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燃烧学复习重点

第三章着火和灭火理论

一、谢苗诺夫自燃理论 1. 基本思想：

某一反应体系在初始条件下，进行缓慢的氧化还原反应，反应产生的热量，同时向环境散热，当产生的热量大于散热时，体系的温度升高，化学反应速度加快，产生更多的热量，反应体系的温度进一步升高，直至着火燃烧。 2.着火的临界条件：放、散热曲线相切于C 点。

3.?T=E

R 2

0B T T T ≈-

4.改变体系自燃状态的方法

① 改变散热条件 ②增加放热

二、区别弗兰克－卡门涅茨基热自燃理论与谢苗诺夫热自燃理论的异同点

1.谢苗诺夫热自燃理论适用范围：

适用于气体混合物，可以认为体系内部温度均一；

对于比渥数 Bi 较小的堆积固体物质，也可认为物体内部温度大致相等；不适用于比渥数Bi 大的固体。

2.弗兰克－卡门涅茨基热自燃理论：

适用于比渥数Bi 大的固体（物质内部温度分布的不均匀性）；以体系最终是否能得到稳态温度分布作为自燃着火的判断准则；

T q 1q 2

q 降低α

q 2q

增加P

自燃临界准则参数 δcr 取决于体系的几何形状。三、链锁自然理论 1.

反应速率与时间的关系 2.运用链锁自燃理论解释着火半岛现象在第一、二极限之间的爆炸区内有一点P

（1）保持系统温度不变而降低压力，P 点则向下垂直移动

自由基器壁消毁速度加快,当压力下降到某一数值后，f < g, φ < 0 ----------------------第一极限

（2）保持系统温度不变而升高压力，P 点则向上垂直移动

自由基气相消毁速度加快,当压力身高到某一数值后，f < g, φ < 0 ----------------------第二极限

（3）压力再增高，又会发生新的链锁反应

导致自由基增长速度增大，于是又能发生爆炸。

----------------------第三极限

3.基于f （链传递过程中链分支引起的自由基增长速率）和g （链终止过程中自由基的消毁速率）分析链锁自燃着火条件

?>0

?=0

1τ2τ3

图3-12 氢氧着火半岛现象

温度℃ 压

力mmHg

10 100

1000 360 400 440 480 520 560 600 非爆炸区

爆炸区 ·P M HO M O H +→++?22??+→+OH O H H HO 222

a.在低温时， f 较小（受温度影响较大），相比而言，g 显得较大，故：

这表明，在的情况下，自由基数目不能积累，反应速率不

会自动加速，反应速率随着时间的增加只能趋势某一微小的定值，因此，f

b.随着系统温度升高，f 增大，g 不变，在时因此，随着时间的增加，反应速率呈指数级加速，系统会发生着火 C.在时，反应速率随时间增加呈线性加速，系统处于临界状态

四、强迫着火

1.最小点火能：能在给定的可燃混气中引起着火的最小火花能

2.电极熄火距离

定义：不能引燃混合气的电极间的最大距离成为电极熄火距离。五．灭火措施（注意两者差别） 1.基于热理论的灭火措施

（1）降低系统氧或者可燃气浓度；（2）降低系统环境温度；

（3）改善系统的散热条件，使系统的热量更容易散发出去。 2.灭火措施总结

1. 降低系统着火温度。

2. 断绝可燃物。

3. 稀释空气中的氧浓度。

4. 抑制着火区内的链锁反应。

第四章：可燃气体的燃烧

1.解释缓燃与爆震（预混气两种火焰传播形式）火焰传播机理

缓燃（正常火焰传播）火焰传播机理：依靠导热和分子扩散使未燃混合气温度升高，并进入反应区而引起化学反应，导致火焰传播

爆震（爆轰）火焰传播机理：传播不是通过传热、传质发生的，它是依靠激波的压缩作用使未燃混合气的温度不断升高而引起化学反应的，从而使燃烧波不断向未燃混合气中推进。 2.缓燃与爆震的特点

在爆震区经过燃烧后气体压力增加、燃烧后气体密度增加、燃烧以超音速传播（M ∞>1）

在缓燃区经过燃烧后气体压力减小或接近不变、气体密度减小、燃烧以亚音速进行（M ∞<1） 3.火焰前沿的定义

火焰前沿（前锋、波前）：一层一层的混合气依次着火，薄薄的化学反应区开始由点燃的地方向未燃混合气传播，它使已燃区与未燃区之间形成了明显的分界线，称这层薄薄的化学反应发光区为火焰前沿（锋面）。 4.火焰位移速度及火焰法向传播速度

火焰位移速度是火焰前沿在未燃混合气中相对于静止坐标系的前进速度，其前沿的法向指向未燃气体。

火焰法向传播速度是指火焰相对于无穷远处的未燃混合气在其法线方向上的速度。

f g ?=-<0f g ?=-

0f g ?=->f g =0?=

5.可燃混气爆炸压力的计算爆炸前：n1、T1、P1、V1，

爆炸后：n2、T2、P2、V2（＝V1）则有：P1V1＝n1RT1，P2V1＝n2RT2 两式相除得：以乙醚为例：

C4H10O +6 (O2+3.76N2) = 4CO2 + 5H2O + 6×3.76N2 n1 = 29.6 n2 = 31.6

爆炸时的升压速度

P —瞬时压力，Pa ；Sl —火焰传播速度，cm/s ；Kd —系数；K —系数，Cp/Cv=1.4；t —时间，s

例：某容器中装有甲烷和空气预混气，体积为9L ，甲烷的体积浓度为9.5%，爆炸前初温T1=298K ，初始压力P1=1.01325×105 Pa ，爆炸时温度为T2=2300K ，最大爆炸压力P2=8.0756×105 Pa ，甲烷火焰传播速度为Sl=34.7 cm/s ，热容比K=1.4，求甲烷爆炸时平均升压速度。解：甲烷燃烧反应式为： CH4+2O2+7.5N2 CO2+2H2O+7.5N2 n1=n2=10.5 (kmol)

由得：

9MPa 9.0)25273(6.29)

2500273(6.311.01

1221

2=+?+??==T n T n P P 11

331P V t S P K P l d +=K T n T n T n T n K d ????? ??-????? ??=13411222

1122π(Pa/s)

12t P P v -=86.23454.112985.1023005.102985.1023005.1014.3341342

11222

1122=???? ??-?????? ??????=????

? ??-????? ??=K

T n T n T n T n K d

π11

331P V t S P K P l d +=)

(086.07.341001325.186.23459000)1001325.1100756.8(11)1(3355

3s S P K V P P t l

d ≈?????-?=

??-=

平均升压速度为

第四章爆炸极限的影响因素（1）初始温度

爆炸性混合物的初始温度越高，则爆炸极限范围越大，即爆炸下限降低而爆炸上限增高

（2）初始压力

一般压力增大，爆炸极限扩大；压力降低，则爆炸极限范围缩小待压力降至某值时，其下限与上限重合，将此时的最低压力称为爆炸的临界压力。

若压力降至临界压力以下，系统便成为不爆炸（3）惰性介质即杂质若混合物中含惰性气体的百分数增加，爆炸极限的范围缩小，惰性气体的浓度提高到某一数值，可使混合物不爆炸（4）容器

容器管子直径越小、爆炸极限范围越小。（5）点火能源火花的能量、热表面的面积、火源与混合物的接触时间等，对爆炸极限均有影响 7.莱—夏特尔公式的证明与应用莱—夏特尔公式的证明如下：指导思想：将可燃混合气体中的各种可燃气与空气组成一组，其组成符合爆炸下限时的比例，可燃混气与空气组成的总的混合气体为各组之和。 4.设各种可燃气体积为：V1，V2，V3，……，Vi 。则总的可燃气体积为V ＝V1+V2+V3+……+Vi

2）设各组可燃气—空气在爆炸下限时的体积为： V ’1，V ’2，V ’3，……，V ’I

则总的可燃混气—空气体积为 V ′＝ V ’1+V ’2+V ’3，……，V ’I 3）设各种可燃气爆炸下限为：x1下，x2下，x3下，…xi 下。则 4）

（4）设总的可燃混气的爆炸下限为x 下。则有

)

/(12.8286

.01001325.1100756.85

5s Pa v =?-?=100V'V ?i

i x ＝

下100V'V 3

3?＝

下x 100V'V 1

1?＝下x 100V 'V 2

2?＝

下x 100x V V'i i

i ?下

＝

100x V

V'111?下＝100x V V'22

2?下

＝

100x V V'33

3?下

＝

100

/100/100/100/100

332211?+?+?+?+?=下下下下

i i x V V x V V x V V x V V 100%'V x V ?下＝

（5）设证毕

例题

1.可燃气体含C2H6 40%，C4H10 60%，取1m3该燃气与19m3空气混合。该混合气体遇明火是否有爆炸危险？（C2H6和C4H10在空气中的爆炸上限分别为1

