Химические основы процессов сгорания (часть 4) |
Сгорание
|
-
Пропорционально росту температуры и, следовательно, кинетической энергии молекул возрастает вероятность их разрушения при энергичном столкновении, а также вследствие колебания молекул, в результате чего может происходить отщепление частиц от молекул (крекирование) даже при отсутствии кислорода. Чем выше температура, тем меньше частица, которая может еще существовать. При температуре около 350° С, например, алканы и прочие соединения, имеющие длинные цепи (20 атомов С и более), начинают разрушаться; при температуре 1000° С только метан, не имеющий связи С—С, может сопротивляться крекингу. При промежуточных температурах сопротивляются разрушению молекулы со все более короткими цепями, а также циклические молекулы бензольного ряда, которые затем полимеризуются. При температуре выше 1500° С только СО, СО2, Н2, Н2О, О2, N2будут устойчивы наряду с некоторыми очень простыми радикалами. В присутствии О2 горение в действительности начинается лишь при температурах выше 500—600° С.
-
Рассмотрение столь широких пределов температур является следствием того, что в двигателях внутреннего сгорания не достигается состояние равновесия: циклы реакций проходят столь быстро и, кроме того, условия протекания реакций в различных зонах камер сгорания столь неоднородны как по температуре, так и по составу, что всегда имеются в наличии следы и даже заметные количества продуктов, которые никогда не имели бы места в состоянии равновесия. Даже отработавшие газы дизеля, например, могут иметь в большей или меньшей степени специфический запах топлива, если последнее содержит много ароматических соединений.
Рассмотрим более подробно некоторые процессы, происходящие в наиболее важных температурных интервалах.
-
Медленное окисление. Чистые алканы довольно устойчивы против окисления при комнатной температуре; отсюда термин «парафины», что означает «имеющие малое влечение к другим телам». При повышении температуры тенденция к окислению увеличивается, причем оно идет в принципе как цепная реакция образования окислов через посредство менее устойчивых промежуточных продуктов В отработавшем масле кислотное число, показывающее число миллиграммов КОН, которое нейтрализует один литр окисленного масла, является критерием процесса окисления. При температурах 120—150° С окисление и побочные реакции имеют такую интенсивность, что чисто парафиновое масло превращается в густую вязкую массу в течение нескольких часов.
Newer news items:
Older news items:
|