkte zgorevanja;

produkti zgorevanja.

Hitrost dovoda kisika v območje zgorevanja je odvisna od njegove difuzije skozi produkt zgorevanja.

Na splošno, ker je hitrost kemijske reakcije v območju zgorevanja pri obravnavanih vrstah zgorevanja odvisna od hitrosti vstopa reagirajočih komponent in površine plamena z molekularno ali kinetično difuzijo, se ta vrsta zgorevanja imenuje difuzijo.

Struktura plamena difuzijskega zgorevanja je sestavljena iz treh con (slika 18):

Cona 1 vsebuje pline ali hlape. V tem območju ni izgorevanja. Temperatura ne presega 500 0 C. Pride do razgradnje, pirolize hlapnih snovi in ​​segrevanja do temperature samovžiga.

riž. 18. Struktura plamena.

V coni 2 nastane mešanica hlapov (plinov) z atmosferskim kisikom in pride do nepopolnega zgorevanja do CO z delno redukcijo na ogljik (malo kisika):

C n H m + O 2 → CO + CO 2 + H 2 O;

V 3. zunanji coni pride do popolnega zgorevanja produktov druge cone in opazimo najvišjo temperaturo plamena:

2CO+O2 =2CO2;

Višina plamena je sorazmerna z difuzijskim koeficientom in pretokom plina ter obratno sorazmerna z gostoto plina.

Vse vrste difuzijskega zgorevanja so značilne za požare.

Kinetična Zgorevanje je zgorevanje vnaprej zmešanega vnetljivega plina, pare ali prahu z oksidantom. V tem primeru je hitrost gorenja odvisna samo od fizikalno-kemijskih lastnosti gorljive zmesi (toplotna prevodnost, toplotna kapaciteta, turbulenca, koncentracija snovi, tlak itd.). Zato se hitrost gorenja močno poveča. Ta vrsta zgorevanja je neločljivo povezana z eksplozijami.

IN V tem primeru, ko se gorljiva mešanica vžge na kateri koli točki, se fronta plamena premakne od produktov zgorevanja v svežo mešanico. Tako je plamen pri kinetičnem gorenju največkrat nestalen (slika 19).

riž. 19. Shema širjenja plamena v gorljivi mešanici: - vir vžiga;

- smer gibanja fronte plamena.

Čeprav, če najprej zmešate vnetljiv plin z zrakom in ga dovajate v gorilnik, se bo ob vžigu oblikoval stacionarni plamen, pod pogojem, da je pretok mešanice enak hitrosti širjenja plamena.

Če se hitrost dovajanja plina poveča, se plamen odcepi od gorilnika in lahko ugasne. In če se hitrost zmanjša, se bo plamen potegnil v gorilnik z možno eksplozijo. Glede na stopnjo izgorevanja , tj. popolnost zgorevalne reakcije do končnih produktov pride do zgorevanja.

popolne in nepopolne

Torej je v coni 2 (slika 18) zgorevanje nepopolno, ker Ni zadostne oskrbe s kisikom, ki se v coni 3 delno porabi in nastajajo vmesni produkti. Slednji izgorevajo v coni 3, kjer je več kisika, do popolnega zgorevanja. Prisotnost saj v dimu kaže na nepopolno zgorevanje.

Drug primer: ob pomanjkanju kisika ogljik zgori v ogljikov monoksid:

2СО+O 2 =2СО 2.

Če dodate O, gre reakcija do konca:

Hitrost gorenja je odvisna od narave gibanja plinov. Zato ločimo laminarno in turbulentno zgorevanje. Tako je primer laminarnega zgorevanja plamen sveče v mirnem zraku. pri laminarno zgorevanje

plasti plinov tečejo vzporedno, brez vrtinčenja. Turbulentno zgorevanje

, (4.1)

kje:  – vrtinčno gibanje plinov, pri katerem se zgorevalni plini intenzivno mešajo in je fronta plamena zabrisana. Meja med temi vrstami je Reynoldsov kriterij, ki označuje razmerje med vztrajnostnimi silami in silami trenja v toku:

 - hitrost pretoka plina;

l- kinetična viskoznost;

– značilna linearna velikost.