2.5%、8.5%，下限为

3.0%、1.6%）

五、含有惰性气体的可燃混气爆炸极限的计算方法

如果可燃混气中含有惰性气体，如N2、CO2等，计算其爆炸极限时，仍然利用莱—夏特尔公式，但需将每种惰性气体与一种可燃气编为一组，将该组气体看成一种可燃气体成分。比如：H2+N2, CO+CO2, CH4

该组在混合气体中的体积百分含量为该组中惰性气体和可燃气体体积百分含量之和。

而该组气体的爆炸极限可先列出该组惰性气体与可燃气的组合比值，再从图中查出该组气体的爆炸极限，然后代入莱—夏特尔公式进行计算。

%x P x P x P x P 100i i

332211下下下下下

＝+?+++x 100V V ?i i

P ＝100V V 11

?＝P 100V V 2

2?＝P 100V V 33?＝P %0.2%1.6

60340100=+

＝下x %9.7%8.56012.540100=+＝上x 混合气中可燃气浓度：1/（1+19）=5% 2.0% < 5% < 9.7%

故，该混合气体遇火爆炸。

解：乙烷：P1=40% 丁烷：P2=60% 图4-25 氢、一氧化碳、甲烷与氮、二氧化碳混合气体在空气中的爆炸极限

例4－1 求煤气的爆炸极限。煤气组成为：H2一12.4％；CO 一27.3％；CO2一6.2％；O2一0％；CH4一0.7％；N2一53.4％。解：分组：CO2+H2；N2+CO ；CH4

CO2+H2： 6.2％+12.4％＝18.6％；

N2+CO ：27.3％+53.4％＝80.7％； CH4：0.77％。

从图4－25查得：

H2＋CO2组的爆炸极限为：6.0％～70％； CO ＋N2组的爆炸极限为：40％～73％。 CH4的爆炸极限为：5％～15％

8. F-S-I 体系爆炸浓度极限图以可燃气—氧气—氮气体系为例

5.04.122.6H CO 22＝％

％

＝96

.13.274.53CO N 2＝％

％＝％

＝下19%0

.57

.0407.800.66.18100

++=x ％

＝上53.70%15

.030.77.80706.18100

++=

例题：已知乙烯在氧气中的爆炸浓度极限为3～80%，氮气惰化时的爆炸临界点为（氧气10%，氮气87%，乙烯3％）。

（1）请绘出乙烯—氧气—氮气体系的爆炸浓度极限图。

（2）用图解法计算乙烯在空气中的爆炸浓度极限。

（3）在1m3的混合气（乙烯20%，其余为空气）中，至少掺入多少m3的氮气后遇明火不会爆炸。

（4）激波的形成过程；爆轰的发生过程、形成条件

A.激波的形成过程

同理，后面的压缩波的波速都将比前面的压缩波的传播速度快，不难想象，经过一段时间后，这些压缩波将会叠加在一起，波的能量也将迅速增大，即形成所谓的“激波” 。激波前后气体的参数（压力、温度、密度等）发生了显著的变化。

B.爆轰的发生过程

C.爆轰的形成条件

1．初始正常火焰传播能形成压缩扰动

2．管子要足够长或自由空间的预混气体积要足够大

3．可燃气浓度要处于爆轰极限范围内

4．管子直径大于爆轰临界直径

10.预防可燃气爆炸的方法

①严格控制火源；②防止预混可燃气的产生；

③用惰性气体预防气体爆炸；④切断爆炸传播的途径。

11.湍流火焰区别于层流火焰的明显特征

火焰长度短，厚度较厚，发光区模糊，有明显噪音等

12.火焰高度随流速的变化

流速比较低时，处于层流状态，火焰高度随流速增加成正比提高，在流速比较高时，处于湍流状态，火焰高度几乎与流速无关。

例题：为什么1mol可燃气完全燃烧所需氧气摩尔数越大，扩散火焰高度越高？

答：1mol可燃气完全燃烧所需氧气摩尔数越大，则对氧气的需求就更加强烈，通过增加火焰高度以获得更充足的氧气供应。

第五章总结

1.根据液体燃料蒸发与汽化的特点，可将其燃烧形式分为

液面燃烧,灯芯燃烧,蒸发燃烧,雾化燃烧

2.蒸发热：在一定的温度和压力下，单位质量的液体完全蒸发所吸收的热量。液体蒸发过程中，高能量的分子离开液面进入空间，使剩余液体的内能越来越低，液体的温度会越来越低，欲使液体的温度保持不变，液体须从外界吸收能量。也即：要使液体处于恒温恒压下蒸发，液体须从外界吸收的能量。

液体蒸发吸热的原因：主要为了增加液体分子的动能以克服分子间引力而逃逸出液面，因此，分子间力大的液体，其蒸发热也越高；此外，蒸发热还用于气化时蒸气体积膨胀对外所做的功。

3.闪燃：这种在可燃液体上方，蒸气与空气的混合气体遇火源发生的一闪即灭的燃烧现象即称之为闪燃。

液体的闪点：在规定的实验条件下，液体表面能够产生闪燃的最低温度称为闪点。

4.同系物闪点的变化规律：

（1）同系物闪点随分子量增加而升高；

（2）同系物闪点随沸点的升高而升高；

（3）同系物闪点随比重的增大而升高；

（4）同系物闪点随蒸气压的降低而升高；

（5）同系物中正构体比异构体闪点高。

5.自燃着火与自然点

自燃着火：没有火源作用，而靠外界加热而引起的着火现象同系物的自燃点有以下规律：

（1）同系物自燃点随分子量增加而减少。（2）同系物中正构体比异构体自燃点低。（3）饱和烃比相应的不饱和烃的自燃点高。 6.闪点计算（联系后面的温度极限）（1）根据波道查的烃类闪点公式计算对于烃类可燃液体，其闪点服从波道查公式：其中：t f 为闪点，t b 为沸点。（2）根据道尔顿公式计算

根据爆炸极限的经验公式，当液面上方的总压为 P 时，可燃液体的闪点所对应的可燃液体的蒸气压 P f 为:

0.69473.7

f b t t =-1 4.76(1)

f P

P N =

其中：N 为燃烧 1摩尔可燃液体所需的氧原子数。（3）根据可燃液体碳原子数计算

式中：n c 为可燃液体分子中的碳原子数（4）利用可燃液体的爆炸下限计算

闪点（温度）时液体的蒸气浓度就是该液体蒸气的爆炸下限 L 液体的饱和蒸气浓度和蒸气压的关系为:

若已知爆炸下限L ，即可求出P f ，根据克劳修斯一克拉佩龙方程，求出该液体的闪点:

（5）根据布里诺夫公式计算

P f —闪点温度下可燃液体的饱和蒸气压，Pa P —可燃液体蒸气与空气混合气体的总压，101325Pa D 0 —可燃液体蒸气在空气中于标准状态下的扩散系数，查表 β—燃烧1摩尔可燃液体所需的氧原子数

7.会利用爆炸温度极限判断可燃液体的爆炸温度危险性爆炸温度极限 :

液面上方液体蒸气浓度达到爆炸浓度极限，混合气体遇火源就会发生爆炸。（1）凡爆炸温度下限（t 下）小于最高室温的可燃液体，其蒸气与空气混合物遇火源均能发生爆炸；

（2）凡爆炸温度下限（t 下）大于最高室温的可燃液体，其蒸气与空气混合物遇火源均不能发生爆炸；

（3）凡爆炸温度上限（t 上）小于最低室温的可燃液体，其咆和蒸气与空气的混合物遇火源不发生爆炸，其非饱和蒸气与空气的混合物遇火源有可能发生爆

2(277.3)10410f c

t n +=100% 100

f f P LP L P P

303.2lg C RT

L P

+-=0f AP P D β

炸。

爆炸温度极限的计算

爆炸温度下限为液体的闪点，其计算与闪点计算相同

爆炸温度上限的计算，可根据已知的爆炸浓度上限值计算相应的饱和蒸气压，然后用克劳修斯一克拉佩龙方程等方法计算出饱和蒸气压所对应的温度，即为爆炸温度上限。

5.油池火d(容器直径)与v(燃烧速度)的关系

当d很小的时候，有v与d近似成反比的关系；当d很大时，有vl与d近似无关系。

9.引燃着火及着火点；引燃的着火条件；灯芯点火的原理

可燃液体的着火方式：引燃（点燃）和自燃

引燃（点燃）：可燃液体的蒸汽与空气的混气在一定的温度条件下，与火源接触发生连续燃烧现象

燃点:发生引燃着火的最低温度。

灯芯点火的原理：

由于毛细现象，灯芯将可燃液体吸附到灯芯中，由于灯芯比热小，灯芯上液体的热对流运动被限制，因此容易用小火焰加热，使得灯芯上的可燃液体被加热到燃点以上温度而被点燃，同时灯芯周围的液体被加热，表面张力平衡被破坏，从而使得液体产生回流，即在液体表面上产生一个净的作用力，驱使热流体离开受热区，而液面以下临近的冷流体则流向加热区。

