Самовоспламенение

Самовоспламенение, явление быстрого нарастания скорости химической реакции, приводящее при определённых внешних условиях к воспламенению горючей смеси без соприкосновения с пламенем или раскалённым телом.

Природа С. может быть тепловой или цепной. Представления о причинах теплового С. в качественной форме даны Я. Вант-Гоффом (1883). Теорию теплового С. разработал Н. Н. Семенов (1928). Теплота, выделяющаяся при медленном протекании экзотермической реакции, рассеивается в окружающее пространство. При некоторых условиях температуры, давления и теплоотвода теплота не успевает передаться в окружающее пространство, вследствие чего температура в зоне реакции прогрессивно повышается. С ростом температуры скорость реакции и скорость теплообразования увеличиваются, увеличивается также и скорость теплоотвода, однако медленнее, чем скорость реакции. Температура, начиная с которой выделяющаяся теплота больше отводимой, называется температурой С.; она зависит, очевидно, как от химического состава смеси, так и от условий теплоотдачи. Начиная с температуры С. происходит прогрессивное саморазогревание смеси и самоускорение реакции, приводящее к тепловому С. или взрыву. Теория теплового С. позволяет вычислить температуру С., если известны тепловые характеристики горючей газовой смеси (тепловой эффект, теплопроводность) и кинетика реакций горения (константа скорости, энергия активации). Теория цепного С. также создана Семеновым (1928). При определённых внешних условиях скорость разветвления цепей становится больше скорости обрыва цепей. Вследствие этого медленно идущая реакция может перейти в самоускоряющуюся. При этом температура смеси не имеет существенного значения и реакция будет идти самоускоряясь из-за разветвления цепей, если даже температура смеси будет поддерживаться постоянной. Наиболее распространённым типом С. является комбинированное цепочно-тепловое С. Количественные выводы теории теплового и цепного С. имеют большое практическое значение для расчёта производств, связанных с процессами окисления, в частности горения.

Лит.: Семенов Н. Н., Цепные реакции, [Л.], 1934; его же. Тепловая теория горения и взрывов, "Успехи физических наук", 1940, т. 23, в. 3.