第 3 章 1 着火理论
- 格式:ppt
- 大小:8.19 MB
- 文档页数:112
第三章着火的基本理论习题(共28题)l.可燃物的着火可分几类?各有何特点?体系具备着火条件是否就一定在着火?2.热自燃理论的假设条件和基本出发点是什么?3.什么叫做放热速度?什么叫做散热速度?用公式如何表达它们?并利用放热曲线和散热曲线的位置关系,分析说明谢苗诺夫热自燃理论中着火的临界条件.4.某系统的产热曲线和散热曲线如图所示,试用作图法求:(l)改变系统的散热条件时,系统的自燃点(2)改变系统的坏境条件时,系统的自燃点.这两个自燃点是否相同?如果同,说明什么问题?5.什么叫做着火感应期?可燃体系在着火之前为什么会出现着火感应期?影响着火感应期的因素有哪些?它们分别是如何影响的?6.什么叫做自燃点?自燃点与临界环境温度有何关系?假设可燃混气的反应活化能为16OKJ/mo1,系统达到自燃温度时环境温度为500℃,试求该可燃混气的自燃点是多少?7.在热着火理论中,存在哪些自燃着火极限?这些自燃着火极限是如何得出的?(结合图示说明)8.可燃物的热自燃主要受哪些因素影响?它们分别是如何产生影响的?9.在F-K自燃理论中,自热体系的着火判断准则是什么?该理论与Semenov自燃理论有什么区别?10.条件准数δ的物理意义是什么?自燃临界准则参数δcr取决于什么?δ和δcr的大小关系说明了什么?11.什么是F-K自燃理论的直线形式?它有哪些方面的具体应用?举例说明它在确定可燃物质的自燃火灾原因中的应用是如何实施的?12.各列出一例(写出反应式)说明以下三种情况下的单质或化合物的自燃:(1)与水反应自燃;(2)与空气接触自燃;(3)在摩擦或撞击的条件下自燃.13、某系统的产热曲线和散热曲线如图所示,试用作图法求:(l)改变系统的散热条件时, 系统的自燃点(2)改变系统的坏境温度时, 系统的自燃点.这两个条件下的自燃点是否相同? 为什么?14.与水作用自燃的物质,其自燃反应有那些共同特点?在该类物质的生产和储运过程中,应注意采取哪些安全措施?14.与空气作用及互相接触、摩擦或撞击能自燃爆炸的物质有那些共同特点?在该类物质的生产和储运过程中,应注意采取哪些安全措施?16.比较典型的煤的自燃理论有哪些?如何用固体表面吸附理论解释煤的自燃原理?影响煤自燃能力的因素有哪些?17.植物的自燃主要经历哪几个阶段?其自燃条件是什么?l8.试从化学反应机理上解释涂油物的自燃原理.19.何谓碘值?碘值的高低说明什么问题?碘值在什么范围的涂油物具有自燃能力?20.链锁反应有何特点?举例说明链锁反应的基本过程和类型.21.链锁反应着火理论的基本出发点是什么?链锁反应系统的着火条件是什么?α>1的链锁反应系统是否一定会发生着火爆炸?为什么?22.链锁反应的速度在系统处于低、中、高温时各具有什么特点?如何结合链锁反应理论解释氢-氧化学计量混合物一个温度可能对应两个、甚至三个着火(爆炸)压力极限?23.何谓强迫着火?它有什么特征?结合高温质附近可燃介质的温度分布情况分析高温质点引燃介质的条件?24.什么叫做电极熄火距离?什么叫做最小火花引燃能?电火花引燃混气的条件是什么?25.电火花引燃可燃混气的机理是什么?它可分为哪几个阶段?影响电火花引燃混气的因素有哪些?26.在考虑可燃混气浓度变化的条件下,散热曲线与放热曲线最多可能有几个交点,试分析这几个交点的工作情况.27.什么叫做灭火滞后?结合散热曲线与放热曲线的位置关系分析灭火条件,并说明在热着火理论中.有哪些灭火措施?在散热条件相同情况下.什么措施对灭火的作用更大?28.从链锁反应着火理论可以得出哪些灭火措施?灭火的关键是什么?。
第三章着火第三章着火(自燃与引燃)本章重点内容:1. 两种着火机理2. 两种着火类型3. 自燃着火4. 强制着火5. 着火范围(燃烧界限)第三章着火(自燃与引燃)着火是一个从不燃烧到燃烧的自身演变或外界引发的过渡过程,是可燃混合气的燃烧化学反应逐渐加速到反应速度即放热速度极快的、形成火焰或爆炸的过程。
因此,着火过程是一个受到化学反应速度控制的过程。
火焰的熄火过程则与着火过程相反,它是一个从极快的燃烧化学反应到反应速度极慢,以至不能维持火焰的形成或几乎停止化学反应的过程,也是一个化学反应速度控制的过程。
第三章着火(自燃与引燃)除化学动力学控制的燃烧外,实际上不同的燃烧过程受控于不同的物理或化学过程。
在实际的燃烧中,需进行可燃混合气的制备,可燃混合气的预热,激化分子的传输以及化学反应等一系列的相互关联的过程,其中进行得慢的环节决定着燃烧速度。
第三章着火(自燃与引燃)3.1 燃烧反应过程中浓度与温度的关系反应速度与温度的关系常用Arrhenius指数项或简单的指数T m的关系式表示。
反应速度只受初始反应物浓度影响的反应为简单反应或热反应;反应速度受中间产物或最终产物浓度影响的为复杂反应或自催化反应。
研究链反应的最常见的方法是保持体系在反应时的恒定以消除热反应对反应发展的影响,其反应速度式则是以初始反应、中间反应及最终反应中参与反应的各种组分间相互作用的“反应机构”来分析,并且是经实验验证决定的。
/E RTe−第三章着火(自燃与引燃) 3.1 燃烧反应过程中浓度与温度的关系图3-1 简单等温反应速度的衰减情况第三章着火(自燃与引燃)3.1燃烧反应过程中浓度与温度的关系对于绝热火焰温度,设火焰最高温度为,也可推导出式(3.6)。
由于能量损失,较绝热火焰温度Tf为低。
式(3.5)可写成这就是说显焓与化学焓之和在整个过程中始终不变,与热力学第一定律相吻合。
T∞V A V0A0V Ac T+H C c T H C c H Cρρρ∞∞Δ⋅=+Δ⋅=+Δ⋅T∞第三章着火(自燃与引燃) 3.1 燃烧反应过程中浓度与温度的关系图3-2 温升与反应物消耗间的关系第三章着火(自燃与引燃)3.2 着火条件3.2.1 热着火可燃混合剂在某一条件下由外界加热,如火花塞、热容器壁、压缩等,到达某一特定温度时,反应物在此温度下的放热速度大于散热损失的速度,则多余的热量使混合剂温度增高,然后又使反应速度增加,从而混合剂的温度得以连续加速地增高知道放热速度达到很高的数值,于是就发生“着火”燃烧。
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=ER 200B 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 ;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 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<g 系统不会着火。