Reynoldsovo število, pri katerem pride do prehoda laminarne mejne plasti v turbulentno, se imenuje kritično Re cr, Re cr ~ 2320.

Tema 4. VRSTE GORENJA.

Glede na različne značilnosti in lastnosti lahko procese zgorevanja razdelimo na naslednje vrste:

Turbulenca poveča hitrost zgorevanja zaradi intenzivnejšega prenosa toplote iz produktov zgorevanja na svežo zmes.

zgorevanje plinov;

Zgorevanje tekočin in taljenje trdnih snovi;

Zgorevanje netalilnih trdnih prahu podobnih in kompaktnih snovi.

Glede na fazno sestavo komponent:

Homogeno zgorevanje;

Heterogeno zgorevanje;

Zgorevanje eksplozivov.

Glede na pripravljenost gorljive mešanice:

Difuzijsko zgorevanje (požar);

Kinetično zgorevanje (eksplozija).

Glede na dinamiko fronte plamena:

Stacionarni;

Nestabilen.

Glede na naravo gibanja plina:

Laminarno;

Turbulentno.

Glede na stopnjo gorenja vnetljive snovi:

Nepopolna.

Glede na hitrost širjenja plamena:

Normalno;

Deflagracija;

Detonacija.

Oglejmo si te vrste pobližje.

4.1. Gorenje plinastih, tekočih in trdnih snovi.

Glede na agregatno stanje gorljive snovi ločimo zgorevanje plinov, tekočin, prašnih in kompaktnih trdnih snovi.

Po GOST 12.1.044-89:

1. Plini so snovi, katerih kritična temperatura je nižja od 50 o C. Tcr je najnižja temperatura segrevanja 1 mola snovi v zaprti posodi, pri kateri se popolnoma spremeni v paro (glej § 2.3).

2. Tekočine so snovi s tališčem (kapališčem) pod 50 o C (glej § 2.5).

3. Trdne snovi so snovi s tališčem (kapališčem) nad 50 0 C.

4. Prah je zdrobljena trdna snov z velikostjo delcev manj kot 0,85 mm.

Območje, v katerem pride do kemične reakcije v vnetljivi zmesi, tj. zgorevanje imenujemo fronta plamena.

Oglejmo si procese zgorevanja v zraku na primerih.

Zgorevanje plinov v plinskem gorilniku. Tu so opažene 3 plamenske cone (slika 12):

riž. 12. Shema zgorevanja plina: 1 – prozoren stožec – to je začetni plin, ki se segreje (na temperaturo samovžiga); 2 – svetlobno območje fronte plamena; 3 – produkti zgorevanja (pri popolnem zgorevanju plinov in predvsem pri zgorevanju vodika, ko saje ne nastajajo), so skoraj nevidni.

Širina fronte plamena v plinskih mešanicah je desetine delcev milimetra.

Zgorevanje tekočin v odprti posodi. Pri gorenju v odprti posodi obstajajo 4 cone (slika 13):

riž. 13. Zgorevanje tekočine: 1 – tekočina; 2 – hlapi tekočine (temna območja); 3 – fronta plamena; 4 – produkti zgorevanja (dim).

Širina fronte plamena je v tem primeru večja, tj. reakcija poteka počasneje.

Zgorevanje talilnih trdnih snovi. Razmislite o gorenju sveče. V tem primeru opazimo 6 con (slika 14):

riž. 14. Gorenje sveče: 1 – trdi vosek; 2 – staljeni (tekoči) vosek; 3 – temna prozorna parna plast; 4 – fronta plamena; 5 – produkti zgorevanja (dim); 6 – stenj.

Goreči stenj služi za stabilizacijo gorenja. Tekočina se vpije vanj, se dvigne skozenj, izhlapi in zgori. Poveča se širina fronte plamena, kar poveča območje svetilnosti, saj se uporabljajo kompleksnejši ogljikovodiki, ki ob izhlapevanju razpadejo in nato reagirajo.

Zgorevanje trdnih snovi, ki se ne talijo. To vrsto zgorevanja bomo obravnavali na primeru zgorevanja vžigalice in cigarete (sl. 15 in 16).

Tukaj je tudi 5 razdelkov:

riž. 15. Kurjenje vžigalice: 1 – svež les; 2 – zoglenel les; 3 – plini (uplinjene ali izparele hlapne snovi) – to je temno prozorno območje; 4 – fronta plamena; 5 – produkti zgorevanja (dim).

Vidi se, da je ožgano območje vžigalice veliko tanjše in črne barve. To pomeni, da je del vžigalice zoglenel, tj. nehlapni del je ostal, hlapni pa je izhlapel in zgorel. Hitrost gorenja premoga je veliko počasnejša kot pri plinih, zato nima časa, da popolnoma izgori.

Slika 16. Gorenje cigaret: 1 – originalna mešanica tobaka; 2 – tleči del brez fronte plamena; 3 – dim, t.j. produkt zgorelih delcev; 4 – dim, vlečen v pljuča, ki je večinoma uplinjen produkt; 5 – smola kondenzirana na filtru.

Brezplamensko termično-oksidativno razgradnjo snovi imenujemo tlenje. Pojavi se ob nezadostni difuziji kisika v območje zgorevanja in se lahko pojavi že pri zelo majhni količini (1-2 %). Dim je modrikast, ne črn. To pomeni, da je v njem več uplinjenih kot zgorelih snovi.

Površina pepela je skoraj bela. To pomeni, da ob zadostni oskrbi s kisikom pride do popolnega zgorevanja. Toda znotraj in na meji goreče plasti s svežimi plastmi je črna snov. To kaže na nepopolno zgorevanje zoglenelih delcev. Mimogrede, hlapi izhlapelih smolnatih snovi kondenzirajo na filtru.

Podobno vrsto zgorevanja opazimo pri gorenju koksa, tj. premog, iz katerega so odstranjene hlapne snovi (plini, smole), ali grafit.

Tako se proces zgorevanja plinov, tekočin in večine trdnih snovi pojavi v plinasti obliki in ga spremlja plamen. Nekatere trdne snovi, vključno s tistimi, ki so nagnjene k samovžigu, gorijo kot tleče na površini in v notranjosti materiala.

Izgorevanje prašnih snovi. Gorenje prašne plasti poteka na enak način kot v kompaktnem stanju, le hitrost gorenja se poveča zaradi povečanja površine stika z zrakom.

Zgorevanje prašnih snovi v obliki zračne suspenzije (oblaka prahu) lahko nastane v obliki isker, tj. zgorevanje posameznih delcev, v primeru nizke vsebnosti hlapljivih snovi, ki pri izhlapevanju ne morejo tvoriti zadostne količine plinov za eno samo fronto plamena.

Če nastane zadostna količina uplinjenih hlapnih snovi, pride do plamenskega gorenja.

Zgorevanje eksplozivov. Sem sodi zgorevanje razstreliva in smodnika, tako imenovanih zgoščenih snovi, ki že vsebujejo kemično ali mehansko vezano gorivo in oksidant. Na primer: v trinitrotoluenu (TNT) C 7 H 5 O 6 N 3 × C 7 H 5 × 3NO 2 sta oksidanta O 2 in NO 2; smodnik vsebuje žveplo, soliter, premog; Domače razstrelivo je sestavljeno iz aluminijevega prahu in amonijevega nitrata, vezivo pa je sončno olje.

4.2. Homogeno in heterogeno zgorevanje.

Na podlagi obravnavanih primerov, odvisno od agregatnega stanja mešanice goriva in oksidanta, tj. glede na število faz v mešanici obstajajo:

1. Homogeno zgorevanje plini in hlapi vnetljivih snovi v plinastem okolju oksidanta. Tako pride do reakcije zgorevanja v sistemu, sestavljenem iz ene faze (agregatnega stanja).

2. Heterogeno zgorevanje trdne vnetljive snovi v plinastem okolju oksidanta. V tem primeru pride do reakcije na mejni površini, medtem ko do homogene reakcije pride v celotnem volumnu.

To je izgorevanje kovin, grafita, tj. praktično nehlapnih materialov. Številne plinske reakcije imajo homogeno-heterogeno naravo, ko je možnost nastanka homogene reakcije posledica izvora istočasno heterogene reakcije.

V plinski fazi poteka zgorevanje vseh tekočih in številnih trdnih snovi, iz katerih se sproščajo hlapi ali plini (hlapne snovi). Trdna in tekoča faza igrata vlogo rezervoarja reakcijskih produktov.

