Температура, при которой находятся горючие парогазовоздушные смеси перед зажиганием, существенно влияет на концентрационные пределы распространения пламени. Повышение начальной температуры приводит к расширению области воспламенения. При этом повышение температуры на каждые 100 °С сопровождается снижением нижнего предела примерно на 10 % от первоначальной величины и увеличением верхнего на 12-15 %
Подобные изменения пределов обусловлены следующими причинами. Величина адиабатической температуры горения на пределах остается постоянной при изменении начальной температуры горючей смеси. Поэтому для ее достижения при предварительном разогреве горючей смеси требуется меньше тепла. Поскольку зависимость тепловых эффектов реакций горения различных по химическому строению веществ от температуры близка к линейной, то подобная зависимость оказывается справедливой и для концентрационных пределов.
Отклонения от этого правила могут иметь место в случае длительного нагрева «богатых» (т. е. обогащенных горючим компонентом) смесей, поскольку при повышенных температурах возможно протекание медленных по сравнению с горением реакций окисления и расходованием содержащегося в смеси кислорода.
Известные экспериментальные данные по влиянию повышенного давления на концентрационные пределы свидетельствуют о том, что величина нижнего предела органических соединений с ростом начального давления практически не изменяется.
Значения верхних пределов при этом заметно повышаются, что приводит к расширению области воспламенения. Например, изменение верхнего концентрационного предела распространения пламени метана в зависимости от начального давления характеризуется следующими данными:
Р, МПа |
ВКПР, % об. |
0,1 |
14,8 |
1,0 |
20,0 |
2,1 |
24,0 |
102
Глава 4. Развитие горения
Следует отметить, что с ростом давления для зажигания горючей смеси требуется все большая энергия. Возникшие пламя сопровождается обильным сажевыделением и образованием сверхравновесного количества воды.
Для некоторых органических веществ при увеличении начального давления до 1 Мпа верхние пределы увеличиваются примерно вдвое, что объясняется изменением механизма химических превращений в пламени.