10.影响液体燃烧速度的因素；液体自燃的原因；有机化合物自然点变化的规

律

影响液体燃烧速度的因素：1.液体的初温影响2.容器直径大小的影响3．容器中液体高度的影响4．液体中的含水量的影响 5.有机同系物液体密度的影响6.风的影响

11.液体的稳定燃烧；影响液体燃烧速度的因素

可燃液体一旦着火并完成液面上的传播过程之后，就进入稳定燃烧的状态。因素：1．液体的初温影响；2．容器直径大小的影响；3．容器中液体高度的影响

12.点源法计算火焰辐射

13.沸溢及形成条件；喷溅及其发生条件和危害

在热波向液体深层运动时，由于热波温度远高于水的沸点，因而热波会使油品中的乳化水气化，形成油包气的气泡，即油的一部分形成了含有大量蒸气气泡的泡沫，使液体体积膨胀，向外溢出，使液面猛烈沸腾起来，就象“跑锅”一样。这种现象叫沸溢。

沸溢形成必须具备三个条件：（1）原油具有形成热波的特性，即沸程宽，比重相差较大；

（2）原油中含有乳化水，水遇热波变成蒸气；

（3）原油粘度较大，使水蒸气不容易从下向上穿过油层。如果原油粘度较低，水蒸气很容易通过油层，就不容易形成沸溢。

喷溅现象（扬沸）原油中的水以水垫形式存在

随着燃烧的进行，热波的温度逐渐升高，热波向下传递的距离也加大当热波达到水垫时，水垫的水大量蒸发，蒸气体积迅速膨胀，以至把水垫上面的液体层抛向空中，向罐外喷射。这种现象叫喷溅。

喷溅发生的征兆

出现油面蠕动、涌涨现象；火焰增大、发亮、变白；出现油沫2～4次；烟色由浓变淡，发生剧烈的“嘶！嘶！”声等。

金属油罐会发生罐壁颤抖，伴有强烈的噪声（液面剧烈沸腾和金属罐壁变形所引起的）；烟雾减少，火焰更加发亮，火舌尺寸更大，火舌形似火箭。

喷溅的危害

当油罐火灾发生喷溅时，能把燃油抛出70～120m 。不仅使火灾猛烈发展，而且严重危及扑救人员的生命安全，因此，应及时组织撤退，以减少人员伤亡。宽沸程液体热波形成机理

火灾形成后火焰加热液面；液面液体蒸发，低沸点液体先蒸发，高沸点组份形成高温重质微团；高温重质微团下沉，对流换热，将热量向下传递，形成热波。

14.

第六章可燃固体的燃烧

1固体燃烧的形式

（1）蒸发燃烧（2）表面燃烧（3）分解燃烧（4）熏烟燃烧（阴燃）（5）动力燃烧（爆炸）

2评定固体火灾危险性的参数（1）熔点、闪点和燃点

熔点越低的可燃固体，闪点和燃点也越低，火灾危险性越大；（2）氧指数

氧指数是指刚好维持物质燃烧时的混合气体中最低氧含量的体积百分数。氧指数越小的高聚物，燃烧时对氧的需求量越(或者说燃烧时受氧气浓度的影响越小)，因而火灾危险性越大。氧指数小于22的属易燃材料；氧指数在22－27之间的属难燃材料；而氧指数大于27的属

直径平方定律

122t K d d s -=

高难燃材料。

3、固体着火燃烧理论固体引燃条件和引燃时间（1）

如果S<0，固体不能被引燃或只能发生闪燃；

如果S>0，固体表面接受的热量除了能维持持续燃烧，还有多余部分。这部分热量可以使可燃气的释放速率进一步提高，为固体持续燃烧创造更好的条件； S=0固体能否被引燃的临界条件。

※（2）薄片状固体引燃时间计算(计算题，考的可能性很大)

假设一薄物体的厚度、密度、热容和它与周围环境间的对流换热系数分别为τ、ρ、c 、和h ；薄物体的燃点和环境温度（或物体初温）分别为 T i 和T 0。 a 物体两边同时受温度为T ∞的热气流加热

b 果物体单面受热，另一面绝热，引燃时间为

c 果物体单面受热，另一面不绝热

d 体一面受热通量为的辐射加热，另一面绝热时

e 果一面受辐射热，另一面不绝热，则有

4高聚物燃烧的普遍性特点

（1）发热量较高、燃烧速度较快（2）发烟量较大，影响能见度（3）燃烧（或分解）产物的危害性大

5木材燃烧大体分为有焰燃烧和无焰燃烧两个阶段。木材有焰燃烧：

木材热分解出的可燃气燃烧，它的特点是燃烧速度快；燃烧量大，约占整个木材重量的70％火焰温度高，燃烧时间短，火灾发展速度猛烈，是火灾发展中的有决定性意义的时期。（为什么说有焰燃烧是火灾发展中的有决定性意义的时期？）

6阴燃：固体物质无可见光的缓慢燃烧，通常产生烟和伴有温度升高阴燃的结构分为三个区域

区域1热解区区域2：碳化区区域3：残余区/碳区（书P248） 7阴燃向有焰燃烧的转变

（—）阴燃从材料堆垛内部传播到外部时转变为有焰燃烧（二）加热温度提高，阴燃转变为有焰燃烧

（三）密闭空间内材料的阴燃转变为有焰燃烧（甚至轰燃）

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αατρ

8粉尘爆炸的条件

a 粉尘本身必须是可燃的

b 粉尘以一定的浓度悬浮于空气中

c 存在足够的引起粉尘爆炸的火源

9粉尘爆炸的特点（与气体爆炸相比）

a点火能大

b感应期长，可达数十秒

c爆炸压力和升压速度小于气体爆炸

d “二次爆炸”(为什么有二次爆炸且危害大)

(1)初次爆炸的冲击波有扬尘作用

(2)离爆炸点越远，破坏越严重

e烟气中CO浓度高，毒性大

10.粉尘爆炸的危害

6.粉尘爆炸具有连续性，即会产生二次爆炸

7.粉尘爆炸具有跳跃性，表现在离起爆点越远，破坏越严重

8.粉尘爆炸容易引起不完全燃烧

西安交大燃烧学课件燃烧学习题答案

《燃烧学》复习题参考答案集 2009 / 1 / 9 第一章化学热力学与化学反应动力学基础 1、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？我国目前的能源环境现状：一、能源丰富而人均消费量少我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，煤炭资源60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年吨标准煤，而1 吨标准煤的能量大概可以把400吨水从常温加热至沸腾。二、能源构成以煤为主，燃煤严重污染环境从目前状况看，煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源，煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算，燃煤排放的主要大气污染物，如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等，对我国城市的大气污染的危害已十分突出：污染严重、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。三、农村能源供应短缺我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，能源需求量大，但农村所用电量仅占总发电量的14%左右。而作为农村主要燃料的农作物桔杆，除去饲料和工业原料的消耗，剩下供农民作燃料的就不多了。即使加上供应农民生活用的煤炭，以及砍伐薪柴，拣拾干畜粪等，也还不能满足对能源的需求。电力市场现状： 2008年10月份，中国电力工业出现％的负增长，为十年来首次出现单月负增长。11月，部分省市用电增幅同比下降超过30％。在煤价大幅上涨和需求下滑的影响下，目前火电企业亏损面超过90％，预计全年火电全行业亏损将超过700亿元。走势分析 2009年，走过今年“寒冬”的电力行业将机遇与挑战并存，挑战大于机遇。受整个经济下滑的影响，“过剩”的尴尬将继续显现。电价矛盾将更加突出。今年以来，国家制定的煤电价格联动政策迟迟无法实施，导致发电企业亏损不断累积，电价矛盾日益尖锐。面对明年经济形势的复杂情况，电力销售价格能否适时调整，具有很大的不确定性。结构调整有望借势“提速”。明年宽松的用电环境正好为中国电力结构调整腾出了时间和空间。面对今年的大变局，国内发电企业将从跑马圈地式的快速扩张，转向注重效益的发展模式。燃烧科学的发展前景燃烧学是一门正在发展中的学科。能源、航空航天、环境工程和火灾防治等方面都提出了许多有待解决的重大问题，诸如高强度燃烧、低品位燃料燃烧、煤浆(油-煤，水-煤，油-水-煤等)燃烧、流化床燃烧、催化燃烧，渗流燃烧、燃烧污染物排放和控制、火灾起因和防止等。我国的能源现状也决定了必须大力的发展燃烧学科。燃烧学的进一步发展将与湍流理论、多相流体力学、辐射传热学和复杂反应的化学动力学等学科的发展相互渗透、相互促进。 2、什么叫燃烧？