Na primer, heterogena reakcija samovžiga premoga prehaja v homogeno fazo zgorevanja hlapnih snovi. Koksni ostanek gori heterogeno.

4.3. Difuzijsko in kinetično zgorevanje.

Glede na stopnjo priprave gorljive mešanice ločimo difuzijsko in kinetično zgorevanje.

Obravnavane vrste zgorevanja (razen za eksplozive) se nanašajo na difuzijsko zgorevanje. Plamen, tj. Območje zgorevanja mešanice goriva in zraka mora biti nenehno napajano z gorivom in kisikom, da se zagotovi stabilnost. Oskrba z gorljivim plinom je odvisna le od hitrosti njegovega dovajanja v območje zgorevanja. Hitrost vstopa vnetljive tekočine je odvisna od intenzivnosti njenega izhlapevanja, tj. na parni tlak nad površino tekočine in posledično na temperaturo tekočine. Temperatura vžiga je najnižja temperatura tekočine, pri kateri plamen nad njeno površino ne ugasne.

Zgorevanje trdnih snovi se od zgorevanja plinov razlikuje po prisotnosti stopnje razgradnje in uplinjanja z naknadnim vžigom hlapnih produktov pirolize.

Piroliza- To je segrevanje organskih snovi na visoke temperature brez dostopa zraka. V tem primeru pride do razgradnje ali cepitve kompleksnih spojin v enostavnejše (koksiranje premoga, krekiranje nafte, suha destilacija lesa). Zato zgorevanje trdne gorljive snovi v produkt zgorevanja ni koncentrirano le v območju plamena, ampak ima večstopenjski značaj.

Segrevanje trdne faze povzroči razgradnjo in sproščanje plinov, ki se vnamejo in gorijo. Toplota iz bakle segreje trdno fazo, povzroči njeno uplinjanje in proces se ponovi ter tako ohranja gorenje.

Model zgorevanja trdne snovi predvideva prisotnost naslednjih faz (slika 17):

riž. 17. Model zgorevanja

trdna snov.

Ogrevanje trdne faze. Pri talilnih snoveh pride do taljenja v tem območju. Debelina cone je odvisna od temperature prevodnosti snovi;

Piroliza ali reakcijsko območje v trdni fazi, v katerem nastajajo plinaste vnetljive snovi;

Predplamen v plinski fazi, v katerem nastane zmes z oksidantom;

Plamen ali reakcijsko območje v plinski fazi, v katerem se produkti pirolize pretvorijo v plinaste produkte zgorevanja;

Produkti zgorevanja.

Hitrost dovoda kisika v območje zgorevanja je odvisna od njegove difuzije skozi produkt zgorevanja.

Na splošno, ker je hitrost kemijske reakcije v območju zgorevanja pri obravnavanih vrstah zgorevanja odvisna od hitrosti vstopa reagirajočih komponent in površine plamena z molekularno ali kinetično difuzijo, se ta vrsta zgorevanja imenuje difuzijo.

Struktura plamena difuzijskega zgorevanja je sestavljena iz treh con (slika 18):

Cona 1 vsebuje pline ali hlape. V tem območju ni izgorevanja. Temperatura ne presega 500 0 C. Pride do razgradnje, pirolize hlapnih snovi in ​​segrevanja do temperature samovžiga.

riž. 18. Struktura plamena.

V coni 2 nastane mešanica hlapov (plinov) z atmosferskim kisikom in pride do nepopolnega zgorevanja do CO z delno redukcijo na ogljik (malo kisika):

C n H m + O 2 → CO + CO 2 + H 2 O;

V 3. zunanji coni pride do popolnega zgorevanja produktov druge cone in opazimo najvišjo temperaturo plamena:

2CO+O2 =2CO2;

Višina plamena je sorazmerna z difuzijskim koeficientom in pretokom plina ter obratno sorazmerna z gostoto plina.

Vse vrste difuzijskega zgorevanja so značilne za požare.

