امروز: یکشنبه 25 آذر 1397
دسته بندی محصولات
بخش همکاران
بلوک کد اختصاصی

دانلود تحقیق احتراق

دانلود تحقیق احتراق دسته: محیط زیست
بازدید: 6 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 131 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 44

احتراق عبارت است از اكسیداسیون سریع مواد، همراه با آزاد شدن سریع انرژی

قیمت فایل فقط 7,700 تومان

خرید

احتراق

احتراق عبارت است از اكسیداسیون سریع مواد، همراه با آزاد شدن سریع انرژی.

یكی از تعاریف اكسیداسیون عبارت است از تركیب شیمیایی یك ماده با اكسیژن. تعریف دیگر اكسیداسیون چنین است: واكنش شیمیایی كه شامل اكسیژن باشد، به طوریكه یك یا تعداد بیشتری از مواد با اكسیژن تركیب شوند.

افروزش

برای آغاز این فرآیند به یك منبع تولید گرما، مواد سوختی و هوا نیاز است. مواد از نظر قابلیت شعله وری متفاوت اند و خصوصیات فیزیكی و شیمیایی در این موضوع مؤثر است. مثلاً موادی كه به شكل ورقه ای هستند، فوم ها و یا یك تكه پارچه خیلی ساده تر از بلوكهای ضخیم مواد جامد آتش می‌گیرند. طبق تعریف، آغاز فرآیند سوختن را افروزش می‌نامند. برای پایین آوردن قابلیت افروزش مواد در مقابل منابع كوچك تولید گرما می‌توان كارهایی انجام داد اما اینها لزوماً بر روی سرعت سوختن این مواد مؤثر نخواهد بود.

آتش (حریق)

ساده ترین تعریف احتراق، چیزی است كه به آن آتش اطلاق می‌شود و عبارت است از تركیب شیمیایی سریع مواد با اكسیژن كه هم نور و هم گرما تولید می‌كند. شعله ور شدن (مشتعل شدن) و سوختن همراه با دود (سوختن سطحی) دو نوع احتراق هستند كه ممكن است اتفاق بیفتند.

برای انجام شدن عمل احتراق باید یك اكسید كننده موجود باشد. تقریباً همه آتشها با اكسیژن موجود در اتمسفر به عنوان عامل اكسیدكننده انجام می‌گیرد، اما اكسیدكننده های دیگری نیز موجود است.

بیشتر این اكسیدكننده ها زمانی كه در معرض حرارت، فشار یا هر دوی آنها قرار می‌گیرند  اكسیژن آزاد می‌كنند. علاوه بر آن اكسیدكننده های دیگری نیز وجود دارد مثل هالوژنها (فلوئور، كلر، برم و ید) كه احتراق را تقویت می‌نماید، اما در اینجا فقط احتراق با اكسیژن هوا مورد بحث است.

سوختن و بیشتر انفجارها، نمونه هایی از واكنشهای شیمیایی هستند كه از آنها به عنوان آتش (حریق) نام برده می‌شود و در واقع واكنشهای شیمیایی هستند كه شامل اكسیداسیون سریع مواد است. با وجود این، سرعت این واكنشها ممكن است صدها یا هزاران مرتبه سریعتر از یك حریق باشد. به عبارت ساده تر، سوختن واكنش اكسیداسیونی است كه به طور قابل توجهی سریعتر از حریق است، اما آهسته تر از انفجار است.

مثلث آتش

این تئوری به صورت یك مثلث ارائه گردیده است. به دلیل اینكه سه جزء (وجه) اصلی در آن وجود دارد و مثلث یك شكل بسته است كه نمایانگر یك سیستم بسته می‌باشد. قسمتی از تئوری تأكید دارد كه برای اینكه یك آتش موجود باشد بسته بودن سیستم الزامی‌است بدین معنی كه اگر یكی از سه وجه مثلث در تماس با وجه بعدی نباشد وقوع حریق ممكن نیست. در شكل (1 ـ 1) مثلث آتش نشان داده شده است.

                              سوخت                      انرژی

                                                                   اكسیدكننده

شكل ( 1ـ 1) مثلث آتش

یك روش دیگر برای بیان تئوری مثلث آتش این است كه بگوییم این سه فاكتور باید همزمان موجود باشد تا آتش وجود داشته باشد، همچنین شكل و مقدار مناسبی هم داشته باشند.

اگرچه اكسیژن هوا متداولترین اكسیدكننده هاست ولی اكسیژن به فرمهای دیگر نیز وجود دارد به علاوه هالوژنها نیز جزء اكسیدكننده ها محسوب می‌شوند. به همین ترتیب،
اگر چه گرما متداولترین فرم انرژی به عنوان منبع اشتعال است ولی باید توجه داشت كه فرمهای دیگر انرژی (نورانی، شیمیایی، الكتریكی، مكانیكی و هسته ای) نیز می‌توانند شروع كنندة آتش باشند (در صورت وجود سوخت و اكسیدكننده).

به طور خلاصه، این تئوری می‌گوید؛ اگر سوخت، اكسیدكننده و انرژی به مقدار مناسب و شكل دلخواه به طور همزمان كنار یكدیگر آورده شوند، حریق (آتش) اتفاق خواهد افتاد. در مورد سوخت باید به این نكته توجه داشت كه نه تنها سوخت باید موجود باشد، بلكه باید فرم صحیح و مناسبی نیز داشته باشد. در واقع سوخت باید به صورت بخار یا گازی شكل باشد تا سوختن اتفاق بیفتند و نیز سوخت باید به مقدار كافی در دسترس باشد، كه در این صورت به آن سوخت قابل اشتعال می‌گویند (سوخت باید در محدودة شعله وری قرار داشته باشد).

محدودة شعله وری

محدودة شعله وری عبارت است از درصد سوخت به صورت گاز یا بخار در هوا، كه بین بالاترین و پایین ترین حد شعله وری قرار دارد. بالاترین حد شعله وری ماكزیمم درصد سوخت به صورت گاز بخار در داخل هواست كه بیشتر از این درصد، احتراق صورت نمی‌گیرد (در این حالت مخلوط را غنی می‌گویند). حد پایین شعله وری عبارت است از می‌نیمم درصد سوخت به صورت گاز یا بخار در  هوا، به طوریكه پایین تر از این درصد احتراق صورت نمی‌گیرد (در این حالت مخلوط را ضعیف می‌گویند).

درجه حرارت افروزش

انرژی مورد بحث در مثلث آتش به صورت زیر تعریف می‌شود.

مقدار انرژی لازم برای افزایش درجه حرارت سوخت كه به درجه حرارت افروزش (اشتعال) برسد. درجه حرارت افروزش عبارت است از می‌نمیمم درجه حرارتی كه سوخت می‌تواند داشته باشد قبل از اینكه مشعل شود.

پیشگیری و محافظت در برابر حریق

برای پیشگیری از حریق قبل از هر چیزی باید به این نكته توجه داشت كه علت اصلی برای بسیاری از آتش سوزی ها وجود یك منبع كوچك تولید گرماست، بنابراین دور كردن منابع شناخته شده تولید آتش، از مواد قابل احتراق كاری ضروری است. در جاهایی كه نمی‌توان چنین كاری را كرد، مانند افتادن ته سیگار نیم سوخته بر روی اثاث داخل ساختمان، مواد موجود باید سریعاً دچار آتش سوزی نشوند و جنس آنها طوری باشد كه حتی در صورت دچار شدن به آن، آتش به سرعت گسترش نیابد.

اگر بتوان جلوی افروزش مواد را گرفت هیچ آتش سوزی اتفاق نمی‌افتد. پس یكی از اقدامات اساسی محافظت در مقابل آتش همین مسأله (افروزش مواد) است.