燃烧理论基础复习题

《燃烧理论基础》复习题第一章燃烧中的化学热力学及燃烧化学问题 1、我国目前能源与环境的现状怎样？ 2、什么叫燃烧？ 3、从正负两方面论述研究燃烧的意义。 4、不同的学科研究燃烧学各有设么侧重点？ 5、简述能量转化与守恒关系。 6、标准生成焓、生成焓的定义？ 7、反应焓的定义及计算方法？ 8、燃烧焓的定义？ 9、用图示的方法（△H-T）表达放热反应与吸热反应。 10、燃烧焓与燃烧能近似相等的原因？ 11、燃料热值与燃烧焓的关系？ 12、高热值和低热值的区别和转换方法怎样？ 13、液体以及气体燃料热值的测试方法如何？ 14、反应焓和温度的关系？ 15、什么叫化学平衡？ 16、平衡常数的三种表达方式和相互间的关系怎样？ 17、反应速度、生成速度或消耗速度的表达式？ 18、反应度的概念及计算方法？ 19、Gibbs函数的定义？ 20、自由焓与温度变化的关系？ 21、自由焓与压力变化的关系？ 22、孤立系统与非孤立系统的反应平衡关系各自通过什么来判断？ 23、过量空气系数（φat）与当量比(φ)的概念？ 24、浓度以及化学计量浓度的概念？ 25、化学反应中达到平衡状态时的反应度及各组分的摩尔比的计算方法怎样？ 26、氧化反应中，燃烧空气量与燃烧产物的计算方法怎样？ 27、绝热火焰温度的计算方法（反应度为1、反应度小于1、考虑高温热分解三种）怎样？ 28、净反应速度的定义？ 29、化学反应过程中浓度岁时间的变化关系怎样？ 30、反应级数的定义（反应物浓度的指数和）与确定？一般烃类的燃烧反应级数为多少？ 31、Arrhenius定律的内容是什么？（它考察了比反应速度与温度的关系） 32、为什么说Arrhenius定律的结论与分子碰撞理论对化学反应速度的解释是一致的？ 33、热爆理论的局限性体现在什么地方？ 34、什么叫链反应？它是怎样分类的？ 35、链反应一般可以分为几个阶段？ 36、以氢气与溴反应生成溴化氢微粒推导该反应的反应级数。 37、分支链反应为什么能极大地增加化学反应的速度？ 38、图解燃烧半岛现象。 39、常见的有机类燃料及其衍生物有哪几种？ 40、图解碳氢化合物燃烧过程中出现的现象。

燃烧学复习题(超全)

1.说明煤的化学组成、挥发份及灰分、水分、碳分等对煤质特性的影响？煤的化学组成主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)等元素组成：碳是煤中主要的可燃元素，在燃烧过程中放出大量的热；煤的炭化程度越高，含碳量就越大；含碳量高的煤难以着火与燃烬，但是发热量很高。氢也是煤中主要的可燃元素，有效氢的发热量很高，是碳发热量的3～4倍，煤中氢含量先随着炭化程度的增加而增加，当煤中含碳量为85%时达到最大值，然后随着炭化程度的增加而下降。氧是煤中有害的不可燃元素，煤中含氧量随着炭化程度的增加而下降，煤中氧含量的存在会使煤发热量降低。氮是煤中的有害不可燃元素，其存在不但降低煤的发热量，而且会生成NOx 等污染物；硫是煤中的有害元素，在煤燃烧过程中会生成SOx等有害污染物。挥发分是煤在隔绝空气条件下加热到850℃时析出的气体。挥发分含量多的煤，着火容易，着火温度低，燃烬容易；挥发分含量少的煤，着火温度高，着火困难，燃烬非常困难。灰分是指煤中所含的矿物质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成的一些固体残留物。灰分含量高的煤不仅使煤的发热量减小，而且影响煤的着火与燃烧。由于燃烧烟气中飞灰浓度大，使受热面易受污染影响传热、降低效率，并使受热面易磨损而减少寿命。同时，对排烟中的含尘量必须采用高效除尘措施，使排烟中含尘降低到合格的排放指标。在煤的使用过程中，一定要重视煤的灰熔点，否则容易造成结渣，不利于燃烧过程中空气的流通和气流均匀分布，破坏燃烧过程的稳定运行。水分是煤中的不可燃成分，其存在不仅降低了燃料的可燃质含量，含水量大的燃料发热量低，不易着火、燃烧，而且在燃烧时还要消耗热量使其蒸发和将蒸发的水蒸气加热，降低燃烧室温度，使锅炉效率降低，并使排烟损失加大，还易在低温处腐蚀设备。含水量大的煤使得制粉设备制粉困难，需要高温空气或烟气干燥。同时，水分大的煤也不利于运输，并使成本增加。但是，在高温火焰中水蒸气对燃烧具有催化、媒介作用，可以加速煤粉焦碳的燃烧，可以提高火焰黑度，增加火焰及烟气的辐射放热强度，加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外，水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。这样，水分使飞灰中碳粒减少，从而使机械不完全损失减少，TSP减少，同时水分的蒸发有利于疏松煤层，增加孔隙率，改善燃烧。因此综合考虑，应以合适水分为好。煤中碳分包括固定碳和游离碳。固定碳是指在隔绝空气的情况下煤中挥发分析出后剩下的固体物质中的含碳量；游离碳是指挥发分中的含碳量。一般来说，煤的煤化程度越高，挥发分含量越少，固定碳含量越高。煤中固定碳含量高，不利于煤的着火和燃烧，煤难以燃烬。 2.什么是有效氢，什么是化合氢？有效氢：与碳、硫结合在一起的氢，也叫可燃氢，可进行燃烧反应，并放出

工程燃烧学复习卷子

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第一章 1、什么是燃烧燃烧涉及哪些物理化学过程燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的氧化反应。涉及物理过程：质量传递、气流运动、组分扩散、能量传递、相变、压力变化等涉及化学过程：反应机理、反应速度、反应程度、燃烧产物的生成与控制等2、燃烧哪些是有利的，哪些是不利的（1）动力工程（2）材料生产、工业供热（3）家庭供热（4）安全与火灾（5）燃烧对环境的污染，有害气体、温室气体、烟尘等前三者是有利的，后两者是不利的 3、工业燃烧工程师需要解决哪些问题针对不同燃料的特性提出合理的燃烧方法根据生产工艺的具体要求研究和设计特殊性能的新型燃烧装置研究和设计高效节能型燃烧装置研究低噪声、低污染的燃烧技术为计算机控制的工业燃烧过程提供数学模型 4、工业燃烧工程师需要解决哪些问题针对不同燃料的特性提出合理的燃烧方法根据生产工艺的具体要求研究和设计特殊性能的新型燃烧装置研究和设计高效节能型燃烧装置研究低噪声、低污染的燃烧技术为计算机控制的工业燃烧过程提供数学模型 5、烟煤可以分为哪些小类，分类的依据是什么贫煤、（贫瘦煤）、瘦煤、焦煤、肥煤、（1/3焦煤、气肥煤）、气煤、(1/2 中粘煤)、弱粘煤、不粘煤、长焰煤在干燥无灰基挥发分Vdaf >=10的前提下以反映粘结性的几个指标(粘结指数. ，胶质层最大厚度Y和奥—阿膨胀度b)对烟煤进行细分当粘结指数. <=85时，用Vdaf和.来分类。当粘结指数. >85时，用Vdaf和Y或用Vdaf和b值来分类。如按b值和Y值划分类别有矛盾时，以Y值划分的类别为准 6、煤的成分表示方法和转换关系应用基（也称收到基）表示方法，用下角标ar Car%+Har%+Oar%+Nar%+Sar%+Aar%+War%=100% 干燥基表示方法，用下角标d Cd%+Hd%+Od%+Nd%+Sd%+Ad% =100% 可燃基（也称干燥无灰基）表示方法，用下角标daf Cdaf%+Hdaf%+Odaf%+Ndaf%+Sdaf% =100% 7、煤中的水分有哪些工业分析中的水分包括哪些外部水分：不被燃料吸收而是机械地附在燃料表面上的水

