第4章 燃烧过程的基本知识
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第4章认识化学变化(知识串讲)-九年级化学上册单元串讲测试(全国)(原卷版)
第4章认识化学变化知识点一、燃烧的3大必备条件探究2.燃烧条件的探究：3.由上述实验得出物质燃烧需要三个条件：①；②；③。
4.着火点是可燃物，不随外界条件的改变而改变。
不同物质的着火点不同，每种物质具有对应的着如炭粉的着火点比炭块的更低。
5.空气或氧气在燃烧过程中起助燃剂的作用（支持燃烧），而不具有，但空气或氧气并不是唯一的助燃剂。
6.有些物质虽然不能在空气中燃烧，但可以在氧气中剧烈的燃烧，如：铁丝在空气中只能达到红热状态，在纯氧中可以剧烈的燃烧、火星四射，放出大量热，生成黑色固体。
知识点二、常见的灭火操作及原理1.灭火的原理：燃烧需要同时满足三个条件，因此，要使燃烧不会发生或不再燃烧（即灭火），只要破坏三个条件中的任意一个就能达到目的。
（1）；（2）；（3）。
2.根据灭火的原理，灭火过程中可以采用的方法有：（1）。
如森林火灾，设置隔离带，使森林中的树木与燃烧区隔离；（2）。
如厨房油锅着火，盖上锅盖可以灭火；（3）。
如房屋火灾时，喷射大量的水灭火；（4）。
3.灭火器的灭火原理以及使用范围：着的可燃物表面，阻止可燃物与空气接触，从而实现灭火。
（2）几种灭火器及使用范围：①：灭火时喷射出大量的CO2和泡沫黏附在可燃物上，达到隔绝空气的目的。
此类灭火器主要用于扑灭木材、棉布等燃烧引起的火灾。
②：用压缩CO2吹出干粉（主要含碳酸氢钠）来灭火。
除扑灭一般可燃物外，还可扑灭油、气等燃烧引发的火灾。
③：钢瓶内装着的被压缩的液态二氧化碳喷射出来变为气态二氧化碳灭火。
该灭火器主要用以免冻伤。
）知识点三、爆炸原理的实验探究可燃性气体或粉尘跟氧气（或空气）混合，由于可燃物与氧气接触的表面积很大，遇到明火就有发生爆炸的危险。
因此，加油站、面粉厂、煤矿矿井等处要严禁烟火。
知识点四、质量守恒定律及适用范围1.内容：的各物质的，等于的各物质的。
说明：①质量守恒定律只适用于，不适用于物理变化；②及不能计入“总和”中；③要考虑空气中的物质是否参加反应或物质（如气体）有无遗漏。
初三化学第四章燃烧与灭火B
教师辅导讲义（八）使用和开发新的燃料及能源名称酒精(乙醇) 氢气化学式C2H5OH H2来源高粱、玉米、和薯类经发酵、蒸馏可制得酒精，为可再生资源氢气可由分解水得到，目前制取成本高，储存困难，作为燃料暂不能广泛使用，但终将成为主要能源之一燃烧反应C2H5OH+3O22CO2+3H2O2H2+O2 2H2O特点燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料燃烧产物无污染，是最清洁的燃料其它能源:太阳能、风能、热能、核能、地热能、潮汐能二、典型例题【例1】如图，白磷在热水(90℃)下不能燃烧，而通入空气或氧气后，会自发燃烧起来，这是因为( )A．燃烧需要氧气(或空气) B．白磷是湿的C．白磷没有达到着火点D．白磷本身不属于可燃物【思路点拨】此题考查白磷燃烧需要具备的几个条件。
【解】90℃已超过白磷的着火点(白磷的着火点为40℃)，水下主要是缺空气(氧气)，故不能自发燃烧。
故选A。
【点评】解此类题告诉我们必须同时满足燃烧的两个条件，否则即使是燃烧的物质也会熄灭。
解题要抓住问题的关键，善于从题意中提炼出正确的内涵。
【举一反三】科学探究：已知白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，某实验设计如图所示。
请回答：(1)猜想该实验在探究的问题是____________________。
(2)所用的科学探究的方法是____________________。
(3)热水的作用是____________________。
【答案】(1)燃烧的条件(2)进行实验(3)使温度达到白磷的着火点。
【例2】交通部门规定，旅客乘坐车、船时，严禁随身携带易燃、易爆物品。
因为在人员密集、高速行驶的车、船上，这些物品一旦着火爆炸，极易造成巨大伤害。
以下物品：①蔗糖②酒精③烟花爆竹④汽油⑤煤油不能随身携带的是( )A．①②③B．①③④C．②③④⑤D．①②③④⑤【思路点拨】此题是考查生活中哪些是可燃物。
第四章 汽油机混合气的形成与燃烧1
组织气流运动的目的是为 组织气流运动的目的是为 了加速火焰传播，防止爆 了促进燃油与空气更好地 燃 混合
4
第一节 汽油机混合气的形成
一 混合气形成过程（电喷发动机）
1 节气门开度一定, n ，喉口流速升高 压力P降低 雾化效果好 2 节气门开度，n 喉口真空度高 蒸发性好
5
二 汽油喷射
第四章
汽油机混合气的形成和燃烧
主要内容
第一节 汽油机混合气的形成 第二节 汽油机的燃烧过程 第三节 汽油机混合气形成和燃 烧的技术发展
2
桑塔纳轿车汽油供给系示意图
油管 油箱
空气滤清器
汽油滤清器 汽油泵 化油器
3
汽油机与柴油机的比较:
汽油机 点燃式 进入汽缸的是混合气，燃 油与空气的混合时间长 压缩比低， = 6～12 有爆燃问题 柴油机 压燃式 进入汽缸的是新鲜空气， 燃油与空气的混合时间短 压缩比高， = 12～22 有工作粗暴问题
11
通常测取燃烧过程的展开示功图研究燃烧过程。 在燃烧压力线上，1点为火花塞跳火点（开始点 火点），2点为形成火焰中心，3为最高压力点。
•将燃烧过程分为 三个阶段：Ⅰ着
火延迟期（滞燃 期）、Ⅱ明显燃烧 期、Ⅲ补燃期（后燃 期）。
12
1、着火延迟期（滞燃期）Ⅰ 着火延迟期：从火花塞跳火到形成火焰中心的时间 或曲轴转角，从1-2。 1点以前为压缩过程, 缸内压力升高不大；1 点处火花 塞跳火；2 点处形成火焰中心，缸内压力脱离压缩线 开始急骤增高。
26
运行因素： 1）点火提前角—θ增加， t1减少；混合气压力、温 度增高，t2减少。但t2起主要作用，故爆燃倾向增加。 -----可以通过推迟点火提前角来降低爆燃倾向。 2）转速的影响—n增加，火焰传播速度增加， t1减 少；而冲量系数下降， 混合气压力下降， t2增加。 -----n增加，爆燃倾向减弱。
第四章 柴油机的燃料与燃烧过程
蒸发性好的组成成分其发火性差。90％和95％馏出温度标志柴油
中所含重质成分的数量。90％和95％馏出温度高，说明柴油中重
质成分较多，其挥发性较差，在气缸内不易蒸发，与空气混合不
均匀，导致排气冒烟和积炭增加；因此，应对90％和95％馏出温
度有所控制，要求其值较低。一般要求柴油的50％馏出温度应适
宜，90％馏出温度和95％馏出温度应比较低。
2）中、小型柴油机：除依靠喷雾条件的改进， 还必须依靠强烈的涡流运动—分隔式燃烧室；
2. 油膜蒸发混合
1）大部分燃油 燃燒室壁
蒸发
汽化 混合
进气涡流
油膜
压缩涡流
混合气
热分层效应 有效利用空气
2）少部分燃油以油雾形式分散在燃烧室空间， 完成着火准备，形成火源，点燃油膜蒸发混 合形成的可燃混合气。
控制燃烧室的壁温和油量，可抑制燃烧 前期的反应，控制燃烧过程的进展。
20℃，适合于冬季或寒冷地区使用。
第二节 柴油机混合气的形成
化学能 燃烧 热能 膨胀做功 机械能 一、混合气形成的特点
与汽油机相比，柴油机的混合气形成有如下的特点。首先是柴 油机的混合气形成只能在气缸内部进行；其次是混合气形成所占时 间甚短，一般占15°～35°曲轴转角，在0.0007～0.003秒的时间 内燃油经历破碎雾化、吸热、汽化、扩散与空气混合等过程，因而 混合气成分在燃烧室各处很不均匀，而且随着燃油的不断喷入在不 断改变。这就迫使柴油机的过量空气系数远大于汽油机。柴油机的 过量空气系数一般为1.2～1.5，致使气缸工作容积利用率降低。
3）介质反压力 介质的密度增加，反压力增大，作用在油
束上的空气阻力增加，有利于燃料雾化，喷雾 锥角增加，射程缩短。
4）喷油泵凸轮外形及转速
燃气燃烧与应用 知识点
第一章燃气的燃烧计算燃烧：气体燃料中的可燃成分（H2、 C m H n、CO 、 H2S 等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、具备反应时间热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位是kJ/Nm3。
对于液化石油气也可用kJ/kg。
高热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
