Воспламенение дисперсных систем при стадийных процессах на их поверхности

На примере решения задачи о воспламенении газовзвеси частиц бора в смеси кислорода и водяного пара иллюстрируется возможность смягчения условий воспламенения твердого горючего, имеющего на поверхности труднопроницаемое для окислителя оксидное покрытие. Снижение температуры воспламенения такого горючего достигается за счет активного газообразного реагента, способного вступить в химическую реакцию с оксидной пленкой и преобразовать ее в продукты, не обладающие блокирующими свойствами. Расчет показал, что если удаление пленки B$_2$O$_3$, мешающей воспламенению частиц, происходит только в результате ее испарения, то температуры воспламенения частиц высоки. Газификация оксида водяным паром существенно ускоряет удаление пленки, что приводит к снижению температур воспламенения по сравнению с сухой средой. Эксперимент подтвердил справедливость расчета. Эффект проявляется тем сильнее, чем выше реакционная поверхность реагирующей системы. Из анализа стационарных решений системы уравнений на устойчивость к малым возмущениям получено критическое условие воспламенения газовзвеси частиц. Показано, что существует оптимальное соотношение окисляющих компонентов, при котором реализуется минимальная температура воспламенения взвеси.