Основы горения топлив

Горение топлива как физико-химический процесс

Химические реакции окисления.

Горение топлива представляет собой химический процесс быстрого соединения (окисления) горючих элементов топлива с кислородом воздуха, протекающий при высоких температурах ii сопровождающийся интенсивным тепловыделением. Система, состоящая из окислителя и топлива, претерпевает сложный путь химических превращений с образованием промежуточных продуктов, причем реакции могут быть экзотермическими и эндотермическими. Окислителем в большинстве случаев является кислород воздуха, реже используются искусственные окислители, например кислоты.

Полная внутренняя энергия веществ [/_пшш, вступающих в реакцию, равна сумме их внутренней тепловой энергии U и внутренней химической энергии f/_x, кДж/кг:

Внутренняя химическая энергия вещества — это энергия его внутримолекулярных связей, которые в условиях реакции с другими веществами разрушаются, а вместо них устанавливаются новые, что приводит к образованию продуктов реакции и выделению теплоты.

Разность между полными внутренними энергиями исходных веществ и продуктов реакции называется тепловым эффектом реакции.

Горение может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении топливо и окислитель находятся в одинаковом (чаще всего газообразном) агрегатном состоянии. Скорость гомогенного горения определяется скоростью химических реакций окисления.

Неоднородной система является тогда, когда топливо и окислитель подаются в зону воспламенения и горения раздельно. При гомогенном горении неоднородной горючей смеси форма пламени и скорость горения зависят от скорости диффузионного смешения топлива с воздухом.

Гетерогенным горением называется такой процесс, в котором горючее вещество и окислитель находятся в разных агрегатных состояниях, например окислитель в газообразном, а горючее — в жидком или твердом состоянии. Подача воздуха и топлива производится раздельно, и процесс гетерогенного горения характеризуется одновременным развитием процессов образования горючей смеси и ее горения.