Kinetična Zgorevanje je zgorevanje vnaprej zmešanega vnetljivega plina, pare ali prahu z oksidantom. V tem primeru je hitrost gorenja odvisna samo od fizikalno-kemijskih lastnosti gorljive zmesi (toplotna prevodnost, toplotna kapaciteta, turbulenca, koncentracija snovi, tlak itd.). Zato se hitrost gorenja močno poveča. Ta vrsta zgorevanja je neločljivo povezana z eksplozijami.

V tem primeru, ko se gorljiva mešanica vžge na kateri koli točki, se fronta plamena premakne od produktov zgorevanja v svežo mešanico. Tako je plamen pri kinetičnem gorenju največkrat nestalen (slika 19).

riž. 19. Shema širjenja plamena v gorljivi mešanici: - vir vžiga; - smer gibanja fronte plamena.

Čeprav, če najprej zmešate vnetljiv plin z zrakom in ga dovajate v gorilnik, se bo ob vžigu oblikoval stacionarni plamen, pod pogojem, da je pretok mešanice enak hitrosti širjenja plamena.

Če se hitrost dovajanja plina poveča, se plamen odcepi od gorilnika in lahko ugasne. In če se hitrost zmanjša, se bo plamen potegnil v gorilnik z možno eksplozijo.

Glede na stopnjo izgorevanja, tj. popolnost zgorevalne reakcije do končnih produktov pride do zgorevanja popolne in nepopolne.

Torej je v coni 2 (slika 18) zgorevanje nepopolno, ker Ni zadostne oskrbe s kisikom, ki se v coni 3 delno porabi in nastajajo vmesni produkti. Slednji izgorevajo v coni 3, kjer je več kisika, do popolnega zgorevanja. Prisotnost saj v dimu kaže na nepopolno zgorevanje.

Drug primer: ob pomanjkanju kisika ogljik zgori v ogljikov monoksid:

Če dodate O, gre reakcija do konca:

2СО+O 2 =2СО 2.

Hitrost gorenja je odvisna od narave gibanja plinov. Zato ločimo laminarno in turbulentno zgorevanje.

Tako je primer laminarnega zgorevanja plamen sveče v mirnem zraku. pri laminarno zgorevanje plasti plinov tečejo vzporedno, brez vrtinčenja.

Turbulentno zgorevanje– vrtinčno gibanje plinov, pri katerem se zgorevalni plini intenzivno mešajo in je fronta plamena zabrisana. Meja med temi vrstami je Reynoldsov kriterij, ki označuje razmerje med vztrajnostnimi silami in silami trenja v toku:

kje: u- hitrost pretoka plina;

n- kinetična viskoznost;

l– značilna linearna velikost.

Reynoldsovo število, pri katerem pride do prehoda laminarne mejne plasti v turbulentno, se imenuje kritično Re cr, Re cr ~ 2320.

Turbulenca poveča hitrost zgorevanja zaradi intenzivnejšega prenosa toplote iz produktov zgorevanja na svežo zmes.

4.4. Normalno zgorevanje.

Odvisno od hitrosti širjenja plamena med kinetičnim gorenjem lahko pride do normalnega gorenja (v nekaj m/s), eksplozivne deflagracije (desetine m/s) ali detonacije (tisoč m/s). Te vrste zgorevanja se lahko preoblikujejo druga v drugo.

Normalno zgorevanje– to je gorenje, pri katerem pride do širjenja plamena brez zunanjih motenj (turbulence ali spremembe tlaka plina). Odvisno je samo od narave vnetljive snovi, tj. toplotni učinek, toplotna prevodnost in koeficienti difuzije. Zato je fizikalna konstanta zmesi določene sestave. V tem primeru je hitrost gorenja običajno 0,3-3,0 m/s. Zgorevanje se imenuje normalno, ker je vektor hitrosti njegovega širjenja pravokoten na fronto plamena.

4.5. Deflagracijsko (eksplozivno) zgorevanje.

Normalno zgorevanje je nestabilno in se v zaprtem prostoru rado samopospeši. Razlog za to je ukrivljenost čela plamena zaradi trenja plina ob stene posode in spremembe tlaka v mešanici.

Oglejmo si postopek širjenja plamena v cevi (slika 20).

riž. 20. Shema pojava eksplozivnega izgorevanja.

Sprva se na odprtem koncu cevi plamen širi z normalno hitrostjo, ker produkti zgorevanja se prosto širijo in izstopajo. Tlak mešanice se ne spremeni. Trajanje enakomernega širjenja plamena je odvisno od premera cevi, vrste goriva in njegove koncentracije.

Ko se fronta plamena premika znotraj cevi, reakcijski produkti, ki imajo večjo prostornino v primerjavi s prvotno mešanico, nimajo časa, da bi pobegnili navzven in njihov tlak se poveča. Ta pritisk začne pritiskati v vse smeri, zato se pred fronto plamena začetna mešanica začne premikati proti širjenju plamena. Plasti, ki mejijo na stene, so zavirane. Plamen ima največjo hitrost v središču cevi, najpočasnejšo pa ob stenah (zaradi odvajanja toplote v njih). Zato se fronta plamena razširi v smeri širjenja plamena, njegova površina pa se poveča. Sorazmerno s tem se poveča količina gorljive mešanice na časovno enoto, kar povzroči povečanje tlaka, to pa poveča hitrost gibanja plina itd. Tako pride do plazovitega povečanja hitrosti širjenja plamena na stotine metrov na sekundo.

Proces širjenja plamena skozi gorljivo plinsko zmes, pri katerem se samopospešujoča reakcija gorenja širi zaradi segrevanja s toplotnim prevodom iz sosednje plasti reakcijskih produktov, imenujemo deflagracija. Običajno so stopnje zgorevanja pri deflagraciji podzvočne, tj. manj kot 333 m/s.

4.6. Detonacijsko zgorevanje.

Če upoštevamo zgorevanje gorljive mešanice plast za plastjo, potem se kot posledica toplotnega raztezanja prostornine produktov zgorevanja vsakič pojavi kompresijski val pred fronto plamena. Vsak naslednji val, ki se premika skozi gostejši medij, dohiti prejšnjega in se nanj nanese. Postopoma se ti valovi združijo v en udarni val (slika 21).

riž. 21. Shema nastajanja detonacijskega vala: R o< Р 1 < Р 2 < Р 3 < Р 4 < Р 5 < Р 6 < Р 7 ; 1-7 – нарастание давления в слоях с 1-го по 7-ой.

V udarnem valu se zaradi adiabatne kompresije gostota plina takoj poveča in temperatura se dvigne na T 0 za samovžig. Zaradi tega se gorljiva mešanica vžge z udarnim valom in detonacija– širjenje izgorevanja z vžigom z udarnim valom. Detonacijski val ne ugasne, ker poganjajo udarni valovi iz plamena, ki se premika za njim.

Posebnost detonacije je, da se pojavi pri nadzvočni hitrosti 1000-9000 m/s, ki je določena za vsako sestavo zmesi in je zato fizikalna konstanta zmesi. Odvisno je le od vsebnosti kalorij v gorljivi mešanici in toplotne kapacitete produktov zgorevanja.

Srečanje udarnega vala z oviro povzroči nastanek odbitega udarnega vala in še večji pritisk.

Detonacija je najnevarnejša vrsta širjenja plamena, ker... ima največjo moč eksplozije (N=A/t) in ogromno hitrost. V praksi lahko detonacijo "nevtraliziramo" le v preddetonacijskem delu, tj. na razdalji od mesta vžiga do mesta, kjer pride do detonacijskega zgorevanja. Pri plinih je dolžina tega odseka od 1 do 10 m.

Fizikalne pojave, navedene v prejšnjem razdelku, opazimo v najrazličnejših procesih, ki se razlikujejo po naravi kemične reakcije, in z agregatnim stanjem snovi, ki sodelujejo pri gorenju.

Obstajajo homogeno, heterogeno in difuzijsko zgorevanje.

Homogeno zgorevanje se nanaša na zgorevanje predhodno mešanih plinov. Številni primeri homogenega zgorevanja so procesi zgorevanja plinov ali hlapov, pri katerih je oksidant atmosferski kisik: zgorevanje zmesi vodika, zmesi ogljikovega monoksida in ogljikovodikov z zrakom. V praktično pomembnih primerih) pogoj popolnega predhodnega mešanja ni vedno izpolnjen. Zato so vedno možne kombinacije homogenega zgorevanja z drugimi vrstami zgorevanja.