低热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3天然气的低热值是36000—46000 KJ/m3液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3按1KCAL=4.1868KJ 计算：焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3天然气的低热值是8600—11000KCal/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算热值可以直接用热量计测定，也可以由各单一气体的热值根据混合法则按下式进行计算：理论空气需要量每立方米(或公斤)燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量，单位为m3/m3或m3/kg。
它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
过剩空气系数:实际供给的空气量v与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。
α值的确定α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。
工业设备α——1.05-1.20民用燃具α——1.30-1.80α值对热效率的影响α过大，炉膛温度降低，排烟热损失增加，热效率降低；α过小，燃料的化学热不能够充分发挥，热效率降低。
应该保证完全燃烧的条件下α接近于1.烟气量含有1m3干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物运行时过剩空气系数的确定计算目的：在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。
4-1-1：第4章 燃烧 燃料复习
第四章燃烧燃料复习（一课时）一、知识回顾1、燃烧是一种、的的反应。
2、燃烧的条件：、、；3、不同的可燃物点燃的方式可能会不同，原因是4、影响可燃物燃烧现象的因素是：、、、。
5、碳在氧气中充分燃烧的化学方程式是，碳在氧气中不充分燃烧的化学方程式是。
某物质含有碳、氢两种元素，则该物质完全燃烧时生成的物质有，不完全燃烧时生成的物质有。
6、一氧化碳有剧毒的原因是易与血液中的结合。
一氧化碳燃烧的化学方程式是。
7、爆炸一定是化学变化吗？。
8、灭火的方法：，,9、三大化石燃料是、、；其中工业的血液是、工业的粮食是，西气东输中的气是指；10、化石燃料在燃烧时产生的污染有、、；11、煤隔绝空气加强热可分解成、、；该过程又叫，属于变化。
石油蒸馏属于变化。
12、可燃冰学名叫。
二、思考与交流13、假如给出氧气与碳的质量比值为a，使它们在高温密闭容器中充分反应。
试求证a在不同的取值范围内反应产物的组成。
四、达标检测1、2010年上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”。
开发使用新能源，是解决城市大气污染问题的根本途径。
下列与新能源有关的说法中，不正确的是A．研制、使用氢燃料电池汽车，能真正实现“零排放”，是解决汽车尾气污染的有效措施B．晶体硅不仅是电子和信息工业的基础材料，也是研制太阳能电池的基础材料C．核能不属于清洁能源D．风能、水能、地热能均属于清洁能源2、下列有关H2、CH4、CO三种气体的描述，正确的是（B）A.都具有还原性，其组成元素的原子都易失去电子。
B.与空气混合遇火易爆炸，点燃前都要检查纯度。
C.燃烧时火焰颜色相同，燃烧产物相同D.都是常见的可燃性气体，地壳中大量存在3、．某化工厂通过电解食盐水制取化工原料，此反应的产品中不可能存在的物质是（A.H2S04B．NaOH C．H2D．C124、两同学围绕蜂窝煤燃烧进行了如下探究，其中依据质量守恒定律解释的是A当煤燃烧正旺时将炉门关上，煤层上方发现蓝色火焰。
解释：此时氧气不足而产生的CO在燃烧B．在煤炉上方放一壶水不能防止CO中毒。
第 4 章 可燃气体燃烧
预混气中火焰的传播分为两种形式
缓燃（正常火焰传播） 爆震（爆轰）
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
传播速度一般不大于1～3m/s
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。
s
层流火焰传播速度 Sl 与导温系数 a 及化学反应速度 Ws 的平方根成正比
E
又：
Ws
Kos
n
f
n s
e RTm
a K
cp
所以： Sl
E
K
T Ti
K f e n2 n RTm os
cp Ti T
24
根据 P 关系可得：
结合声速公式：
c2
RT
p
1
M
2
pP p
1
/ 1
1/ 1/
P
12 其中 M 为马赫数。
（Ⅰ） p A′
A
休贡纽曲线
M
2
pP p
1
/ 1
1/ 1/
P
瑞利曲线
Q1
代入能量方程可得：
c pTP
u
2 P
2
Q
c pT
u2 2
6
连续方程： （质量平衡）
动量方程：
PuP u m 常数
缓燃（正常火焰传播） 爆震（爆轰）
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
传播速度一般不大于1～3m/s
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。
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层流火焰传播速度 Sl 与导温系数 a 及化学反应速度 Ws 的平方根成正比
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6
连续方程： （质量平衡）
动量方程：
PuP u m 常数
沪教版九年级化学第四章燃烧燃料全部教案
第四章燃烧燃料第一节燃烧与灭火教学目的：1. 了解燃烧及燃烧的三个条件2. 知道自燃和爆炸现象3. 了解灭火的一般方法4. 培养学生的观察、操作、分析和归纳的能力教学重难点：1. 燃烧的三个基本条件2. 灭火的方法3. 探究方案的设计与实施教学用具：酒精灯，坩锅，铁支架，酒精，棉花球，石块，纸片，小纸盒，烧杯，热水，白磷，红磷，铜片，简易灭火器。
教学过程第一课时燃烧与灭火的原理【创设情景】播放一段录像：神州五号飞船的发射升空视频，放几幅火灾画面【提问】看完短片和图片后，你对火有了怎样的认识？【提问】怎样才能让火更好的为人类造福呢？引入新课。
【提问】火是怎样产生的？请你将知道的燃烧事例填写在下表中，并与同学们交流、讨论：物质的燃烧有何特征?【提问】燃烧究竟需要怎样的条件呢？请根据自己对燃烧的了解，做出一些猜想。
【交流与实验】交流以下问题（课本P89的交流与讨论的3个问题）学生根据提供的仪器和物品进行实验。
【提问】针对问题3进行提问：在日常生活中有哪些点燃方式？为什么不同的物质点燃方式不一样？不同的点燃方式有同样的目的吗？（介绍着火点）【师生整理】物质燃烧的条件：1、物质具有可燃性；2、可燃物与氧气接触；3、可燃物的温度需达到燃烧所需要的最低温度。
【提问】以上条件是否需同时满足，还是只需部分满足。
【演示实验】红磷和白磷燃烧的比较（可通过具体实验或实验录象来完成观察。
）【学生小结】必需同时具备。
【观察与思考】烧不坏的手帕火焰熄灭后，你观察到原来浸透酒精的手帕发生了什么变化？你能解释其中的原因吗？【布置任务】生活中你看到过哪些灭火的方法，为什么这些方法可以成功的灭火？【创设情景】播放四个片段，请同学们判断采用的是什么方法？禾U用的是什么原理？【学生讨论】你们在日常生活中还有哪些灭火的方法？利用的是什么原理?【小结】灭火的原理与方法灭火主要有三种方法：(1) 将可燃物撤离燃烧区，与火源隔离。
(2) 将燃烧着的可燃物与空气隔离。
第四章 燃烧室与尾喷管
第4章燃烧室、加力燃烧室和尾喷管Burner and Nozzle第4.1节燃烧的基本知识Basic Knowledge of Burn在空气流中连续不断的喷入燃油，形成火焰，稳定燃烧，必须满足以下两个条件：一、油气比在一定的范围内才能进行燃烧目前航空燃气轮机一般都使用航空煤油作为燃料。
航空煤油在燃烧前由喷咀在高压下将煤油喷成雾状，在空气中蒸发，与空气混合。
煤油与空气的混合比例(油气比)是一个重要的参数。
对一定量的空气来说，喷入的燃油量在燃烧后正好将空气中的氧气完全用完称为理论所需燃油量，实际喷入燃油量与理论所需燃油量之比称为燃料系数用β表示。
对一定量的燃油来说，将燃油完全烧完所需的空气量称为理论所需空气量，实际空气量与理论所需空气量之比称为空气系数或称为余气系数，以α表示。
β<1或α>1表示喷入空气的燃油较少，燃烧后不足以将空气中的氧气燃烧完，这种情况称为贫油；β>1或α<1则表示喷入空气的燃油太多，将空气中的氧气烧完后还有剩余的燃油，这种情况称为富油。
在一定的贫油或富油的范围内(油气比范围内)才能进行燃烧，过于贫油或富油是无法进行燃烧化学反应的。
可以进行燃烧的油气比范围与油气混合后的混气压力和温度有极大的关系。
二、火焰周围气流速度必须低于火焰传播速度β=1的均匀混气在常温常压下火焰的传播速度远低于1m/s，在紊流的气流中，火焰传播速度有所提高，能达到每秒数米或十多米，这与气流的紊流度有很大的关系。
要使火焰能稳定燃烧，它周围的气流速度必须低于火焰传播速度。
第4.2节主燃烧室Burner主燃烧室是航空燃气轮机的主要部件之一，它介于压气机与涡轮之间，压气机出口的气流进入燃烧室，在其中喷入燃油进行燃烧，成为高温燃气进入涡轮。
然而，压气机出口的气流速度一般在150m/s左右，在这样高速的气流里是无法稳定火焰进行燃烧的。
此外，受涡轮材料耐热性的限制，燃烧室出口的燃气温度一般在1200～1700K范围内，相当于燃料系数β大约在0.25～0.4范围内。
《消防燃烧学》教案
《消防燃烧学》教案.doc教案章节：第一章燃烧基础理论一、教学目标：1. 让学生了解燃烧的基本概念，理解燃烧的三要素。
2. 使学生掌握燃烧过程的物理化学变化。
3. 培养学生对火灾危险性的认识，提高消防安全意识。
二、教学内容：1. 燃烧的基本概念燃烧的定义燃烧的分类2. 燃烧的三要素燃料氧气点火源3. 燃烧过程的物理化学变化燃料的分解氧化反应燃烧产物的形成三、教学方法：1. 讲授法：讲解燃烧的基本概念、燃烧的三要素和燃烧过程的物理化学变化。
2. 案例分析法：分析火灾案例，让学生了解燃烧事故的危害。
四、教学准备：1. 教材：《消防燃烧学》2. 课件：燃烧基础理论3. 案例素材：火灾案例图片和视频五、教学步骤：1. 引入：讲解燃烧在日常生活中的应用，引发学生对燃烧的兴趣。
2. 讲解燃烧的基本概念，阐述燃烧的定义和分类。
3. 讲解燃烧的三要素，分析它们在燃烧过程中的作用。
4. 讲解燃烧过程的物理化学变化，包括燃料的分解、氧化反应和燃烧产物的形成。
5. 分析火灾案例，让学生了解燃烧事故的危害。
6. 总结本章内容，强调消防安全的重要性。
7. 布置课后作业：复习本章内容，查阅相关资料，了解燃烧事故的预防措施。
教案章节：第二章火灾蔓延规律二、教学内容：1. 火灾蔓延的基本概念火灾蔓延的定义火灾蔓延的分类2. 火灾蔓延的规律火灾蔓延的影响因素火灾蔓延的速度和距离3. 火灾蔓延的模型火灾蔓延的数学模型火灾蔓延的数值模型三、教学方法：1. 讲授法：讲解火灾蔓延的基本概念、规律和模型。
2. 实验法：进行火灾蔓延实验，让学生观察火灾蔓延的现象。
四、教学准备：1. 教材：《消防燃烧学》2. 课件：火灾蔓延规律3. 实验器材：火灾蔓延实验装置五、教学步骤：1. 引入：讲解火灾蔓延在日常生活中的危害，引发学生对火灾蔓延的关注。
2. 讲解火灾蔓延的基本概念，阐述火灾蔓延的定义和分类。
3. 讲解火灾蔓延的规律，分析影响火灾蔓延的因素。
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W 为化学反应速度；R 为通用气体常数； T 为反应温度；k 0 为频率因子，与 k 的 单位相同；E 为活化能。
化学反应速度与反应系统压力 p 的 n 次方
成正比，即
w dCA pn dt
n 为反应级数。
反应速度与压力的关系在一般的锅炉燃烧过程中常 可予以忽略，因为燃烧室中的压力接近常压。
活化能：超过分子平均能量可使分子活化而发生 反应的能量。
温度越高，分子的热运动越剧烈，分子所具有的 能量就越大，具有活化能或能量超过活化能的分 子数越多，化学反应也就进行得越剧烈、迅速。
温度对反应速度的影响集中反映在反应速 度常数k上。
阿累尼乌斯定律：
E
k k0e RT
k 的单位与反应级数有关，k W C n ；
kc
k1 k2
CGg CHh CAa CBb
也是质量作用定律的一种表示形式，它可以用来确 定在一定温度下各平衡混合物的浓度。
仅适用于理想气体
燃烧反应可由均相反应或多相反应所组成。
均相时可假定反应物及生成物都为理想气体, 可适 用!
多相反应，即气相的反应物在单位时间内降低速度，
并不是对单位容积而言，而是对两种相态的物质交
第4章 燃烧过程的基本知识
4.1燃 烧及其基本原理 1. 燃烧的基本条件
燃烧是燃料中的可燃物质与氧气发生剧烈的、伴随发光发热的 一种化学反应。
燃烧过程包括化学反应的放热过程、物质间的相互运动、热量 传递、质量传递、能量相互转化等一系列的物理、化学过程。
燃烧过程能持续进行，除了必须有燃料和燃烧所需要的足够数 量的氧气外，还必须有： （1）足够高的温度； （2）足够的传质动力，以使需要的氧气能及时到达燃烧区域； （3）足够的时间，以使反应能够完成。
点燃
在冷的可燃混合物中，用一个不大的点热 源，使可燃混合物局部升温并着火燃烧， 然后将火焰传播到整个可燃混合物中去， 这一过程称为点燃，或称为被迫着火，或 称为强制点火，或简称点火。
实际的燃烧组织中，一般都靠点火使可燃 混合物着火燃烧。
影响可燃混合物的热力着火的因素: ➢燃料的物理化学性质 ➢系统中的热力条件
2. 化学反应速度及其影响因素
燃烧遵循化学反应动力学的基本原理。
化学反应速度是指单位时间内反应物质(或生成物质) 浓度的变化，即
W dC
d
W—反应速度，mol／(m3·s)； C—浓度，mol／m3；
τ—时间，s。
浓度、温度、压力及催化剂影响化学反应速度。 对于简单反应或复杂反应中任一基元步骤，均可 用以下的化学计量方程式表示，如
容器容积 V，内壁温度 T0，反应物温度 T，
反应物的浓度 CA ， CB 。单位时间内化学
反应所产生热量为
QAa CBb QV
W —化学反应速度； Q —燃料的热值。
着火前，T 不高，反应速度很小，可认
为反应物的浓度没有变化。各常数项
的乘积用 A 表示，则得容器内由于化 学反应而产生的热量与温度 T 的关系。
链式着火
可燃物反应过程中存在链载体，当链产生的速度 超过其销毁的速度，或者反应本身为支链反应， 由于链载体的大量产生，使反应速度迅速增大， 同时又产生更多的链载体，最终使反应物着火.
两类着火方式：
自燃
缓慢氧化反应基础上，不断积聚热量和 活性粒子，温度不断升高，反应速度不 断加快，一旦反应生成热量的速率超过 散热速率而且不可逆转时，整个容积的 可燃混合物就会同时着火，这一过程称 为自燃着火。
称为着火点，相应的温度 Ti
称为着火温度或自燃温度。
稳定平 衡状态
图4.5 两种平衡状态的分析
着火温度表示可燃混合物系统化学反应可以自动加速 而达到自燃着火的最低温度。
着火温度并不是可燃物质化学常数或物理常数，但对 各种物质的着火温度进行实验测定，并将所测定的着 火温度数值作为可燃物质的燃烧和爆炸性能的参考性 指标。
对于增压燃烧锅炉及对在高原地区运行的锅炉，应 考虑压力对燃烧的影响。
4.2 着火和点火
1. 基本理论
着火阶段是燃烧的准备阶段。
缓慢氧化，不断积聚热量和活性粒子，达 一定程度，燃料就会着火燃烧。是燃烧的 一种临界现象.
如果所生的热量等于散失的热量或者活化中 心浓度增加的数量正好补偿其销毁的数量， 这一反应过程称为稳定的氧化反应过程。
aA+bB gG+hH
a、b—反应物A、B的化学反应计量系数； g、h—生成物G、H的化学反应计量系数。
反应物浓度对化学反应速度的影响可用 质量作用定律来描述：
正反应速度 逆反应速度
w1 k1CAa CBb w2 k2CGgCHh
CA，CB，CG，CH 反应物 A、B 和生成物 G、H 的浓度；
k1 ， k 2 正反应速度常数和逆反应速度常数。对于一定化
学反应，与反应物或生成物浓度无关，而只取决于温度。
合成速度等于正、逆反应速度之差，它在反应过 程中不断减少，最后变为零。这时正、逆反应速 度相等，也就是达到化学平衡状态。
W1 W2 或 k1CAa CBb k2CGgCHh ， k1 与 k 2 的比值 称为平衡常数 k c ，即
E
Q1 Ae RT
单位时间内可燃混合 由于容器中混合物的温度
物通过容器壁向外界 T 变化不大，可认为 近似
散失的热量为
为常数。用 B 表示 F，则
Q2 aF T T0 Q2 BT T0
散热线在图中为一直线 M， 斜率取决于散热条件。
不稳定的 平衡状态
图4.4 可燃混合物的热力着火过
程产热曲线与散热曲线的切点 i
如果氧化反应所产生的热量大于散失的热量， 或者活化中心浓度增加的数量大于其销毁的 数量，这一反应过程称为不稳定的氧化反应 过程。
由稳定的氧化反应转变为不稳定的氧化反应 从而引起燃烧的一瞬间，称为着火。
着火机理：
热力着火
可燃混合物由于自身的氧化反应放热或者由于外 部热源的加热，使得温度不断升高，导致氧化反 应加快，从而聚积更多的热量，最终导致着火。
界处(反应气体与固体表面)的单位面积而言。多相
反应速度是指在单位时间、单位表面上参加反应的
物质浓度的变化，即
也适用!
w
dCB dt
kfACBb
f A —单位容积两相混合物中固相物质的表面积； CB —气相反应物质的浓度。
温度对化学反应速度的影响很大。
分子只有碰撞才能发生化学反应。但互相碰撞的 不一定都能发生反应。只有少数具有较大能量的 活化分子能够产生化学反应。
化学反应速度与反应系统压力 p 的 n 次方
成正比，即
w dCA pn dt
n 为反应级数。
反应速度与压力的关系在一般的锅炉燃烧过程中常 可予以忽略，因为燃烧室中的压力接近常压。
活化能：超过分子平均能量可使分子活化而发生 反应的能量。
温度越高，分子的热运动越剧烈，分子所具有的 能量就越大，具有活化能或能量超过活化能的分 子数越多，化学反应也就进行得越剧烈、迅速。
温度对反应速度的影响集中反映在反应速 度常数k上。
阿累尼乌斯定律：
E
k k0e RT
k 的单位与反应级数有关，k W C n ；
kc
k1 k2
CGg CHh CAa CBb
也是质量作用定律的一种表示形式，它可以用来确 定在一定温度下各平衡混合物的浓度。
仅适用于理想气体
燃烧反应可由均相反应或多相反应所组成。
均相时可假定反应物及生成物都为理想气体, 可适 用!
多相反应，即气相的反应物在单位时间内降低速度，
并不是对单位容积而言，而是对两种相态的物质交
第4章 燃烧过程的基本知识
4.1燃 烧及其基本原理 1. 燃烧的基本条件
燃烧是燃料中的可燃物质与氧气发生剧烈的、伴随发光发热的 一种化学反应。
燃烧过程包括化学反应的放热过程、物质间的相互运动、热量 传递、质量传递、能量相互转化等一系列的物理、化学过程。
燃烧过程能持续进行，除了必须有燃料和燃烧所需要的足够数 量的氧气外，还必须有： （1）足够高的温度； （2）足够的传质动力，以使需要的氧气能及时到达燃烧区域； （3）足够的时间，以使反应能够完成。
点燃
在冷的可燃混合物中，用一个不大的点热 源，使可燃混合物局部升温并着火燃烧， 然后将火焰传播到整个可燃混合物中去， 这一过程称为点燃，或称为被迫着火，或 称为强制点火，或简称点火。
实际的燃烧组织中，一般都靠点火使可燃 混合物着火燃烧。
影响可燃混合物的热力着火的因素: ➢燃料的物理化学性质 ➢系统中的热力条件
2. 化学反应速度及其影响因素
燃烧遵循化学反应动力学的基本原理。
化学反应速度是指单位时间内反应物质(或生成物质) 浓度的变化，即
W dC
d
W—反应速度，mol／(m3·s)； C—浓度，mol／m3；
τ—时间，s。
浓度、温度、压力及催化剂影响化学反应速度。 对于简单反应或复杂反应中任一基元步骤，均可 用以下的化学计量方程式表示，如
容器容积 V，内壁温度 T0，反应物温度 T，
反应物的浓度 CA ， CB 。单位时间内化学
反应所产生热量为
QAa CBb QV
W —化学反应速度； Q —燃料的热值。
着火前，T 不高，反应速度很小，可认
为反应物的浓度没有变化。各常数项
的乘积用 A 表示，则得容器内由于化 学反应而产生的热量与温度 T 的关系。
链式着火
可燃物反应过程中存在链载体，当链产生的速度 超过其销毁的速度，或者反应本身为支链反应， 由于链载体的大量产生，使反应速度迅速增大， 同时又产生更多的链载体，最终使反应物着火.
