燃烧学 复习重点
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燃烧学复习题燃烧学复习题燃烧学是化学工程中的重要学科,涉及到燃烧反应的基本原理和过程。
燃烧学的掌握对于理解和优化燃烧过程以及防止燃烧事故具有重要意义。
本文将通过一些复习题来回顾和巩固燃烧学的知识。
1. 什么是燃烧?燃烧是指可燃物与氧气(或氧化剂)在适当条件下发生的化学反应,产生热、光和气体产物的过程。
它是一种氧化还原反应。
2. 燃烧反应的基本要素是什么?燃料、氧气(或氧化剂)和适当的点火源是燃烧反应的基本要素。
燃料是指可燃物质,可以是固体、液体或气体。
氧气是燃烧的氧化剂,点火源则提供了启动和维持燃烧反应所需的能量。
3. 燃烧反应的三个基本要素之间的关系是什么?燃料和氧气之间的摩尔比称为燃料与氧化剂的化学计量比。
当燃料与氧化剂的化学计量比不满足时,燃烧反应无法进行或进行不完全。
当燃料与氧化剂的化学计量比满足时,燃烧反应可以进行,并且反应完全。
4. 燃烧反应的热效应是什么?燃烧反应释放的能量称为热效应。
热效应可以是放热反应(放出能量)或吸热反应(吸收能量)。
燃料的热值是指单位质量燃料完全燃烧所释放的热量。
5. 燃烧反应的速率受哪些因素影响?燃烧反应的速率受燃料与氧化剂的接触面积、温度、压力和反应物浓度的影响。
较大的接触面积可以提高反应速率,较高的温度和压力也可以加快反应速率。
反应物浓度越高,反应速率越快。
6. 燃烧反应的产物有哪些?燃烧反应的产物主要包括热、光和气体产物。
燃烧过程中产生的热可以用来进行加热、发电等。
光产物则是燃烧反应中的明亮火焰。
气体产物包括二氧化碳、水蒸气、氮气等。
7. 什么是火焰?火焰是燃烧反应中可见的明亮气体体积。
火焰的颜色和形状取决于燃料的性质和燃烧条件。
火焰的内部温度较高,外部温度较低。
8. 燃烧反应的分类有哪些?燃烧反应可以分为完全燃烧和不完全燃烧。
完全燃烧是指燃料与氧化剂按照化学计量比进行反应,产生的产物只有二氧化碳和水。
不完全燃烧是指燃料与氧化剂的化学计量比不满足,产生的产物中可能还有一些碳氢化合物和一氧化碳。
1 燃烧学的发展史2 化合物的生成焓、反应焓和燃烧热3热力学平衡及化学平衡的概念4化学反应速率、质量作用定律及可逆反应的平衡常数5 平衡常数和标准反应自由能的关系6 温度和压力对平衡常数的影响7 阿累尼乌斯定律8 链锁反应分类及概念9热自燃理论10强迫着火、熄火概念11 火焰传播和火焰稳定12层流火焰传播速度及概念13 影响层流火焰传播速度的因素、火焰传播界限及淬熄距离14 湍流火焰传播速度概念15 高速混气流中火焰稳定原理及稳焰方法16 煤、液态燃料、气态燃料特性17何谓燃料?我国的燃料状况如何?18何谓燃料的元素分析?试述常用燃料的元素分析组成。
20何谓煤的工业分析?为什么要进行煤的工业分析?22何谓燃料的发热量?不同基的发热量如何换算?23试述常用燃料发热量的大致范围。
24何谓可磨系数?25试述无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤的主要特征。
26何谓煤的特种分析?为什么要进行特种分析?特种分析包括那些方法?27 燃烧过程的热工计算方法28扩散燃烧与动力燃烧概念29 射流流动特征30 扩散火焰结构及特征31预混火焰结构及特征32试述谢苗诺夫的热力着火理论。
33何谓绝热火焰温度?34分析影响热力着火的因素。
35何谓自燃?何谓点燃?36简述点燃条件下的零值梯度理论。
37试述影响层流火焰传播速度的因素。
38何谓火焰的稳定性?39试述湍流火焰的特性。
40试述影响湍流火焰传播速度的因素。
