Pourquoi certaines combustions mènent à des explosions ?
Publié le 21/03/2024
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Forums futura science
"Pourquoi certaines combustions mènent à des explosions ?"
J'aimerais relier cette problématique au chapitre de la cinétique
chimique, mais je n'arrive à trouver aucune info.
Est ce que quelqu'un pourrait me donner quelques infos ou éléments
de recherche ?
Tout est question de quantité d'énergie libérée par la combustion;
plus elle est importante plus elle fournit de l'énergie d'activation à ce
qui l'entoure, puvant entrainer un emballement conduisant à une
explosion; il y a aussi quelques cas particuliers: comme par exemple
l'énergie peut engendrer un changement d'état du "combustible",
ainsi une bombonne de butane dans un incendie restera en létat
jusqu'à ce que la température du gaz qu'elle contient provoque son
passage d'une phase liquide à une phase "supercritique" (qui se
comporte comme un gaz en terme de pression), cette transition
provoquera l'explosion de la bombonne, sans qu'il n'y ait eu
d'ignition préalable.
Il en va de même pour le sodium que l'on
jetterait dans l'eau, celui ci (sous réserve qu'il y en ait assez) brûlera
jusqu'à entrer en fusion, ce qui augmentant soudain sa surface
d'exposition au comburant, provoquera son explosion.
La distinction entre combustion et explosion ne se fait-elle pas par la
vitesse d'avancement du front de flamme ?
Néanmoins, pensez-vous qu'il est pertinent de lier cette question à
la cinétique chimique (temps de demie-réaction, vitesse d'apparition
de produits) ?
dans la mesure où la vitesse de front de flamme dépend du taux de
réaction (et donc de la cinétique chimique), cela me parait évident.
Il en va de même pour le sodium que l'on jetterait dans l'eau, celui ci (sous réserve qu'il y en ait assez)
brûlera jusqu'à entrer en fusion, ce qui augmentant soudain sa surface d'exposition au comburant,
provoquera son explosion.
Pour le sodium c'est pas si simple.
C'est plutôt l'H2 dégagé qui
explose, la première réaction extrêmement exothermique (et qui
enflamme l'hydrogène généré), c'est la formation de NaOH.
Pour qu’une réaction soit explosive il faut 3 conditions :
- réaction très exothermique
- réaction très rapide
- réaction qui produit beaucoup de gaz
Donc les gaz formés très rapidement ( donc dans un espace
restreint) sont portés à haute température donc à haute pression.
A toi de détailler avec des exemples les conditions expérimentales
de certaines explosionsA ce niveau, les explications complètes vont
s'avérer très laborieuses, équations de conservation de masse,
bilans énergétique et de quantité de mouvement, sans oublier la
physique des chocs.).
Pourquoi ne pas se limiter à quelque chose de
simple en ce qui concerne les trois états clairement identifiés.
par ex
:
-la combustion, l'oxydant est l'oxygène de l'air et il n'y a aucun front
d'onde d'émis
-la déflagration, l'oxydant et le réducteur sont intégrés à la
formulation (##############) et ne dépend plus de l'oxygène
de l'air.
Il y a formation d'un front d'onde dite de pression dont la
vitesse de propagation demeure subsonique
-la détonation, oxydant et réducteur sont plus ou moins intimement
liés (structures composites, coulés, comprimés), il y a formation
d'un front d'onde dite de choc dont la vitesse de propagation est
toujours supersonique, au delà de 10km/s avec l'ONC par ex.
Actuellement on est proche de 15 km/s
Peut être quelques mots sur la singularité et dangerosité de la
poudre noire (à la vitesse frontière de propagation de l'onde).
Egalement les "explosifs" des dé-soucheurs agricoles"
(##############)
Il faudrait également considérer les applications particulières (tel
explosif de type brisant ou propergol dit à combustion furtive tel
celui....
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