Теория горения и взрыва. Лопанов А.Н - 19 стр.

                                 19

   Характерной особенностью разветвленных цепных реакций является
наличие двух различающихся режимов протекания процесса. Если
скорость обрыва больше скорости разветвления цепей, то имеет место
стационарный режим процесса. Как правило, в большинстве изученных
случаев скорость процесса неизмеримо мала. Если скорость обрыва
меньше скорости разветвления, то развивается нестационарный
автоускоряющийся процесс, заканчивающийся цепным воспламенением
смеси. Переход от условия g > f к условию f > g может произойти при
незначительном изменении одного из параметров, определяющих
скорости обрыва или разветвления цепей: давления, температуры,
состава смеси, размера реакционного сосуда, состояния стенок сосуда.
Таким образом, незначительное изменение одного из параметров может
вызвать переход от неизмеримо медленной стационарной реакции к
быстрому взрывному процессу или наоборот. Такие явления в
химической кинетике получили название предельных, или критических,
явлений. Значение параметра, при котором происходит переход от
одного режима к другому, носит название предела воспламенения.
   В большинстве случаев распространение пламени является тепловым
процессом – горящий слой передает тепло близлежащим холодным
слоям и нагревает их до температуры воспламенения. В смесях
сероуглерода CS2 с воздухом воспламенение оказывается возможным
при столь низких содержаниях CS2 (0,03 %), что даже полное сгорание
смеси в адиабатических условиях (при отсутствии отведения тепла) не
может существенно повысить температуру смеси – тепловое
распространение пламени в таких смесях невозможно.
   Если поместить смесь сероуглерода с воздухом, находящуюся вне
области цепного самовоспламенения, в длинную трубку и нагреть один
конец трубки до температуры цепного воспламенения, то по трубке
распространяется пламя. Область значений давления и температуры р, Т,
при которых пламя может распространяться в смесях CS2 – воздух
(область распространения пламени), шире области самовоспламенения
той же смеси. Тепловое распространение пламени в условиях этих
опытов исключено. Воспламенение происходит за счет диффузии
свободных радикалов из области, в которой произошло воспламенение,
в ближайшие слои.
   Вывод: увеличение концентрации свободных радикалов и увеличение
скорости зарождения в смеси, находящейся вне области
самовоспламенения, не может привести к воспламенению, если не
происходит взаимодействия цепей.
  В качестве примера можно рассмотреть модель цепного процесса,
основанную на формальных законах кинетики.
  Для построения модели составим формальную схему процесса и
применим к ней основной постулат формальной кинетики. Схема
развития цепного процесса представлена на рис. 3.