41预混火焰的长度与哪些因素有关?在不同流动状态下的影响因素如何?42扩散火焰的长度与哪些因素有关?在不同流动状态下的影响因素如何?43试述扩散火焰的特点。
44试述射流的分类。
45试述圆形喷口直流自由射流的速度场分布。
46试述矩形喷口直流自由射流的速度场分布。
47试述自由射流的浓度场分布。
48试述工程上稳定火焰的措施。
49 液体燃料的燃烧过程50 燃油雾化过程及特征51 燃油喷嘴的雾化特性52 油珠的蒸发与燃烧53试述液体燃料燃烧的特点。
燃烧——燃烧知识点汇总
1燃烧及燃烧的条件知识点
1.通常的燃烧是指可燃物跟氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。
2.燃烧需要同时满足三个条件:
⑴可燃物;
⑵与氧气(或空气)接触;
⑶温度达到可燃物的着火点。
3.影响燃烧现象的因素:可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积
4.使燃料充分燃烧的两个条件:
(1)要有足够多的空气;
(2)燃料与空气有足够大的接触面积。
2易燃物和易爆物的安全知识
①爆炸:可燃物在有限的空间内急速燃烧,气体体积迅速膨胀而引起爆炸。
②一切可燃性的气体或粉尘、可燃性液体的蒸气,在空气(或氧气)中的混合物达到爆炸极限,遇到明火就易发生爆炸。
家用煤气一旦泄露,应立刻关闭阀门,打开窗通风,千万不要开动电器开关,以免发生爆炸。
③可燃物与氧气接触面积越大,燃烧越剧烈爆炸越危险。
3燃烧知识点高频考点整理
1、认识燃烧、缓慢氧化和爆炸发生的条件。
2、了解防火灭火、防范爆炸的措施。
3、认识燃料完全燃烧的重要性。
4、了解使用氢气、天然气(或沼气)、液化石油气、煤气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响。
5、懂得选择对环境污染较小的燃料。
6、知道化石燃料是人类社会重要的自然资源,了解海洋中蕴藏着丰富的资源。
7、知道石油是由多种有机物组成的混合物,了解石油经过炼制可以得到液化石油气、汽油、煤油等产品。
8、了解我国能源和资源短缺的国情,认识资源综合利用和新能源开发的重要意义。
工程燃烧学1.要使具有评价能力的普通分子变为具有能量超出一定值的活化分子所需的最小能量称为活化能,其量级在42000~420000kJ/kmol。
2.由反应物经一步反应直接生成产物的反应是简单反应。
3.煤气在空气中燃烧时的反应级数约等于2。
4. 悬浮燃烧与层状燃烧相比,煤粉与空气的接触面积大大增加,两者的混合得到了显著的改善,加快着火,燃烧非常剧烈。
5. 天然气的“干气”主要成分是CH4和C2H6。
6.电厂炉渣不属于城市生活垃圾。
7.拉瓦尔管高压油喷嘴是高压燃油燃烧器。
8.过渡燃烧区(扩散-动力燃烧区)的传质速度相当于化学反应速度。
9. 悬浮燃烧容易实现大型化。
10. 按燃烧过程中控制因素可将火焰分为:预混火焰和扩散火焰。
11. 确保良好雾化质量包括:燃油温度,雾化介质参数,油喷嘴的结构,燃油压力。
12. 煤的主要化学组成中包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S) 。
13. 一般喷嘴的均匀性指数n为2~4,转杯喷嘴为8.14. 离子间进行化学反应,由于不需要破坏旧的连续,活化能趋近于015. H2的氧化反应机理,包括频率因子、温度指数、基元反应的活化能。
16. 湍流火焰的稳定性,主要是脱火问题17. 常用脉动燃烧器包括:四分之一波形脉动燃烧器,也叫施密特型脉动燃烧器,亥尔姆霍茨脉动燃烧器。
18.内燃机运行性能指标包括:冷起动性能、噪声和排气品质。
19. 可逆过程的中∆G与∆S的对应关系为∆S<0,∆G>0。
20. 用氧气或富氧空气助燃,大大减少了产物生成量,因而可以有效提高燃烧温度。
