燃烧过程的理论基础

1 《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？

锅炉燃烧理论

1. 叙述浓淡型煤粉燃烧器的稳燃机理？

浓淡型煤粉燃烧器是将煤粉气流分离成两股煤粉含量不同的“富粉流”和“贫粉流”。富粉流由于煤粉浓度大，进入炉膛后着火较快。其主原因为：①提高煤粉浓度，相当于减少了一次风量，可显著的减少煤粉气流的着火热；②提高煤粉浓度，将会提高挥发分的容积浓度，增加火焰黑度和辐射吸热量，使煤粉温度升高较快；③提高煤粉浓度可降低着火温度。“富粉流”着火后再点燃“贫粉流”，这样整个煤粉气流的着火速度都加快了。

2. 简述旋流燃烧器的工作原理？

各种型式的旋流燃烧器均由圆形喷口组成，并装有不同型式的旋转射流发生器。当有风粉混合物（一次风）或热空气通过时，在旋流器的作用下发生旋转，产生旋转射流，在喷口附近形成有利于风粉早期混合的烟气回流区。

3. 简述四角布置直流燃烧器的工作原理？

在布置有直流燃烧器的锅炉中，一般都将喷燃器在炉膛四角布置。这样当四股一次风气流到达炉膛中心位置时，形成一个旋转切圆，且随着引、送风气流的取向，产生自下而上、旋涡状燃烧气流。同时四股一次风气流冲向下游一次风火嘴，有利于煤粉的着火。

4. 浓淡分离煤粉燃烧器有哪几种分离方式？

有管道弯头分离浓缩；煤粉旋风分离浓缩；旋流叶片分离浓缩；百叶窗锥形轴向分离器浓缩等几种形式。

5. 叙述富集型燃烧器基本原理？

富集型燃烧器是利用富集器的作用，先实现一次增浓，再利用燃烧器内的特殊结构，在燃烧器出口组织煤粉气流分离和二次增浓，在其后形成一高温涡流区。分离后的煤粉依靠惯性射入涡流区，煤粉在此受到阻滞、减速、增浓，也受到加热和升温，由于增浓煤粉气流着火温度低，容易达到着火条件，这股增浓煤粉气流在燃烧器出口附件组织着火，形成稳定的小火焰，依靠首先着火的小火焰来点燃整个煤粉气流，形成大火焰。

6. 锅炉主要的热损失有哪几种？哪种热损失最大？

主要有：排烟热损失、化学未完全燃烧热损失、机械未完全热损失、散热损失、灰渣物理热损失，其中排烟热损失最大。

燃烧基础知识

第二章燃烧基础知识

一、判断题

1、燃烧时可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象。（）

2、具备了燃烧必要条件，并不意味着必定会发生燃烧。（）

3、燃烧只能在空气（氧）存在时才能发生，在其他氧化剂中不能发生。（）

4、闪点是评定液体火灾危险性的主要依据。物质的闪点越高，火灾危险性越大；反之则越小。（）

5、物质燃烧或热解后产生的气体、固体和烟雾称为燃烧产物。燃烧产物有完全燃烧产物和不完全燃烧产物两类。（）

6、烟气是物质燃烧和热解的产物。火灾过程中所产生的气体，剩余空气和悬浮在大气中可见的固体或液体微粒的总和称为烟气。（）

7、火焰的颜色与燃烧温度有关，燃烧温度越低，火焰月解禁蓝白色。（）

8、燃烧过程的发生和发展都必须具备以下三个必备条件：可燃物、助燃物、和引火源。（）

9、物质燃烧时氧化反应，二氧化反应不一定是燃烧，能被氧化的物质都是能够燃烧的物质。（）

10、燃烧的发生和持续，必须具备必要和充分条件，只要消除燃烧条件中的任何一条，燃烧就不会发生或不能持续，这就是防火与灭火的基本原理。（）

11、凡是能与空气中的氧起燃烧反应的物质，均称为可燃物。（）

12、凡与可燃物质相结合能导致燃烧的物质称为助燃物。（）

13、凡使物质开始燃烧的热源，统称为引火源。（）

14、可燃液体之所以会发生一闪即灭的闪燃现象，是因为液体蒸发速度较慢，所蒸发出来的蒸汽仅能维持短时间的燃烧，而来不及提供足够的蒸汽补充维持稳定的燃烧，故闪燃以下就熄灭了。（） 15、闪点是评定液体火灾危险性大小的重要参数。闪电越高，火灾危险性就越大；反之，则越小。（）

16、火灾的发生发展，始终伴随着热传播过程。热传播是影响火灾发展的决定性因素。（）

17、可燃物质在空气中与火源接触，达到某一温度时，开始产生有火焰的燃烧的现象，称为着火。（）

18、一切可燃液体的燃点都高于闪点。（）

19、控制可燃物质的温度在其燃点以上，就可以防止火灾的发生。（）

第六章 燃烧过程的基本理论

1. 阿累尼乌斯定律：0exp(/)kkERT

k0──频率因子，表征反应物质分子碰撞的总次数；

E──活化能，使分子接近和破坏反应分子化学键所必须消耗的能量，也就是发生反应所需要的能量。不同反应的活化能不同，且正反应和逆反应的活化能也是不同的；

T──热力学温度，K；

R──通用气体常数，。

2. 煤燃烧过程的四个阶段：

1) 预热干燥阶段：水分蒸发，吸热过程，温度<200℃；

2) 挥发分析出并着火阶段：高分子碳氢化合物吸热，热分解，分解出一种混合可燃气体，及挥发分。挥发分一经析出，便马上着火，开始放热，温度>200℃～300℃；

3) 燃烧阶段：挥发分和焦炭的燃烧，大量放热，温度急剧上升；

4) 燃烬阶段：焦炭燃尽成灰渣。

3. 碳的多相燃烧过程：

1) 参与燃烧反应的气体分子(氧)向碳粒表面的转移与扩散；

2) 气体分子(氧)被吸附在碳粒表面上；

3) 被吸附的气体分子(氧)在碳表面上发生化学反应，生成燃烧产物；

4) 燃烧产物从碳表面上解吸附；

5) 燃烧产物离开碳表面，扩散到周围环境中。

吸附与解吸附最快；扩散与化学反应最慢，但最主要。因此，碳的多相燃烧速度决定于氧向碳粒表面的扩散速度和氧与碳粒的化学反应速度中速度最慢的一个。

4. 多相燃烧反应的燃烧区域

在碳的多相燃烧中，多相化学反应速度，用气相O2消耗速度w1表示化学反应速度：

1fwkC

燃烧化学反应速度也可用氧向碳粒表面扩散速度表示：20fwCC 式中：fC—— 碳粒表面上氧的浓度，kg/m2；0C—— 周围介质中氧的浓度， kg/m2；

k —— 化学反应速度常数；β —— 扩散速度常数。

燃烧过程稳定时，氧气扩散速度等于氧气消耗速度： w1 = w2 = w

经推到：0n0kwCkCk

1) 动力燃烧区域：在燃烧过程中，当燃烧反应温度不高时，化学反应速度不快，此时氧的供应速度远大于化学反应中氧的消耗速度，亦即扩散能力远大于化学反应能力，即β >>