Homogeno zgorevanje lahko poteka v dveh načinih: laminarnem in turbulentnem. Turbulenca pospeši proces zgorevanja zaradi drobljenja fronte plamena na ločene fragmente in s tem povečanja kontaktne površine reagirajočih snovi med turbulenco velikega obsega ali pospeševanjem procesov prenosa toplote in mase na fronti plamena med majhnimi turbulenca lestvice. Za turbulentno zgorevanje je značilna samopodobnost: turbulentni vrtinci povečajo hitrost zgorevanja, kar povzroči povečanje turbulence.

Vsi parametri homogenega zgorevanja se pojavijo tudi pri procesih, pri katerih oksidant ni kisik, temveč drugi plini. Na primer fluor, klor ali brom.

Med požari so najpogostejši procesi difuzijskega gorenja. V njih so vse reagirajoče snovi v plinski fazi, vendar niso predhodno pomešane. V primeru zgorevanja tekočin ali trdnih snovi se proces oksidacije goriva v plinski fazi pojavi hkrati s procesom izhlapevanja tekočine (ali razgradnje trdi material) in s postopkom mešanja.

Najenostavnejši primer difuzijskega gorenja je zgorevanje zemeljskega plina v plinskem gorilniku. Pri požarih se uresničuje režim turbulentnega difuzijskega gorenja, ko je hitrost gorenja določena s hitrostjo turbulentnega mešanja.

Razlikujemo med makromešanjem in mikromešanjem. Proces turbulentnega mešanja vključuje zaporedno drobljenje plina na vedno manjše količine in njihovo medsebojno mešanje. V zadnji fazi pride do končnega molekularnega mešanja z molekularno difuzijo, katere hitrost narašča, ko se obseg fragmentacije zmanjšuje. Po končanem makromešanju je hitrost zgorevanja določena s procesi mikromešanja v majhnih količinah goriva in zraka.

Na vmesniku pride do heterogenega zgorevanja. V tem primeru je ena od reagirajočih snovi v kondenziranem stanju, druga (običajno atmosferski kisik) vstopi zaradi difuzije plinske faze. Predpogoj za heterogeno zgorevanje je zelo visoko vrelišče (oz. razpad) kondenzirane faze. Če ta pogoj ni izpolnjen, pred zgorevanjem sledi izhlapevanje ali razgradnja. Tok pare ali plinastih produktov razgradnje vstopi v zgorevalno območje s površine, zgorevanje pa se pojavi v plinski fazi. Takšno zgorevanje lahko označimo kot difuzijsko kvaziheterogeno, vendar ne popolnoma heterogeno, saj proces zgorevanja ne poteka več na fazni meji. Razvoj takšnega zgorevanja se izvaja zaradi toplotni tok od plamena do površine materiala, kar zagotavlja nadaljnje izhlapevanje oziroma razgradnjo in pretok goriva v območje zgorevanja. V takšnih situacijah pride do mešanega primera, ko se reakcije zgorevanja odvijajo delno heterogeno - na površini kondenzirane faze in delno homogeno - v prostornini mešanice plinov.

Primer heterogenega zgorevanja je zgorevanje kamna in oglje. Pri gorenju teh snovi pride do dveh vrst reakcij. Nekatere vrste premoga pri segrevanju sproščajo hlapne sestavine. Pred zgorevanjem takšnih premogov poteka njihova delna termična razgradnja s sproščanjem plinastih ogljikovodikov in vodika, ki zgorijo v plinski fazi. Poleg tega lahko med zgorevanjem čistega ogljika nastane ogljikov monoksid CO, ki zgoreva v volumnu. Z zadostnim odvečnim zrakom in visoka temperatura Na površini premoga se volumetrične reakcije odvijajo tako blizu površine, da v določenem približku daje razlog, da se tak proces obravnava kot heterogen.

Primer resnično heterogenega zgorevanja je zgorevanje ognjevzdržnih nehlapnih kovin. Ti procesi so lahko zapleteni zaradi tvorbe oksidov, ki prekrijejo gorečo površino in preprečijo stik s kisikom. Če med zgorevanjem obstaja velika razlika v fizikalnih in kemijskih lastnostih med kovino in njenim oksidom, oksidni film poči in dostop kisika do območja zgorevanja je zagotovljen.