Сильное влияние ингибитора на горение при температурах взрыва и детонации определяется тем, что скорость реакции горения экспоненциально зависит от разности скоростей разветвления и обрыва реакционных цепей. Удельная скорость реакции ингибирования входит в суммарную скорость обрыва цепей в показателе степени этой зависимости согласно уравнению (7). горение газ детонация давление
Таким образом, результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований свидетельствуют о возможности полного либо частичного ингибирования взрывоопасной концентрации метана посредством разрыва цепной реакции горения на начальной стадии возникновения процесса. Выбор такого ингибитора, нейтрализующего распространение процесса цепной реакции при достаточно низких концентрациях (не более 1%), позволит создать новую методологию инертизации шахтной атмосферы для потенциально опасных по газовому фактору технологических процессов горного производства.
Библиографический список
1 Баратов, А.Н. Пожарная безопасность / А.Н. Баратов, В.А. Пчелинцев. - М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 1997. - 171 c.
2 Progress in Astronaut. and Aeronaut. / Borisov, A.A., Kosenkov V.V., Mailkov A.E. at al.. - Ser. AIAA, 1993. - V. 153. - P. 312-315.
3 Франк-Каменецкий, Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д.А. Франк-Каменецкий. - М.: Наука, 1987. - 491 с.
4 Вильямс, Ф. Теория горения / Ф. Вильямс. - М.: Наука, 1971. - 615 с.
5 Математическая теория горения / Я.Б. Зельдович, Г.И. Баренблат, В.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. - М.: Наука, 1980. - 478 с.
6 Льюис, Б. Горение, взрывы и пламя в газах / Б. Льюис, Г. Эльбе. - М.: Мир, 1968. -604 с.
7 Семенов, Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности / Н.Н. Семенов. - М.: Изд-во АН СССР, 1958. - 686 с.
8 Азатян, В.В. Неизотермические режимы разветвленно-цепных процессов и их химическое регулирование / В.В. Азатян // Успехи химии. - 1999. - Т.68. - №12. -С.1122-1141.
9 Michael, J.V. Sutherland J.W., Hording L.B., Wagner A.F. // Proc. оf 20-th International Symposium on Combustion. - Pittsburgh, 2000. - P. 1471-1478.
10 Варнатц, Ю. Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ / Ю. Варнатц, У. Маас, Р Дибба. - М.: Физматлит, 2003. - 351 с. (J. Warnats, U. Maas, R.W. Dibble. Physical and Chemical fundamentals, Modeling and simulations, Experiments, pollutant formation. Springer, 2001).
11 Азатян, В.В. Разветвленно-цепная природа горения водорода при атмосферном давлении / В.В. Азатян, А.Г. Мержанов // Химическая физика. -2008. -Т.27. - № 11. - С.93-96.
12 Невозможность теплового взрыва гремучей смеси без цепной лавины / В.В. Азатян, Д.И. Бакланов, И.А. Болодьян и др. // Кинетика и катализ. - 2009. - Т. 50. - № 2.- С. 176-181.
13 Ингибирование различных режимов горения водорода в воздухе пропиленом и изопропиловым спиртом / В.В. Азатян, А.А. Борисов, А.Г. Мержанов и др. // Физика горения и взрыва. - 2005. - Т.41. - № 1. -С. 3-14.
14 Роль конкуренции реакций продолжения и обрыва цепей в процессах горения / В.В. Азатян, Ю.Н. Шебеко, И.А. Болодьян, В.Ю. Навценя // Пожарная безопасность. - 2009. - № 1. - С.1-10.
15 Об изотермическом самовоспламенении водорода на третьем пределе / Л.Д. Петрова, В.В. Азатян, А.Н. Баратов, З.И. Каганова // Горение и взрыв. - М.: Наука, 1977. - С. 526-528.
16 Азатян, В.В. Концентрационные пределы распространения пламени и химия горения смесей оксид углерода - кислород- азот / В.В. Азатян, Н.В. Андреева, А.И. Эльнатанов // Химическая физика. - 1988. - Т. 7. - № 6. - С. 821-826.
17 Доминирующая роль конкуренции разветвления и обрыва реакционных цепей в формировании концентрационных пределов распространения пламени / В.В. Азатян, Ю.Н. Шебеко, И.А. Болодьян, В.Ю. Навценя // Журнал физической химии. - 2002. -Т. 76. -№ 5. -С. 775-784.
18 Azatyan, V.V. Suppression of Detonations by Efficient Inhibitors. Gaseous and Heterogeneous Detonations / V.V. Azatyan, G.Gg.Wagner, G.K. Vedeshkin. -M.: ENAS Publishers, 1999. - P. 331- 336.
19 Влияние разбавителей различной химической природы на концентрационные пределы распространения пламени в газовых смесях / В.В. Азатян, Ю.Н. Шебеко, И.А. Болодьян, В.Ю. Навценя // Физика горения и взрыва. - 2006. - Т. 42. - № 6. - С. 96-102.
20 Азатян, В.В. Научные основы и эффективные химические методы управления горением, взрывом и детонацией газов / В.В. Азатян // Журнал физической химии. - 2011. - Т. 85. - № 8. -С. 1405- 1418.
21 Азатян, В.В. Ингибирование горения и детонации водородо-воздушных смесей за фронтом ударной волны // В.В. Азатян, В.А. Павлов, О.П. Шаталов // Кинетика и катализ. - 2006. - Т.40. - №6. -С. 835- 846.
Аннотация
Приводятся результаты экспериментального и теоретического исследования процессов горения газов, показывающие определяющую роль цепного механизма при атмосферном и повышенных давлениях. На базе теории неизотермических цепных процессов получено адекватное объяснение наблюдаемых закономерностей процессов горения, взрыва и детонации. С учетом цепного механизма обоснованы предложенные авторами данной статьи методы, позволяющие с помощью присадок определенного типа веществ регулировать характеристики всех режимов горения, в том числе предотвратить их возникновение.
Ключевые слова: Воспламенение, горение, взрыв, детонация, атомы, радикалы, цепные реакции, разветвление и обрыв цепей, ингибирование, концентрационный предел, скорость реакции
Results of experimental and theoretic study of gas burning processes which show determining role of chain mechanism at atmospheric and increased pressures are described. On theoretical basis of non-isothermal chain processes adequate explanation of the observed burning pricess, explosion and detonation rules were received. With the account of chain mechanism the methods suggested by the authors of this article were proved which allowed with the help of certain type substances additives to control characteristics of all burning modes, including prevention of their appearance.
Key words: Ignition, burning, explosion, detonation, atoms, radicals, chain reactions, spreading and break of chains, inhibition, concentration limit, reaction speed