СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ И ТЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Модуль 1. Теоретические основы процессов горения

Введение.

Цели и задачи изучения дисциплины. Необходимость изучения процессов горения и взрыва в связи с разработкой новых энергетических систем и интенсификацией процессов сжигания, составляющих основу многих химических, металлургических, горнодобывающих и других производств.

Знания о горении и взрыве как основа создания различных способов осуществления технических процессов в разнообразных целях, в частности, для производства энергии. Термины и определения.

Раздел 1. Теория горения.

Тема 1. Физико-химические основы горения.

Характеристика горения как сложного физико-химического процесса. Горючие и окислительные элементы, примеры процессов горения. Условия возникновения и развития процессов горения.

Тема 2. Процесс горения

Полное и неполное сгорание веществ. Высшая и низшая теплота сгорания. Расчёт теплоты сгорания согласно закону Гесса.

Расход воздуха при горении, его расчёт. Классификация горючих веществ: газовая смесь, сложное химическое соединение, индивидуальное химическое соединение.

Продукты сгорания, дым. Расчёт объёма продуктов сгорания в зависимости от состава горючего вещества.

Температура горения: калориметрическая, теоретическая, действительная.

Гомогенное и гетерогенное горение. Теории горения: тепловая, цепная, диффузионная.

Тема 3. Пламя

Определение понятия «пламя». Критерии, по которым классифицируют виды пламени: начальное физическое состояние, дисперсия, число компонентов, аэродинамика движения.

Факторы, влияющие на микроструктуру пламени Факторы, влияющие на внешний вид пламени: метод стабилизации, начальные условия, внешние силы.

Макроскопические параметры пламени: скорость пламени, минимальная энергия воспламенения и расстояние тушения. Виды пламени и скорости его распространения.

Структура пламени. Температура зон пламени.

Холодное пламя. Механизм его распространения.

Тема 4. Самовоспламенение и самовозгорание

Условия, влияющие на скорость горения: концентрация, температура, катализаторы. Превращение горючих веществ при нагревании.

Виды самовозгорания: химическое микробиологическое, тепловое.

Вещества, самовозгорающиеся под действием воздуха, воды и окислителей.

Тема 5. Горение смесей газов и паров с воздухом.

Концентрационные пределы воспламенения газовых смесей. Условия воспламенения горючих смесей. Нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения. Факторы, влияющие на значение предела воспламенения: мощность источника зажигания, турбулентность, примеси негорючих веществ и газов, давление смеси, объем и диаметр сосуда.

Горение газовых смесей. Скорость перемещения фронта в газовых смесях. Детонационный режим горения. Пути уменьшения скорости горения горючих смесей.

Температура и давление при горении газовых смесей. Теоретические температуры горения: при постоянном объёме, при постоянном давлении.

Модуль 2. Теоретические основы взрывных процессов

Раздел 2. Теория горения

Тема 6. Процесс взрыва

История развития взрывных работ. Определение понятия «взрыв». Причины взрывных процессов.

Физические и химические взрывы. Классификация взрывов: по плотности вещества, по типам химических реакций.

Кислородный баланс: нулевой, положительный и отрицательный. Ядовитые газы взрыва. Реакции превращения взрывчатых веществ.

Тема 7. Основы теории взрыва и создания промышленных взрывчатых веществ

Основные теории детонации взрывчатых веществ. Особенности детонации промышленных взрывчатых веществ.

Факторы, влияющие на скорость и устойчивость детонации: диаметр и оболочка заряда; плотность взрывчатого вещества; тип, дисперсность и состав.

Тема 8. Детонация взрывчатых веществ (начальный импульс и чувствительность взрывчатых веществ)

Начальный импульс и механизм возбуждения взрыва. Возбуждение взрывного превращения тепловым и механическим импульсом. Действие взрывного импульса, ионов, электронов, α - частиц, лучей Рентгена и ультразвука. Длительность импульса.

Тема 9. Ударная воздушная волна (УВВ)

Основные свойства ударных волн и механизм их распространения. Форма ударной волны.

Параметры УВВ: избыточное давление, скоростной напор воздуха, время распространения УВВ, продолжительность действия фазы сжатия на объект. Изменение давления в ударной волне во времени.

Взаимодействие ударных волн с препятствием. Воздействие УВВ на человека и объекты. Распространение ударной волны в воде и грунте.

Тема 10. Теплота, температура и давление взрыва

Методы определения теплоты взрывного превращения. Расчёт теплоты взрыва, теплоты образования взрывчатого вещества. Энергия и мощность взрыва.

Температура горения и взрыва. Расчёт температуры взрыва. 

Давление взрыва.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1. Горение конденсированных взрывчатых веществ.

2. Механизм самовоспламенения.

3. Пределы горения газовых смесей, механизм распространения горения.

4. Источники пожаров на производстве

5. Общие сведения по горению взрывчатых веществ.

6. Высшая и низшая теплота сгорания. Методы определения.

7. Определение количества воздуха, необходимого для полного сгорания веществ.

8. Горючие и окислительные элементы процесса горения, продукты сгорания во время пожара.

9. Цепная теория горения.

10. Гомогенное и гетерогенное горение.

11. Расчет теплоты сгорания согласно закону Гесса.

12. Химические процессы, протекающие в пламени.

13. Виды пламени, их классификация.

14. Стационарные и нестационарные пламена.

15. Внешний вид пламени и параметры, оказывающие влияние на него.

16. Измерение скорости горения по углу наклона пламени.

17. Механизм распространения холодного пламени.

18. Превращение горючих веществ при нагревании.

19. Горение смесей пылей с воздухом.

20. Условия воспламенения горючих смесей.

21. Скорость перемещения фронта в газовых смесях, пути ее уменьшения.

22. Теоретические температуры горения: при постоянном объеме, при постоянном давлении.

23. Переход горения в детонацию.

24. Вибрационное горение.

25. Определение температуры и давления при горении газовых смесей.

26. Причины взрывных процессов.

27. Классификация взрывчатых веществ.

28. Стадии и формы взрыва.

29. Кислородный баланс: положительный, отрицательный, нулевой.

30. Физические взрывы.

31. Тепловой импульс.

32. Продукты взрыва (в зависимости от кислородного баланса).

33. Факторы, влияющие на скорость и устойчивость детонации.

34. Расчет температуры взрыва.

35. Расчет теплоты взрыва по закону Гесса.

36. Расчет давления взрыва.

37. Воздействие теплового излучения и ударной взрывной волны на человека.

38. Экспериментальное определение скорости горения и детонации.

39. Основные физические явления, происходящие при взрыве.

40. Действие взрывного импульса.

41. Реакции превращения взрывчатых веществ.

42. Виды самораспространяющегося взрывного превращения.

43. Условия реализации химического взрыва, энергия взрывчатых веществ.

44. Основные свойства ударных волн и механизм их распространения.

45. Взаимодействие ударных волн с препятствием.

46. Ударные волны в воде и грунте.

47. Начальный импульс и механизм возбуждения взрыва.

48. Расчет оценки действия взрыва горючих химических газов и жидкостей.

49. Источники взрывоопасности на производстве.

50. Опишите воздействие взрыва на организм человека.