.18) і інтегруючи, отримаємо для зони реакції:
(1.23)
Залежність q ( T ) по (1.23) показана на рис 2 кривої 3.Поскольку за межами зони реакції Ф (Т, а i ) дуже мала, то величина інтеграла (1.23 ) практично перестає залежати від нижньої межі, і крива 3 насичується в області низьких температур. Тому для того, щоб оцінити по (1.23) значення q на кордоні між зонами прогріву і реакції можна в якості нижньої межі інтегрування вибрати будь-яке значення Т <Т r , зокрема Т = Т 0 . Сращівая (1.20) і (1.23) (зважаючи вузькості зони реакції для обчислення значення q на кордоні зон прогріву і реакції в (1.20) можна наближено прийняти Т в‰€ Т b ), отримаємо основну формулу для швидкості горіння в наближенні вузької зони реакції:
(1.24)
Підкреслимо, що величина інтеграла (1.24) не залежить (у розглянутому наближенні) від нижньої межі інтегрування, оскільки Ф (Т, a i ) помітно відрізняється від нуля тільки в області високих температур поблизу температури горіння Т b [5].
1.1.2 Займання газових сумішей і швидкість поширення полум'я.
Для того, щоб могли протікати реакції горіння, необхідно створити умови для займання суміші палива та окислювача.
Займання може бути мимовільним і вимушеним. Під самовоспламенением розуміється таке прогресуюче самоускорением хімічної реакції, в результаті якого повільно протікає в початковій стадії процес досягає великих швидкостей і на завершальній стадії протікає миттєво.
Вимушене займання (запалювання) обумовлено внесенням до реагуючу суміш джерела теплоти, температура якого вище її температури займання. Газоповітряна суміш, що не займиста при низькій температурі, може спалахнути при підвищеній температурі, коли створюються сприятливі умови для виникнення активних центрів в результаті втрати стійкості складних вихідних молекул речовин.
Процес займання характеризується тим, що є певні межі (межі), поза яких займання не наступає ні за яких умов. Відомо, що повітряні суміші спалахують тільки в тому випадку, коли вміст газу в повітрі знаходиться в певних (для кожного газу) межах. При незначному вмісті газу кількість теплоти, що виділилася при горінні, недостатньо для доведення сусідніх шарів суміші до температури займання, тобто для поширення полум'я. Те ж спостерігається і при дуже великому змісті газу в газоповітряної суміші. Нестача кисню повітря, що йде на горіння, призводить до зниження температурного рівня, в результаті чого сусідні шари суміші не нагріваються до температури займання. Цим двом випадкам відповідають нижній і верхній межі займистості. Для метану нижній межа займистості в повітрі становить 5,3%, верхня-14, 0%. Суміш метану з киснем: нижня межа 5,1%, а верхній 61%. Тому крім перемішування газу з повітрям у певних пропорціях повинні бути створені початкові умови для займання суміші.
Температура займання газу залежить від ряду факторів, у тому числі від змісту пального газу в газоповітряної суміші, тиску, способу нагрівання суміші і т.д., і тому не є однозначним параметром. Температура займання метану в повітрі становить від 545 до 850 про С.
У практиці зустрічаються два способи займання горючих сумішей: самозаймання і запалювання. При самозаймання весь обсяг горючої газоповітряної суміші поступово шляхом підведення теплоти або підвищення тиску доводиться до температури займання, після чого суміш запалюється вже без зовнішнього теплового впливу. У техніці широко застосовується другий спосіб, іменований запалюванням. При цьому способі не потрібно нагрівати всю газоповітряну суміш до температури займання, досить запалити холодну суміш в одній точці обсягу яким-небудь високотемпературним джерелом (іскра, розжарене тіло, чергове полум'я і т.д.). В результаті займання передається на весь обсяг суміші мимовільно шляхом поширення полум'я відбувається не миттєво, а з певною просторовою швидкістю. Ця швидкість називається швидкістю поширення полум'я в газоповітряної суміші і є найважливішою характеристикою, що визначає умови перебігу та стабілізації горіння.
Межі займання газоповітряних сумішей розширюються в підвищенням температури, вплив же тиску носить більш складний характер. Підвищення тиску вище атмосферного для деяких сумішей (наприклад, водню з повітрям) звужує межі займання, а для інших (суміш метану з повітрям) розширює. При тиску нижче атмосферного верхній і нижній межі зближуються, тобто концентраційні межі запалення звужуються.
Умовами здійснення вимушеного займання є: наявність ефективного джерела запалювання і здатність утворився фронту полум'я мимовільно переміщатися (поширюватися) в обсязі газоповітряної суміші. Цей процес носить назву пошир...