همچنین باید توجه داشت كه كار كردن با مواد غیرقابل سوختن در تمام شرایط
امكان پذیر نیست و در عمل موجب محدودیت هایی می‌شود. اغلب كافی است كه این مواد غیرقابل اشتعال بوده و یا در صورت مشعل شدن، استعداد آنها برای گسترش آتش محدود باشد. با انجام آزمایشهایی مثل سرعت آزاد شدن حرارت و ... می‌توان این موضوع را مورد بررسی قرار داد.

در ضمن دوده و بخارات سمی‌حاصل از احتراق بااهمیت تر از خود آتش در مسأله محافظت در مقابل آتش به حساب می‌آید. آلودگی اصلی از احتراق عمدتاً ناشی از گاز منواكسیدكربن (CO) است. با وجود این بعضی از مواد پلیمری، مواد سمی‌چون سیانید هیدروژن (HCN) و اسید كلریدریك (HCL) تولید می‌نماید. همچنین در حین احتراق، كندسوزكننده ها (مواد افزودنی برای كاهش خطر آتش سوزی) با عناصر پلیمری تركیب شده و احتمالاً تولید محصولات سعی می‌نماید. آمار تلفات آتش سوزی ها نشانگر این مطلب است كه اكثر تلفات نه بر اثر سوختگی، بلكه ناشی از اثر گازهای سمی‌و ناتوان كنندة حاصل از آتش سوزی بوده است. بنابراین تعیین نوع و مقدار این گازها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. وسایلی از مواد مصنوعی و پلیمری زیادی در آنها وجود دارد از این نظر بسیار بااهمیت است.

مقابله با آتش

معمولی ترین روش خاموش كردن آتش، خارج كردن وجه انرژی از مثلث آتش است. بهترین راه آن این است كه گرما (انرژی) را، به وسیلة خنك كردن سوخت تا زیر درجه حرارت افروزش با استفاده از آب، از نزدیكی سوخت دور كنیم. راههای دیگری نیز برای خنك كردن آتش وجود دارد. در بعضی از مواقع، آب نمی‌تواند به عنوان یك عامل خاموش كنندة آتش به كار رود، مثل آتش (سیمهای الكتریكی باردار) یا آتشی كه شامل موادی باشد كه با آب واكنش دهد.

و برای خاموش كردن آتشهایی كه شامل پلاستیكها است نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بعضی مواقع، گرمای جذب شده توسط پلاستیكها ممكن است باعث شود آنها به صورت مایع جاری درآیند. در این مواقع استفاده از قطره های ریز آب به صورت اسپری سریعاً مایع را سرد می‌كند و آن را به حالت جامد اولیه برمی‌گرداند، همچنین این آب باعث خاموش شدن آتش نیز می‌شود.

دومین روش خاموش كردن آتشها، براساس ضلع اكسیژن مثلث آتش است. كاربرد كف برای آتشهای مایع، یا استفاده از دی اكسیدكربن برای آتشهای مواد قابل احتراق كه از رسیدن اكسیژن اتمسفر به آتش جلوگیری می‌نماید، معمول است. استفاده از آب برای محصوركردن یك مایع درحال سوختن (مایع سوختنی باید غیرقابل حل در آب و وزن مخصوص بیشتری از آب داشته باشد) نیز می‌تواند مانع رسیدن اكسیژن به آتش شود. به طور كلی یك مایع یا جامد را می‌توان به هر طریقی پوشش داد كه اكسیژن به آن نرسد. مثلاً انداختن شیء درحال سوختن، در آب و غرق شدن جسم در زیر آب باعث می‌شود سوخت سریعاً سرد شود و اكسیژن نیز به آن نرسد.

سومین روش خاموش كردن آتش، برمبنای تئوری مثلث آتش، خارج نمودن سوخت است. این كار ممكن است سریع و ساده باشد مثل خارج كردن یك مادة سوختنی از یك خانه. یك مثال پیچیده از دور نمودن سوخت، انتقال دادن مایعی است كه درحال سوختن است از یك تانك به تانك دیگر به وسیلة لولة ارتباطی، همچنانكه سطح مایع در داخل تانك درحال سوختن كمتر می‌شود، سوخت كمتری در معرض سوختن خواهد بود تا جائیكه تمام مایع از تانك خارج و از طریق لوله ارتباطی وارد تانك دیگر می‌شود. در نتیجة این عمل آتش خاموش می‌شود چون چیزی برای سوختن باقی نمانده است.

