Теория горения и взрыва. Лопанов А.Н - 16 стр.

                                    16
уменьшается скорость реакций обрыва,               что    приводит    к
понижению критического парциального давления кислорода.
   При повышении давления наблюдается второе критическое давление,
выше которого воспламенение становится невозможным. Среднее число
актов обрыва цепей превышает число актов разветвления цепей, но
обрыв цепей происходит уже не на стенках, а в объеме в результате
тройных столкновений.
   Если построить зависимость давления, при котором происходит
взрыв, от температуры, то во многих случаях кривая выглядит так, как
показано на рис. 2.
   Вся область, расположенная слева от кривой соответствует условиям,
при которых взрыв невозможен. Процесс самовоспламенения газовой
смеси возможен только в внутри области кривой. При некоторой
заданной температуре Т, как видно из рисунка, существует нижний
предел давления Р1 ниже которого взрывное течение процесса
невозможно, и верхний предел давления Р2, выше которого взрыв также
невозможен.
   Давление P убывает с повышением температуры по закону
экспоненты. Значение давления зависит от обработки материала сосуда,
диаметра сосуда, состава смеси. Величина энергии активации Е имеет, в
случае малого выхода, порядок 10 кДж/моль. Положение точки, так
называемого мыса полуострова самовоспламенения, зависит от этих же
параметров, и она может смещаться в зависимости от температуры.
Значение Е2 для реакции окисления водорода равно 80 кДж/моль.
Величина Р2 очень мало зависит от величины поверхности, диаметра и
формы сосуда.
   Важной характеристикой цепных процессов является период индукции
t0, который, характеризует время, в течение которого концентрация
промежуточного продукта (активных центров реакции) увеличивается в
е раз. Вследствие лавинообразного нарастания скорости процесс вначале
развивается медленно, а через определенный промежуток времени
начинает идти с большой и все возрастающей скоростью – происходит
взрыв.
   Основные черты разветвленных цепных реакций рассмотрим на
примере реакции окисления водорода кислородом. Механизм реакции
окисления водорода при не очень высоких давлениях (до нескольких
десятков мм. рт. ст.) включает следующие элементарные стадии:
 0. Н2 + О2 = Н• + НО2• – (зарождение цепи, константа скорости k0),
 1. OH• + H2 = H2O + H• – (продолжение цепи, константа скорости k1),
 2. Н• + О2 = HO• + •O• – (разветвление цепи, константа скорости k2),
 3. H2 + •O• = Н• + НО• – (продолжение цепи, константа скорости k3),
 4. Н• + стенка = 0,5Н2 – (обрыв цепи на стенке, константа k4),
 5. Н• + О2 + M = НО2• + M – (обрыв цепи в объеме, константа k5).
      Образование свободного радикала НО2• при тройном соударении
рассматривается как реакция обрыва цепи, так как этот свободный
радикал малоактивен и не может продолжать цепь. Обрывом цепей в