《消防燃烧学》燃烧学基础知识复习重点

这个是大四考的，他们貌似今年刚学，不知道和我们的一样不！大家看看吧。。。。。名词解释（20选10） 1、化学当量比：常用来定量地表示燃料和氧化剂的混合物的配比情况 2、空燃比: 化学恰当反应时消耗的空气-燃料质量比，某数值等于1Kg燃料完全燃烧时所需要的空气质量 3、燃烧焓: 当1mol的燃料与化学当量的空气混合物以一定的标准参进入稳定了流动的反应器，且生成物也以同样的标准参考状态离开该反应器，把此反应释放出来的热量定义为燃烧焓 4、平衡常数 5、等压绝热火焰温度;当燃料/空气比及温度一定时，绝热过程燃烧产物所能达到的温度(最理想状态，最高温度) 6、活化能：活化分子所具有的平均能量（E）与整个反应物分子的平均能量（E）之差 7、化学反应速率常数：又称比例常数，是单位质量的反应速率系数，它在名义上与浓度无关与温度有关。 8、化学反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的变化量 9、基元反应：能代表反应机理的由反应微粒一步实现的且不通过中间或过渡状态的反应 10、链锁反应：一种在反应历程中含有被称为链载体的低浓度活性中间产物的反应，这种链载体参加到反应的循环中，并且它在每次生成产物的同时又重新生成 11、层流火焰传播速度：火焰前锋沿法线方向朝新鲜气传播的速度。 12、湍流火焰传播速度：是指湍流火焰前沿法向相对于新鲜可燃气运动的速度，可用流经火焰的可燃预混气的体积流量Q除以湍流火焰的表观面积A f来表示S T≡Q/A f 13、邓克尔Damkohler数 14、扩散燃烧：燃料和氧化剂没有预先混合，分别输入燃烧室，由扩散过程控制的燃烧。 15、动力扩散燃烧：燃烧的快慢既与化学动力因素有关，也与混合过程有关 16、斯蒂芬stefan流：在相分界面处由于扩散作用和物理化学过程的作用而产生的垂直于相分界面处的总体物质流。 17、费克扩散定律：双组分混合物中，组分A的扩散通散与该组分质量分数梯度绝对值成正比，反之相反，比例系数称为扩散系数。 18、可燃极限：在一定的温度或压力条件下，并不是所有混合气成分都能够着火，而是存在着一定的浓度范围，超过这个范围，混合气就不可能着火 19、蒸发常数k 20、淬熄距离d q：当管径或容器尺寸小到某个临界值时，由于火焰单位容积的散热量太大，生热量不足，火焰便不能传播。这个临界管径叫淬熄距离d q 二．简答题（20选8，简单请尽量详细） 1、试说明等压绝热火焰温度计算过程2.试说明温度与压力对化学平衡的影响？ a.压力升高，平衡态朝体积减小方向进行 b. 温度升高，平衡态朝吸热方向进行 3、什么是离解？试说明离解对火焰温度的影响？离解是燃烧产物的分子在高温下吸收热量而裂变为简单分子或原子的现象影响：离解是吸热反应，温度越高，压力越低，离解程度越大，吸热也越多。这是由于燃烧反应而放出的的热量将重新又吸回分子中去。燃烧产物离解使燃烧不完全，放热量减少，从而使燃烧温度降低 4、试说明反应级数、质量作用定律、反应分子数间的关系

燃烧学复习题

燃烧学复习题第二章 1.简述比热容和物质原子个数之间的关系，并解释形成这一关系的原因。P14 一般而言，物质原子个数越多，比热容越大。分子内能由三个部分组成：平动、振动和转动。单原子分子只有平动动能，双原子分子中，能量储存于振动的化学键和基于两个正交轴的转动动能中，也有平动动能，双原子分子的比热容大于单原子分子的比热容，三原子分子比热容更大，一般而言，分子结构越复杂，摩尔热容越大。比热容Cv和Cp通常都是温度的函数。分子结构越复杂，其摩尔热容越大。机理分子内能由三部分组成，平动，振动，转动。根据量子理论，振动和转动的能量储存模式随温度的增加而变得活跃。 2.什么是生成焓？绝对焓、生成焓和显焓之间的关系。P23 标准状态下元素的化学键断裂并形成新的键而产生所需要的化合物时的净焓变化值.。绝对焓定义为生成焓和显焓之和。 3.什么情况下物质的生成焓为0？P23 在标准参考状态（T=298K，P=1atm）下所有稳定的元素在其最自然的状态时的生成焓设定为零。 4.什么是反应焓？和热值之间的关系？P27 完全反应条件下，在某一特定状态下产物的焓与反应物的焓的差叫作反应焓。热值与反应焓数值相等，但符号相反。 5.低位热值和高位热值有何区别？燃料和燃烧产物在什么状态下的放热量最大？P27 高位热值（HHV）是假设所有产物都凝结成液体水时的燃烧热。这一情形下释放出最大的热量。低位热值（LHV）是指没有水凝结成液体的情况下的燃烧热。 6.当量比的定义？不同的当量比对于什么燃烧工况？P20

7. *化学当量空燃比和实际空燃比有何区别？理论上每千克燃料完全燃烧时需要空气的质量，这种空气和燃料的比例称为化学当量比。为了完全燃料，实际送入的空气量要大于理论空气量， 8. *绝热燃烧温度的定义？有哪些因素导致实际燃烧温度总是低于绝热燃烧温度？绝热燃烧温度，亦称“绝热火焰温度”，是燃料在绝热条件下实现完全燃烧时，燃烧产物所能达到的温度。包括定压绝热燃烧温度和定容绝对燃烧温度。在高温度燃烧中，燃烧产物不是简单的理想产物的混合物；主要成分离解产生次要成分。因为实际燃烧时散热是不可避免的，为了完全燃烧，实际送入的空气量要大于理论空气量，以及火焰在高温时，部分燃烧产物C02和H20分解成CO 、H2和02时要吸热。所以，实际燃烧温度总是低于理论燃烧温度。 9. 定质量孤立系统中，燃烧化学平衡组分如何确定？P33 （热力学）第一定律，第二定律，状态方程 10. *在使用吉布斯函数来确定燃烧化学平衡组分时，有哪些限定条件？P33 给定温度、压力和化学当量比的条件下计算混合物的组成。G=H-TS 11. 如何用分压力计算平衡常数K p ？P35 12. 平衡常数K p 和0T G 的关系，及其对化学平衡的影响？P35

高等燃烧学考试答案整理

1.煤的热解过程或阶段第一阶段，室温～300℃，干燥脱气阶段，煤的外形基本无变化。褐煤在200℃以上发生脱羧基反应，约300℃开始热解反应，烟煤和无烟煤一般不发生变化。第二阶段，300℃～600℃，这一阶段以解聚和分解反应为主，形成半焦。生成和排出大量挥发物，在450℃左右焦油量排出最大，在450℃～600℃气体析出量最多。烟煤约350℃开始软化、熔、融、流动和膨胀直到固化，出现一系列特殊现象，形成气、液、固三相共存的胶质体。在500℃～600℃胶质体分解、缩聚，固化形成半焦。第三阶段，600℃～1000℃，以缩聚反应为主，半焦变成焦炭。该阶段析出焦油量极少，挥发分主要是煤气(H2和CH4)，又成为二次脱气阶段。从半焦到焦炭，一方面析出大量煤气，另一方面焦炭本身密度增加，体积收缩，形成具有一定强度的碎块。 2. 少油（微油）点火技术工作原理是：利用机械雾化和压缩空气的高速射流将燃油挤压、撕裂、破碎，产生超细油滴后由高能点火器引燃，同时巧妙地利用燃烧产生的热量对燃油进行加热，使燃油在极短的时间内蒸发气化。由于燃油在气化状态下燃烧，可以大大提高燃油火焰温度，并急剧缩短燃烧时间。气化燃烧后的火焰中心温度高达1800～2000℃。它作为高温火核在煤粉燃烧器内快速点燃一级煤粉。同时根据分级燃烧的原理，使煤粉在点火初期就尽可能充分燃烧，达到煤粉锅炉点火启动和低负荷稳燃的目的。等离子点火技术：直流电流在一定介质气压的条件下引弧，并在强磁场控制下获得稳定功率的定向流动空气等离子体，该等离子体在点火燃烧器中形成T>4000K的梯度极大的局部高温火核，煤粉颗粒通过该等离子“火核”时，迅速释放出挥发物、再造挥发份，并使煤粉颗粒破裂粉碎，从而迅速燃烧，达到点火并加速煤粉燃烧的目的。等离子体内含有大量的化学活性粒子，如原子（C、H、O）离子（O2-、H+、OH-）和电子等。它们可加速热化学转换，促进燃料完全燃烧。这对于点燃煤粉（特别是贫煤）强化燃烧有着特别重要的意义。等离子发生器由线圈、阴极、阳极组成。其中阴极和阳极由高导电率、高导热率及抗氧化的特殊材料制成，以承受高温电弧冲击。线圈在高温情况下具有抗直流高压击穿能力。电源采用全波整流并具有恒流性能。其发火原理为：在一定输出电流条件下，当阴极前进同阳极接触后，系统处在短路状态，当阴极缓缓离开阳极时产生电弧，电弧在线圈磁场的作用下被拉出喷管外部。压缩空气在电弧的作用下，被电离为高温等离子体，进入燃烧器点煤粉。 3. 二氧化碳控制 1 整体煤气化联合循环发电 IGCC 发电系统是将煤气化, 在合成气进入燃气轮机之前进行脱碳。系统工艺流程:将空气分离制得的氧气输送至煤气发生炉内生成煤气, 煤气经除尘、脱硫、吸收CO2 后制得纯净煤气。煤气加压后用于发电燃烧; 对CO2 吸收液进行解析, 获取纯净CO2 。 2 富氧燃烧基本工艺流程为: 空气经分离制得纯氧, 纯氧被输送到锅炉与煤燃烧, 产生的蒸汽用于发电; 烟气经除尘、脱硫脱硝、CO2 压缩等工序后获得纯净CO2。 3 燃烧后脱碳胺吸收法：燃煤烟气经冷却塔降温、初步吸收CO2 后, 进入胺液吸收塔, 在塔内烟气中CO2 被二次吸收后净烟气经烟囱排出; 粗胺液经过解析塔将CO2 分离出来,获得高纯度CO2, 还原的胺液再次循环。该法生产CO2 是气态的, 需经吸附精馏进一步提纯净化、精馏液化, 才能进行液态储存和运输。