پیرولیز

ریشه كلمه پیرولیز از دو كلمه یونانی پیرو به معنای آتش و كلمه لیز به معنای تجزیه كردن گرفته شده است. بنابراین ممكن است پیرولیز به صورت سادة زیر تعریف شود:

تجزیه و شكسته شدن مولكولها بر اثر حرارت

زمانی كه یك ماده پیرولیز پیوندهای كووالانسی داخل مولكولها شكسته می‌شود و معمولاً گرمای زیادی نیز تولید می‌شود و در حقیقت عامل به وجود آورندة آتش همان شكسته شدن سوخت به مواد ساده تر است. پیرولیز كلاسیك (بهترین فرم پیرولیز) زمانی اتفاق می‌افتد كه به یك ماده جامد مثل چوب و دیگر مواد سلولزی حرارت داده می‌شود. اغلب این كار در غیاب هوا صورت می‌گیرد اگرچه در حضور هوا نیز چوب پیرولیز می‌شود. در نتیجة چنین عملی محصولات پیرولیز شده موادی هستند كه در واكنشهای احتراقی سهیم هستند. به عبارت دقیق تر، پیرولیز شكسته شدن پیوندهای كووالانسی تركیبات بر اثر حرارت است. بنابرانی می‌توان چنین استنباط كرد كه مایعات گازهای قابل اشتعال تركیباتی هستند كه دارای پیوند كووالانسی هستند.

نكته قابل توجه در اینجا این است كه مایعات نمی‌سوزند و زمانی كه ترمهایی مثل «قابل اشتعال یا قابل احتراق» همراه مایعات می‌آید فقط به این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرد كه بین دو گروه از مایعات با محدودة نقطه اشتعال متفاوت، فرقی قائل شده باشند. بسیاری از مردم معتقدند كه مایعات قابل اشتعال می‌سوزند، ولی حقیقت این است كه فقط بخار این گونه مایعات می‌سوزد. بنابراین مایع قابل اشتعال یا قابل احتراق مایعی است كه بر اثر سوختن بخار تولید نماید.

مایع قابل اشتعال، مایعی است كه نقطه اشتعال آن كمتر از 100 درجه فارنهایت و مایع قابل احتراق، مایعی است كه نقطه اشتعال آن در حدود 100 درجه فارنهایت و یا بالاتر باشد. نقطه اشتعال به صورت زیر تعریف می‌شود:

می‌نیمم درجه حرارتی كه در آن مایع، بخار كافی تولید نماید كه بتواند یك مخلوط قابل افروزش در نزدیكی سطح مایع یا ظرف به وجود آورد.

مایعات در پایین تر از نقطه جوش خود با سرعت معینی تبخیر می‌شوند و سرعت تبخیر آنها در نقطه جوش به ماكزیمم مقدار خود می‌رسد. بخار تولید شده با هوا تركیب و آماده سوختن می‌شود، اما اگر تئوری چهار وجهی آتش صحیح باشد باید یك مرحلة دیگر (تشكیل رادیكالهای آزاد) نیز اتفاق بیفتد. منبع افروزش باعث شكسته شدن مولكولها و تبدیل آنها به مواد ساده تر (رادیكالهای آزاد) می‌شود و زمانی كه سوخت با درصد مناسب (در محدودة شعله وری) با هوا مخلوط می‌شود باید دمای مخلوط تا دمای افروزش سوخت افزایش یابد و در این مرحله است كه حریق شروع می‌شود.

فایل ورد 44 ص

قیمت فایل فقط 7,700 تومان

خرید

برچسب ها : احتراق , آتش گرفتن , اكسیداسیون سریع مواد , افروزش , حریق , مثلث آتش

نظرات کاربران در مورد این کالا
تا کنون هیچ نظری درباره این کالا ثبت نگردیده است.
ارسال نظر