21. 煤的化学组成主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
22. 为了更好地了解垃圾焚烧过程,将其依次分为干燥、热分解和燃烧三个阶段。
23.燃烧过程的三个步骤是:蒸发、混合、燃烧.24. 链式反应的基本过程:链的激发反应、链的传递、链的断裂。
25. 影响汽油机性能的关键性指标主要是辛烷值和馏程。
绪论、第一章1、从正负两方面论述研究燃烧的意义。
(P5)①研究如何提高燃烧效率,保证燃烧过程的稳定性和安全性,节约能源,并充分利用新能源;②如何防止抑制火灾及矿井瓦斯或具有粉尘工厂存在的爆炸危险性,减少有用燃烧过程中的工业污染问题。
2、不同的学科研究燃烧学各有什么侧重点?(P5)实验研究:对于生产中提出的燃烧技术问题主要还只能通过实验来解决。
并发展出诊断燃烧学。
理论分析:主要为各种燃烧过程的基本现象建立和提供一般性的物理概念,从物理本质上对各种影响因素做出定性分析,从而对实验研究和数据处理指出合理、正确的方向。
3、从化学观点看,燃烧反应具有的特征是什么?(物质能量总体是下降的)(P6)氧化剂和燃料的分子间进行着激烈的快速化学反应,原来的分子结构被破坏,原子的外层电子重新组合,经过一系列中间产物的变化,最后生成最终燃烧产物。
这一过程,物质总的热量是降低的,降低的能量大都以热和光的形式释放而形成火焰。
4、燃烧过程的外部特征是什么?①剧烈的氧化还原反应②放出大量的热③发光5、化学爆炸与火灾的关系?(PPT)1)紧密联系,相伴发生2)某些物质的火灾和爆炸具有相同的本质,都是可燃物与氧化剂的化学反应。
3)主要区别:燃烧是稳定的和连续进行的,能量的释放比较缓慢,而爆炸是瞬时完成的,可在瞬间突然释放大量能量。
4)同一物质在一种条件下可以燃烧,在另一种条件下可以爆炸。
(煤块燃烧与煤粉爆炸)5)在存放有易燃易爆物品较多的场合和某些生产过程中,可发生火灾爆炸的连锁反应,先爆炸后燃烧、先燃烧后爆炸。
6、按化学反应和物理过程之间的关系,燃烧包括哪三种类型?(P5)1)动力燃烧(动力火焰):主要受燃烧过程中的化学动力因素所控制,如着火、爆炸;2)扩散燃烧(扩散火焰):主要受流动、扩散和物理混合等因素控制,如液体燃料滴、碳粒、蜡烛;3)预混燃烧(预混火焰):此时化学动力因素和物理混合因素差不多起同样重要的作用,如汽油发动机、家用煤气炉。
燃烧学复习资料第六章1.固体的阴燃⑴阴燃:可燃固体在堆捆或空气不足的条件下,发生的只冒烟而无火焰的燃烧现象。
在规定的试验条件下,可燃固体发生的持续、有烟、无焰的燃烧现象。
(材料燃烧性能实验定义)⑵阴燃发生条件①内部条件:受热后能产生刚性结构的、多孔性物质(如碳)的可燃固体,具备多孔蓄热和大面积吸附氧。
②引起阴燃的热源:ⅰ自燃热源;ⅱ先阴燃热源;ⅲ有焰燃烧熄火后阴燃;ⅳ物质内部热点或外部热流。
⑶阴燃的结构区域I:热解区。
在该区内温度急剧上升,并且从原始材料中挥发出烟。
相同的固体材料,在阴燃中产生的烟与在有焰燃烧中产生的烟大不相同,因阴燃通常不发生明显的氧化,其烟中含有可燃性气体,冷凝成悬浮粒子的高沸点液体和焦油等。
区域II:炭化区。
在该区中,炭的表面发生氧化并放热,温度升高到最大值。
在静止空气中,纤维素材料阴燃在这个区域的典型温度为600~750℃。
该区产生的热量一部分通过传导进入原始材料,使其温度上升并发生热解,热解产物(烟)挥发后就剩下炭。
对于多数有机材料,完成这种分解、炭化过程,要求温度大于250~300℃。
区域III:残余灰/炭区。
在该区中,灼热燃烧不再进行,温度缓慢下降。
⑷阴燃传播速度的影响因素①颗粒大小;②湿度;③粉尘厚度;④外加气流;⑤外加剂。