燃烧学基础-概念与应用

燃烧学基础 —概念与应用 Stefen R. Turns 重庆大学2009/4/13

1引言学习燃烧学的目的自人类赖以生存的地球存在以来，就有了燃烧现象及其对燃烧的控制。燃烧是能源利用的一种主要形式，现阶段，人类使用的能源的85％来源于燃烧[1,2]，见表1.1。在我们的日常生活中，燃烧具有重要的意义，如冬季供热就是直接来源于锅炉等的燃烧，或者通过燃烧化石燃料发电来进行间接供热，实际上，电能的供给也主要是依靠燃烧。上世纪90年代，美国约32％的电能供给是通过核电站或者水力发电来完成的，但仍然有一半以上的用电需量需要通过燃煤发电来供给。交通运输几乎完全依赖于燃烧，如航空和地面运输设备的动力就主要依赖于石油产品的燃烧。工业过程严重地依赖于燃烧，如钢铁和金属冶炼业中原材料的准备、热处理等工艺中都涉及到燃烧现象。其他工业燃烧装置包括锅炉、精炼和化工流体加热器、玻璃融化、固体干燥等。水泥行业也大量使用燃烧所释放的热能。表1.1 1996年美国的能源消耗我们可以看到，燃烧对人类的生产生活具有非常重要的意义。另一方面，燃烧过程还广泛于环境保护，如废弃物焚烧，发动机废弃物（主要成分为已燃的碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫和三氧化硫，以及各种形式的颗粒物等）的排放控制等；同时，燃烧失去控制后，可能引起火灾爆炸灾害，造成人员的伤亡和财产损失。因此，燃烧对于人类社会的生产生活非常重要。燃烧的定义简单地说，燃烧就是快速的发光发热的化学反应。该定义强调了化学反应对于燃烧现象的本质重要性，同时也强调了燃烧过程对于将化学键内存储的能量转化为热能并以不同的方式供人类应用的重要性。

燃烧学复习资料整理中国矿业大学(教学内容)

燃烧学复习提纲第一章 1、燃烧的本质及燃烧的条件（充分条件及必要条件）、燃烧三角形；答：燃烧的本质：所谓燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光或发烟的现象。燃烧的条件：充分条件：可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的能量。必要条件：可燃物、助燃物、点火源。燃烧三角形：可燃物、氧气、点火源。 2、理论空气量、理论烟气量、过量空气系数；答：理论空气量：是指单位量的燃料完全燃烧所需要的最少的空气量，通常也称为理论空气需要量。固体： 2-20O C H S O V =++-22.4101243232???? ??? ， 2 0O 0air V V =0.21，，气体： 220O 222113V =CO+H +H S+n 102224n m m C H O -????+-? ??????? ∑， 2 0O 0air V V =0.21，，

理论烟气量：固体： 20,22.412100 co C V = ? 20,22.432100 SO S V =? 20,0,22.40.7928100 N air N V V =?+ 20,22.422.4181002100N W H V =?+? 气体： ()220,210CO n m V CO CO nC H -=++?∑ 220,S 2H S 10O V -=? 220222V 102O n m m H H O H S C H -??=+++? ??? ∑，H 22020,V 100.79air N V -=?+，N 过量空气系数：实际空气需要量通常大于理论空气需要量。 ,0,V air air V αα= α——过量空气系数 α＝1时，燃料与空气量比称为化学当（计）量比 α<1 时，实际供给的空气量少于理论空气量。燃烧不完全 α>1时，实际空气量多于理论空气量，才能保证完全燃烧气态可燃物α＝1.02－1.2；液态可燃物α＝1.1－1.3；固态可燃物α＝1.3－1.7。

燃烧学试卷-答案

一、单选题（2分/个） 1、不属于常用防止脱火的措施的为：D A喉口加装收缩段，但喉口直径不变B加稳焰器C使用冷却装置D利用钝体 2、下列关系不正确的是：B A液体燃烧的过程包括雾化、受热蒸发、扩散混合、着火燃烧B油滴燃烧属于预混燃烧 C提高燃烧室的温度水平有利于强化油雾燃烧 D异相燃烧是指不同相的物质之间发生的 3、碳的（）反应是自我促进的，而（）反应是自我抑制。A A氧化/气化 B气化/氧化 C还原/氧化D氧化/还原 4、已知燃料成分，下列量可以确定的是：D A着火温度B理论发热温度C理论燃烧温度D实际燃烧温度 5、影响碳球燃尽速度的主要因素是：D A碳球表面二氧化碳浓度B碳球燃尽时间C碳球直径D碳球表面氧气浓度分 6、涡轮增压装置对汽车发动机的作用不包括：D A能提高汽车发动机内的燃料气体的化学反应速度 B能减少汽车发动机内燃料气体的燃烧 C提高汽车发动机的功率 D能提高汽车发动机内燃料气体理论发热温度 7、能用来描述动量、热量和质量相似的准则数是：C A普朗特数，雷诺数，努塞尔特数和舍伍德数 B普朗特数，施密特数，努塞尔特数和 C普朗特数，施密特数，努塞尔特数和舍伍德数 D普朗特数，施密特数，努塞尔特数和雷诺数 8、依靠传热与传质进行火焰传播的是：C A爆震B爆炸C正常传播D爆燃 9、对于影响自燃着火温度的描述，不正确的是：D A散热系数减少有利于着火B燃料活性强易着火 C系统初始温度升高容易着火D产热散热相等有利于着火 10、静止空气中球形碳粒燃烧，当温度为900℃时：B A只存在二次反应B一次反应，二次反应并存C只存在一次反应D以上都不对二、辨析题（判断正误，错误的说明理由，5分/个） 1、复杂反应所形成的最终产物由几步反应所完成，故可用质量作用定律直接按反应方程判断反应物浓度关系。答：错。复杂反应，所形成的最终产物是由几步反应所完成的，故化学反应方程式并非表示整个化学反应的真实过程，故无法用质量作用定律直接按反应方程判断反应速度与反应物浓度关系 2、家用煤球炉在800多摄氏度能稳定燃烧，而大型煤粉炉要在1300℃以上才能稳定燃烧，因此，由细小煤粉反应活性好的理论可以得知：因此家用煤球炉比大型煤粉炉更实用。答：停留时间是影响燃烧热工况的很重要的一个因素。停留时间越长，燃烧热工况越好。家用煤球炉中，煤的停留时间可以达到几个小时，而大型煤粉炉中，煤粉颗粒在炉膛内却只能停留2到5秒，因此家用煤球炉在较低温度下即可以维持燃烧稳定，而大型煤粉炉却需要较高炉膛温度来维持燃烧稳定。

