ПЛАМЯ

ПЛАМЯ — зона горения (см. ГОРЕНИЕ) в газовой фазе с видимым излучением.

Строение пламени

Зоны

В ламинарном диффузионном пламени можно выделить 3 зоны (оболочки).

Внутри конуса пламени имеются:

- темная зона (300–350 °С), где горение не происходит из-за недостатка окислителя;

- светящаяся зона, где происходит термическое разложение горючего и частичное его сгорание (500–800 °С);

- едва светящаяся зона, которая характеризуется окончательным сгоранием продуктов разложения горючего и максимальной температурой (900–1500 °С).

Пламя классифицируют:

1)    по агрегатному состоянию горючих веществ:

·        пламя газообразных,

·        жидких,

·        твердых,

·        аэродисперсных реагентов;

2)    излучению:

·        светящиеся,

·        окрашенные,

·        бесцветные;

3)    состоянию среды горючее — окислитель:

·        диффузионные,

·        предварительно перемешанных сред;

4)    характеру перемещения реакционной среды:

·        ламинарные,

·        турбулентные,

·        пульсирующие;

5)    температуре:

·        холодные,

·        низкотемпературные,

·        высокотемпературные;

6)    скорости распространения:

·        медленные,

·        быстрые;

7)    высоте:

·        короткие,

·        длинные;

8)    визуальному восприятию:

·        коптящие,

·        прозрачные,

·        цветные.

СТАБИЛЬНОСТЬ ПЛАМЕНИ — установившееся состояние, при котором пламя занимает неизменное положение по отношению к выходным отверстиям горелки (см. ГОРЕЛКА).

Температура

Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя.

Температура воспламенения (см. ТЕМПЕРАТУРА ВОСПЛАМЕНЕНИЯ) для большинства твердых материалов —300 °С.

Температура пламени в горящей сигарете — 250–300 °С.

Температура пламени спички — 750–1400 °С; при этом 300°С — температура воспламенения дерева, температура горения дерева — около 800–1000 °С.

Температура горения пропана-бутана — 800–1970 °С.

Температура пламени керосина — 800 °С, в среде чистого кислорода — 2000 °С.

Температура горения бензина — 1300–1400 °С.

Температура пламени спирта не превышает 900 °С.

Температура горения магния — 2200 °С; значительная часть излучения в УФ-диапазоне.

Скорость распространения

Распространение пламени по предварительно перемешанной среде (невозмущенной) происходит от каждой точки фронта пламени по нормали к поверхности пламени. Величина такой нормальной скорости распространения пламени (НСРП) (см. СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ) является основной характеристикой горючей среды. Она представляет собой минимальную возможную скорость пламени. Значения НСРП отличаются у различных горючих смесей — от 0,03 до 15 м/с.

Распространение пламени по реально существующим газовоздушным смесям всегда осложнено внешними возмущающими воздействиями, обусловленными силами тяжести, конвективными потоками, трением и т. д. Поэтому реальные скорости распространения пламени всегда отличаются от нормальных. В зависимости от характера горения скорости распространения пламени имеют следующие диапазоны величин:

- при дефлаграционном горении — до 100 м/с;

- взрывном горении — от 300 до 1000 м/с;

- детонационном горении — свыше 1000 м/с.

ИНДЕКС РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ — условный безразмерный показатель, характеризующий способность веществ воспламеняться (см. ВОСПЛАМЕНЕНИЕ), распространять пламя по поверхности и выделять тепло.

Значение индекса распространения пламени следует применять для классификации материалов:

- не распространяющие пламя по поверхности — индекс распространения пламени равен 0;

- медленно распространяющие пламя по поверхности — индекс распространения пламени выше 0 до 20 включительно;

- быстро распространяющие пламя по поверхности — индекс распространения пламени выше 20.

Сущность метода определения индекса распространения пламени заключается в оценке способности материала воспламеняться, выделять тепло и распространять пламя по поверхности при воздействии внешнего теплового потока (см. ТЕПЛОВОЙ ПОТОК).

Литература

1. ГОСТ 28157-2018 «Пластмассы. Методы определения стойкости к горению».

2. ГОСТ 17356-89 (ИСО 3544-78, ИСО 5063-78) «Горелки газовые, жидкотопливные и комбинированные. Термины и определения».

3. ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) «Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения».