ОСНОВИ ГОРІННЯ ПАЛИВ ТА ПРОЦЕСИ УТВОРЕННЯ БЕНЗОПІРЕНУ І ПОЛІАРОМАТИЧНИХ ВУГЛЕВОДНІВ

1 Основа горіння та реакції окислення горючих речовин палив

Основу горіння складають реакції окислення горючих речовин (пальне і окислювач) перетворюються в нові з іншими фізичними та хімічними властивостями, які називаються продуктами спалення. Характерною ознакою горіння є швидко протікаючий процес, що супроводжується інтенсивним виділенням теплоти, різким збільшенням температури та утворенням розжарених продуктів з різноманітною ступінню світності.

Для протікання хімічної реакції між горючими речовинами палива та окислювачем поперед всього необхідно утворити фізичний контакт між молекулами взаємодіючих речовин і довести молекули до такого стану, при якому стають можливими хімічні реакції між ними. Перше відбувається в процесі утворення горючої суміші, друге - при її запаленні. Таким чином, горіння є складним фізико-хімічним процесом, що включає низку послідовно та паралельно протікаючих фізичних і хімічних стадій.

Розрізняють горіння без втрат теплоти палива, чи повне, і горіння з втратами теплоти, чи неповне. При повному горінні всі горючі речовини палива беруть участь в окислювальних процесах, при цьому утворюються тільки оксиди - CO2, SO2, H2O.

Реальне горіння, як правило, є неповним. Розрізняють механічну і хімічну неповноту горіння. В першому випадку деяка кількість палива в процесі горіння не бере участі. Хімічні втрати з`являються у випадку хімічно неповноцінного окислення сполук, що вміщують вуглець, з утворенням оксиду вуглецю, а також у випадку, коли частина горючих газоподібних речовин, що отримуються при випарюванні та термічному розкладі рідкого палива (CO2, H2, CH4 та ін), залишають камеру спалення до завершення окислювальних процесів.

В якості окислювача при горінні переважно використовується кисень атмосферного повітря, що пояснюється його доступністю і простотою використання.

Процес горіння газоподібного палива можна умовно поділити на дві стадії: перша - утворення горючої суміші (суміші палива та повітря); друга - нагрівання, запалення і горіння горючої суміші. Більш складно протікає горіння рідкого палива. Першою стадією горіння рідкого палива є нагрівання та випарювання пального. Потім пари пального, які утворилися, змішуються з повітрям і відбувається нагрів, запалення і горіння горючої суміші.

В залежності від агрегатних станів пального та окислювача розрізняють гомогенне та гетерогенне горіння. Якщо пальне і окислювач знаходяться в однакових агрегатних станах і між ними відсутня поверхня розділу фаз, то вони утворюють гетерогенну систему. В гетерогенній системі пртікає горіння рідкого палива.

Інтенсивність горіння газу та парів рідкого палива виражається кількістю пального, що визначається на одиницю об`єму за одиницю часу, кг/(м3с) чи м3/(м3с)

,                                                                                        (1)

де  - витрати пального, кг/с чи м3/с;

 - об`єм реагуючої системи, м

В реальних умовах інтенсивність горіння, що визначається за швидкістю витрат і горючих речовин, залежить не тільки від швидкості протікання хімічної реакції, але і від швидкості процесу сумішоутворення, визначним фактором якої є інтенсивність протікання турбулентної та молекулярної дифузії. ............