燃烧学总复习题

燃烧 1、着火是指：燃料和氧化剂混合后，由无化学反应、缓慢的化学反应向稳定的强烈放热状态的过渡过程，最终在某个瞬间、空间中某个部分出现火焰的现象。 2、热自燃孕育期即为着火延迟期：它的直观意义是指可燃物质由可以反应到燃烧出现的一段时间，更确切的是在可燃物质已达到着火条件下，由初始状态到温度骤升的瞬间所需时间。 3、火焰传播是指：当混合气的某一局部点燃着火时，将形成一个薄层火焰面，火焰面产生的热量将加热临近层的可燃混合气，使其温度升高至着火燃烧，这样一层一层的着火燃烧，把燃烧逐渐扩展到整个可燃混合气的现象。 4、燃烧温度：燃料在炉内实际燃烧后烟气所达到的温度(有散热)，它是在边燃烧边传热的情况下烟气达到的温度，在高度方向和炉膛截面的不同处，其燃烧温度是不相同的；此外还与燃烧完全程度及燃料是否热解有关。 5、理论燃烧温度(绝热燃烧温度)：假定炉膛边界不传热(绝热系统)时，燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)时炉内烟气所能达到的最高温度(不等于1，燃料和空气均可预热)。理论燃烧温度是燃料燃烧的一个重要指标，为某种燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度，其对于炉内过程分析和热工计算都是一个极其重要的依据，对于燃料与燃烧条件的选择，温度水平的估计和炉内换热计算，都有实际意义。 6、理论发热温度：假定炉膛边界不传热(绝热系统)时，燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)，燃料和空气均不预热时，空气消耗系数为1时，炉内烟气能达到的温度称为理论发热温度。理论发热温度只和燃料性质有关，是从燃烧温度的角度评价燃料性质的一个指标。 7、均相燃烧：燃料和氧化剂的物态相同，如气体燃料在空气中的燃烧，燃料和氧化剂都是气体，属于同相燃烧。 8、异相燃烧：燃料和氧化的物态不同，如固体燃料在空气中的燃烧属于异相燃烧。 9、动力燃烧：燃料与氧化剂混合时间远小于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和，扩散性能远远超过化学反应性能，燃烧速度取决于化学反应性能，而与扩散性能无关。此时，扩散性能很强，燃料表面有足够的氧气，阻碍燃烧的是不能迅速进行化学反应。如预先混合好的可燃气体与空气混合物的燃烧过程、层燃炉尾部燃烬区的燃烧过程、细小颗粒煤粉的燃烧过程和煤粉炉尾部的燃烧等，即动力燃烧不只在气体燃料燃烧时才存在。其主要影响因素是可燃物与氧的化学反应速度，化学反应速度与反应空间的压力、温度、反应物质浓度有关。对于锅炉的实际燃烧，影响化学反应速度的主要因素是炉内温度，炉温高，化学反应速度快。 10、扩散燃烧：燃料与氧化剂混合时间远大于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和，化学反应性能远远超过扩散性能时，燃烧速度取决于扩散性能，而与化学反应能力无关，化学反应能力很强，只要氧气扩散到燃料表面，就能立即燃烧掉，阻碍燃烧的是氧气供给不足。如气体燃料与空气分别由两个喷口进入燃烧室的燃烧过程和大颗粒煤的燃烧过程。对于扩散燃烧，对其燃烧进行强化的主要方法是加强燃料与空气的混合，其次是提高二者的温度等。 11、何为阿累尼乌斯定律？何为活化能E？活化能与何因素有关？

西工大2012燃烧学考试题回忆版

1绝热火焰温度:当燃料和空气的初始状态，即燃料/空气比及温度一定时，绝热过程燃烧产物所能达到的温度（最理想状态，最高温度）。 2.活化能:活化分子所具有的最小能量(E *)与整个反应物分子的平均能量(E )之差。简称活化能(E a )。E a=E *-E 3.标准燃烧焓:当1mol 的燃料与化学当量的空气混合物以一定的标准参考状态进入稳定流动的反应器，且生成物也以同样的标准参考状态离开该反应器，此反应释放出来的热量。 4.基元反应：能代表反应机理由反应微粒一步实现的反应，而不通过中间或过渡状态的反应。 5.链锁反应：一种在反应历程中含有被称为链载体的低浓度活性中间产物的反应。通过活化粒子而进行的一系列化学反应为链锁反应二、1.为什么紊流火焰传播速度要比层流火焰传播速度大得多？为提高紊流火焰传播速度可采取哪些措施。答：原因：（1）湍流流动使火焰变形，火焰表面积增加，因而增大了反应区；（2）湍流加速了热量和活性中间产物的传输，使反应速率增加，即燃烧速率增加；（3）湍流加快了新鲜混气和燃气之间的混合，缩短了混合时间，提高了燃烧速度。措施：增大Re ，增大P ，增大T ，增大u ’，改变混气浓度 2.简述支链爆炸的着火（爆炸）的半岛现象？（课本69页）答：在压力-温度半岛图中，可爆与不可爆区域之间的界限称为爆炸极限。第一爆炸极限的压力最低，此时变为；显然，第一爆炸极限由碰壁销毁和链分支过程之间谁占优势决定。第二爆炸极限发生在中等压力下，通常简化为，此时，第二爆炸极限由气相销毁和链分支过程之间谁占优势决定。并不是所有燃料都存在第三爆炸极限。对大多数燃料，存在第三爆炸极限，它是由热损失决定的，此时爆炸热理论适用。 3.叙述质量、能量、动量输运定律的表达形式和物理意义？答：1.费克扩散定律:在双组分混合物中组分A 的扩散通量的方向与该组分当地质量分数梯度方向相反，绝对值正比于该梯度值，比例系数称为扩散系数。在双组分情况下，由浓度梯度引起的组分扩散通量可以用费克定律表示： 2.傅里叶导热定律:导热通量的方向与温度梯度方向相反，绝对值正比于该梯度值，比例系数称为导热系数。 3.牛顿粘性定律:单位面积上剪切力方向与速度梯度方向相反，绝对值正比于该梯度值，比例系数称为粘性系数。 )输运系数之间的关系: y w D J A AB A ??-=ρy T q ??-=λ y v ??-=μ τ质量输运速率能量输运速率 ===D a S p c r Le 能量输运速率动量输运速率=== λμp c a v Pr 质量输运速率动量输运速率 ===ρμνD D Sc

高等燃烧学复习题参考答案集

《高等燃烧学》习题集与解答第一章绪论 1、什么叫燃烧？答：燃烧标准化学定义：燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应。燃烧的广义定义：燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应，不一定要有氧气参加。 2、燃烧的本质是什么？它有哪些特征？举例说明这些特征。答：燃烧的本质是一种氧化还原反应。它的特征是：放热、发光、发烟并伴有火焰。 3、如何正确理解燃烧的条件？根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法？答：可燃物、助燃物和点火原始燃烧的三要素，要发生燃烧，可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量。根据燃烧的条件，可以提出一下防火和灭火的方法：防火方法：a、控制可燃物；b、隔绝空气；c、清除点火源灭火方法：a、隔离法；b、窒息法；c、冷却法；d、抑制法 4、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？答：我国目前能源环境现状：一、能源丰富而人均消费量少我国能源虽然丰富，但是分布不均匀，煤炭资源60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年0.9吨标准煤，而1 吨标准煤的能量大概可以把400吨水从常温加热至沸腾。二、能源构成以煤为主，燃煤严重污染环境从目前状况看，煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源，煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算，燃煤排放的主要大气污染物，如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等，对我国城市的大气污染的危害已十分突出：污染严重、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。三、农村能源供应短缺我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，

消防燃烧学燃烧学基础知识复习重点题库

内容摘要：1、新修订的《中华人民共和国消防》将于（A）正式实施。A、2009年5月1日B、2009年8月1日C、2009年9月1日2、下列（AE）火灾可以使用二氧化碳灭火器？A、含碳固体可燃物B、易燃液体C、可燃气体D、可燃金属E、带电物体燃烧3、下列（ABCD）情况容易导致电气线路火灾？... 1、新修订的《中华人民共和国消防》将于（A）正式实施。 A、2009年5月1日 B、2009年8月1日 C、2009年9月1日 2、下列（AE）火灾可以使用二氧化碳灭火器？ A、含碳固体可燃物 B、易燃液体 C、可燃气体 D、可燃金属 E、带电物体燃烧 3、下列（ABCD）情况容易导致电气线路火灾？ A、用金属线捆扎绝缘导线或把绝缘导线挂在钉子上。 B、电源过电压。 C、带电作业。 D、在线路上接入过多或功率过大的电气设备，超过了电气线路的负载能力。 E、连接点由于热作用或长期震动使接头松动。 F、用铜丝、铁丝代替熔断器的熔丝。 3、在设有车间或仓库的建筑内（B）宿舍。 A、不得设置员工 B、严禁设置 C、不得设置员工集体 D、经当地公安消防机构批准后，可以设置 4、发生火灾被火围困时，下列做法正确的是（ACDE）。 A、采用毛巾、口罩蒙鼻，匍匐撤离。 B、进入电梯，乘电梯到底层。 C、利用身边的绳索或床单、窗帘、衣服等自制简易救生绳。 D、关紧迎火的门窗，打开背火的门窗，用湿毛巾或湿布塞堵门缝或用水浸湿棉被蒙上门窗。 E、白天，向窗外晃动鲜艳衣物，或外抛轻型晃眼的东西；晚上，用手电筒不停地在窗口闪动或敲击东西，吸引救援者的注意。 5、下列对新《消防法》的理解，你认为正确的是（C）。 A、在没有发生火灾的时候，消防设施可以作为它用。 B、因特殊情况需要使用明火作业的，可以先动火再补办审批手续。 C、任何单位、个人都有维护消防安全、保护消防设施、预防火灾、报告火警的义务。 D、因发展经济的需要，建设单位可以边设计、边施工、边办理相关的消防手续。 6、根据刑法规定，失火罪处以（C）年有期徒刑。 A、1—3年 B、3—5年 C、3—7年 D、5—7年 7、火场中防止烟气危害最简单的方法是（BC）。 A、跳楼或窗口逃生 B、用毛巾或衣服捂住口鼻 C、低姿势沿疏散通道逃生 8、灭火器压力表用红、黄、绿三色表示压力情况，当指针指在绿色区域表示（A）。 A、正常 B、偏低 C、偏高