两类着火方式：
自燃
缓慢氧化反应基础上，不断积聚热量和 活性粒子，温度不断升高，反应速度不 断加快，一旦反应生成热量的速率超过 散热速率而且不可逆转时，整个容积的 可燃混合物就会同时着火，这一过程称 为自燃着火。
称为着火点，相应的温度 Ti
称为着火温度或自燃温度。
稳定平 衡状态
图4.5 两种平衡状态的分析
着火温度表示可燃混合物系统化学反应可以自动加速 而达到自燃着火的最低温度。
着火温度并不是可燃物质化学常数或物理常数，但对 各种物质的着火温度进行实验测定，并将所测定的着 火温度数值作为可燃物质的燃烧和爆炸性能的参考性 指标。
对于增压燃烧锅炉及对在高原地区运行的锅炉，应 考虑压力对燃烧的影响。
4.2 着火和点火
1. 基本理论
着火阶段是燃烧的准备阶段。
缓慢氧化，不断积聚热量和活性粒子，达 一定程度，燃料就会着火燃烧。是燃烧的 一种临界现象.
如果所生的热量等于散失的热量或者活化中 心浓度增加的数量正好补偿其销毁的数量， 这一反应过程称为稳定的氧化反应过程。
aA+bB gG+hH
a、b—反应物A、B的化学反应计量系数； g、h—生成物G、H的化学反应计量系数。
反应物浓度对化学反应速度的影响可用 质量作用定律来描述：
正反应速度 逆反应速度
w1 k1CAa CBb w2 k2CGgCHh
CA，CB，CG，CH 反应物 A、B 和生成物 G、H 的浓度；
k1 ， k 2 正反应速度常数和逆反应速度常数。对于一定化
学反应，与反应物或生成物浓度无关，而只取决于温度。
合成速度等于正、逆反应速度之差，它在反应过 程中不断减少，最后变为零。这时正、逆反应速 度相等，也就是达到化学平衡状态。
W1 W2 或 k1CAa CBb k2CGgCHh ， k1 与 k 2 的比值 称为平衡常数 k c ，即
E
Q1 Ae RT
单位时间内可燃混合 由于容器中混合物的温度
物通过容器壁向外界 T 变化不大，可认为 近似
散失的热量为
为常数。用 B 表示 F，则
Q2 aF T T0 Q2 BT T0
散热线在图中为一直线 M， 斜率取决于散热条件。
不稳定的 平衡状态
图4.4 可燃混合物的热力着火过
程产热曲线与散热曲线的切点 i
如果氧化反应所产生的热量大于散失的热量， 或者活化中心浓度增加的数量大于其销毁的 数量，这一反应过程称为不稳定的氧化反应 过程。
由稳定的氧化反应转变为不稳定的氧化反应 从而引起燃烧的一瞬间，称为着火。
着火机理：
热力着火
可燃混合物由于自身的氧化反应放热或者由于外 部热源的加热，使得温度不断升高，导致氧化反 应加快，从而聚积更多的热量，最终导致着火。
界处(反应气体与固体表面)的单位面积而言。多相
反应速度是指在单位时间、单位表面上参加反应的
物质浓度的变化，即
也适用!
w
dCB dt
kfACBb
f A —单位容积两相混合物中固相物质的表面积； CB —气相反应物质的浓度。
温度对化学反应速度的影响很大。
分子只有碰撞才能发生化学反应。但互相碰撞的 不一定都能发生反应。只有少数具有较大能量的 活化分子能够产生化学反应。