第二章燃烧基础知识最新ppt课件
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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。
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 >>
第二节 燃烧热 能源
1、下列关于燃烧热的说法正确的是( )
A.1mol纯物质完全燃烧时所放出的热量,叫该物质的燃烧热
B.放热反应热化学方程式中△H就是该反应物的燃烧热
C.物质的燃烧热可利用仪器由实验测得
D.物质燃烧必然伴随发光发热现象且肯定是氧化还原反应
2、在汽油中添加适量酒精作为汽车燃烧的技术正在逐步向全国推广。已知C8H18和C2H5OH燃烧的热化学方程式分别为:2C8H18(1) + 25O2(g)=== 16CO2(g) + H2O(1) △H=
-10900kJ·mol-1, C2H5OH(1) + 3O2(g) === 2CO2(g) + 3 H2O(1) △H=-1367 kJ·mol-1。假定汽油的成分为C8H18,则用添加酒精的汽油作汽车燃料时,不能达到的目的是( )
A. 节省化石燃料 B. 减少有害气体的排放
C. 有利于转化过剩的粮食 D. 提高每千克燃料燃烧放出的热量
3、下列热化学方程式中△H表示可燃物燃烧热的是( )
A. CO(g)+ 21O2(g) === CO2(g) △H=-283.0 kJ•mol-1
B. CH4(g)+ 2O2(g) === CO2(g)+2H2O(g) △H=-802.3 kJ•mol-1
C. 2H2(g)+ O2(g) === 2H2O(l) △H=-571.6kJ•mol-1
D. C(s)+21O2(g) === CO(g) △H=-110.5kJ•mol-1
4、25℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ•mol-1、
285.8 kJ•mol-1、890.3 kJ•mol-1、2 800 kJ•mol-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A. C(s)+21O2(g) ===CO(g) △H=-393.5 kJ•mol-1
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。( )