燃烧学习题答案

1.解释下列基本概念: (1)燃烧：燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光或发烟的现象。 (2)火灾：在时间和空间上失去控制的燃烧称为火灾。 (3)烟：由于燃烧不完全等原因会使得产物中混有一些微小的颗粒，这时即形成“烟”。 (4)热容：在没有相变化和化学变化的条件下，一定量的物质温度每升高一度所需要的热量。 (5)生成热：化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热。 (6)标准燃烧热：在和指定温度下，1mol 某物质完全燃烧时的恒压反应热。 (7)热值：单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧所放出的热量。 (8)低热值：可燃物中的水和氢燃烧生成的水以气态存在时的热值。 2.燃烧的本质是什么它有哪些特征举例说明这些特征. 燃烧的本质是一种氧化还原反应。特征是：放热、发光、发烟、伴有火焰。 3. 如何正确理解燃烧的条件根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法可燃物、助燃物和点火源是燃烧的三要素，要发生燃烧燃烧，可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量。根据燃烧条件，可以提出以下防火和灭火的方法：防火方法：1．控制可燃物；2．隔绝空气；3．消除点火源灭火方法：1．隔离法2．窒息法3．冷却法 4. 抑制法 8. 举例说明燃烧产物(包括烟)有哪些毒害作用其危害性主要体现在哪几个方面除了CO2和H2O 外，烟气中的其他成分都有一定的毒性、刺激性或腐蚀性。其危害性体现在以下三个方面：1）毒害性；2）减光性3）爆炸性 9.试求出在p ＝1atm 、T=273K 下，1公斤苯(C6H6)完全燃烧所需要的理论空气量。 3 22 ,0,030.10104.2248129276.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??+?=??-++?== -- 10.已知木材的组成为:C-46%、%、%、%、%，问在p ＝1atm 、T=273K 下木材完全燃烧产物体积是多少 3 22 ,0,045.4104.22323746124676.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??-+?=??-++?== -- kg m H W V N S C V V V V V air O H N SO CO yq /18.5100624.221009184.2245.479.01002284.2210046124.2210024.22100184.2279.0100284.22100324.22100124.223,0,0,0,02222=?+?+?+?+?=?+?++?+?+?= +++= 11.木材的组成为C-48%、H-5%、O-40%、N-2%、W-5%.试求在、30℃的条件下燃烧5kg 这种木材的实际需要空气体积、实际产物体积和产物密度。(空气消耗系数数取

复习要点2015燃烧学考试重庆大学

《燃烧学》课程复习要点试卷结构： 1、填空题20-30分 2、名词解释10分 3、判断正误10分 4、选择题10分 5、简答题30分 6、阐述分析题或计算题10-20分第一、二章 1.燃烧三要素 2.燃料定义及分类 3.燃料的元素分析成分 4.燃料元素分析基准 5.煤的工业分析成分 6.何谓燃料的发热量？高位、低位发热量 7.煤的几种分类 8.灰的三个熔融特征温度 9.灰中酸性、碱性气化物的区分及对灰熔融性的影响第三章 1.射流的定义及分类 2.自由射流速度分布特性 3.旋转射流与直流射流基本特征的区别 4.颗粒在气流中的受力分析 5.不等温自由射流概念、特性及分类 6.气固多相射流分类及特征 7.平行射流组特征 8.环形射流、共轴射流、受限射流概念 9.模化理论与方法的类型

10.等温模化试验应遵守的原则 11.炉内气流模化试验的观测方法第四章 1.生成热、反应热和燃烧热 2.化学反应中的标准热效应、标准生成热、标准反应热、标准燃烧热、 3.基尔霍夫定律、拉瓦锡-拉普拉斯定律、盖斯定律 4.绝热燃烧温度、自由能、平衡常数 5.标准反应吉布斯自由能 6.热力学平衡判据 7.质量作用定律及可逆反应的平衡常数 8.化学反应速率 9.反应速率常数k 10.影响化学反应速率的因素 11.阿累尼乌斯(Arrhenius)定律 12.活化能及活化分子 13.链锁反应概念及分类 14.反应分子数及反应级数第五章 1.着火概念、机理分类 2.热着火与链式着火机理及异同 3.着火方式及区别 4.热自燃的充分必要条件 5.影响着火的因素有哪些？ 6.强迫着火概念及强迫着火的临界条件 7.工程上较为常用点燃方法 8.热自燃理论中的灭火及链锁自燃灭火机理与灭火方式？

燃烧学期末复习资料

1．阿仑尼乌斯定律：在化学反应的反应物浓度相等的条件下，化学反应速率常数随时间变化的关系。 2．质量作用定律：在一定温度下，基元反应在任何瞬间的反应速率与该瞬间参与反应的反应物浓度幂的乘积成正比。 3．盖斯定律：在条件不变的情况下，化学反应的热效应只与起始和终了状态有关，而与变化途径无关。 4．着火延迟期；在混合气体已达到着火条件下，由初始状态到温度聚升的瞬间所需的时间。 5．层流火焰传播速度：在层流预混可燃气体的燃烧过程中焰面沿其法线方向移动的速度称为层流火焰传播速度（火焰面移动速度：指当预混可燃气体在管中燃烧，产生的火焰不稳定时火焰面沿管轴线移动的速度。火焰面移动速度反映了火焰不稳定时火焰面移动的快慢）6．折算薄膜：把边界层的传热传质近似看作通过球对称的边界层薄膜传热传质阻力。 7．淬熄距离：刚刚能够维持火焰传播的最小管道尺寸。 8．绝热火焰温度：燃料和空气的初始状态一定，绝热过程燃烧产物能达到的温度。 9．雾化角：喷嘴出口到喷雾炬外包络线的两条切线之间的夹角，也称为喷雾锥角。 10．斯蒂芬流：在燃烧问题中，在相分界面处存在着法向的流动，多组分流体在一定的条件下在表面处将形成一定的浓度梯度，因而可能形成各组分法向的扩散物质流。如果相分界面上有物理或化学过程存在，那么这种物理或化学过程也会产生或消耗一定的质量流。于是，在物理或化学过程作用下，表面处又会产生一个与扩散物质流有关的法向总物质流，称为斯蒂芬流。 11．预混火焰和扩散火焰：预混火焰是燃料和氧化剂充分混合后的燃烧火焰。火焰温度很高，没有黑烟，火焰短而强。扩散火焰是燃料燃烧所需的空气全部由外界提供，靠可燃气体与空气中的氧相互扩散来完成燃烧过程的火焰。燃烧过程较长，火焰温度低，燃料不易燃尽，一般有碳烟，火焰很长。 12．盖斯定律：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关 13．缓燃与爆燃：缓燃（正常传播）：火焰锋面以导热和对流的方式下传热给可燃混合物引起的火焰传播，也可能有辐射（如煤粉燃烧时的火焰传播可能以辐射为主，也有可能为对流和辐射并重）。传播速度较低（1～3m/s，远小于声速），传播过程稳定。一般的工程燃烧均为此类。爆燃：绝热压缩引起的火焰传播，是依靠激波的压缩作用使未燃混合气的温度升高而引起化学反应，从而使燃烧波不断向未燃气推进，传播速度大于1000m/s，大于声速。如爆炸、压燃式内燃机的火焰传播 14．着火浓度界限：可燃气体和空气（或氧气）的混合物能够发生着火并引起着火燃烧的最低燃气浓度称为着火浓度界限的下限，能够发生着火并引起着火燃烧的最高燃气浓度称作着火浓度的上限。上限与下限之间的浓度范围称为着火浓度界限范围。当压力一定时着火浓度界限范围随温度的升高而加大，随温度的下降而减小。 15．火焰传播浓度界限：对于各种不同的可燃气体混合物，其燃料浓度过大或者过小时，燃烧反应产生的热量不足以抵消燃烧区传向外界的热量损失，这时燃烧

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