⑸阴燃向有焰燃烧的转变(一)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2.固体的燃烧形式(一)蒸发式燃烧火源加热——熔融蒸发——着火燃烧(关键阶段)火源加热——升华——着火燃烧(二)表面燃烧:在可燃固体表面上由氧和物质直接作用而发生的燃烧现象。
(三)分解燃烧火源加热——热解——着火燃烧(关键阶段)(四)熏烟燃烧(阴燃):某些物质在堆积或空气不足的条件下发生的只冒烟而无火焰的燃烧现象。
(五)轰燃:可燃固体析出的可燃挥发分在空气中的爆炸式燃烧。
异相(非均相)燃烧:可燃物与氧化剂处于固、气两种不同状态时的燃烧现象。
消防燃烧学燃烧学基础知识复习重点题库在消防工作中,燃烧学是一门非常重要的学科。
消防员必须掌握燃烧学的基本知识和常识,才能更好地处理各种火灾事故。
下面是燃烧学基础知识复习重点题库,每个题目都有详细的答案解释。
一、基本概念与定义1. 什么是燃烧?答:燃烧是一种物质与氧气在一定条件下发生的剧烈氧化反应,释放出大量热和光,同时产生气体、水和固体产物。
2. 烈性物质和常温物质的区别是什么?答:烈性物质指在常压、常温下易于挥发、易于燃烧的物质,如酒精、汽油、天然气等;常温物质指在常压、常温下不易挥发、不易燃烧的物质,如水、石墨、金属等。
3. 火焰是什么?答:火焰是一种可见的燃烧现象,是由燃料在氧气中的氧化反应所产生的,火焰是由燃烧产生的高温气体发光而成。
二、燃烧的主要条件4. 燃烧的主要条件有哪些?答:燃烧的主要条件有:燃料、氧气和热源三个因素。
缺一不可。
其中,燃料和氧气是燃烧的基本条件,热源是促进燃烧的必要条件。
5. 什么是自燃?答:自燃是指物质在无外界能量及外部热源影响下发生的自身燃烧现象,如油棕榈、纸张、木材等。
6. 什么是闪点?答:闪点是指液体燃料在一定条件下,达到一定温度时,会产生可燃性蒸汽,这些蒸汽与空气中的氧气混合可以燃烧,这个温度就是闪点。
三、燃烧的种类7. 根据燃料状态,燃烧可以分为哪几种类型?答:根据燃料状态,燃烧可以分为固体燃烧、液体燃烧和气体燃烧。
8. 什么是气体燃烧?答:气体燃烧是指气体在氧气或氧气和其他气体的作用下发生氧化反应,耗散能量,释放光线和热能的过程。
9. 火焰可以分为哪几种类型?答:火焰可以分为大火焰、小火焰和蓝焰、黄焰、红焰等不同颜色的火焰。
四、火灾与灭火10. 什么是火灾?答:火灾是指物质在热源、氧气和可燃物质的条件下,发生氧化反应,放出热和光,并持续蔓延的事件。
11. 灭火的原则是什么?答:灭火的原则是战略性灭火优先,战术性灭火实施。
12. 灭火剂的种类有哪些?答:灭火剂可以分为干粉灭火剂、二氧化碳灭火剂、泡沫灭火剂、水喷雾灭火剂、滤沙灭火剂等多种类型。
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)。
1.燃烧热:1mol的燃料和氧化剂在等温等压条件下完全燃烧释放的热量称为燃烧热。
2.绝热燃烧温度:某一等压、绝热燃烧系统,燃烧反应放出的全部热量完全用于提高燃烧产物的温度。
3.阿累尼乌斯揭示了反应速率常数与温度之间的关系。
4.活化能:使普通分子变为活化分子所需的最小能量。
5.链反应:通过在反应过程中交替和重复产生的活性中间体(自由基或自由原子)而使反应持续进行的一类化学反应。
分为不分支链反应和分支链反应。
6.着火机理分为:1.热着火机理2.链着火机理7.强迫着火(点燃):可燃混合物从外界获得能量而产生着火现象。
8.动力燃烧工况:碳表面化学反应速度远小于氧气向表面的扩散速度。
9.扩散燃烧工况:燃烧速度取决于扩散,反映处于扩散控制区。
10.火焰传播速度:指燃料燃烧的火焰锋面在法线方向上的移动速度。
11.火焰正常传播可分为层流火焰传播和紊流火焰传播两种形式。
12.火焰分为:预混火焰、部分预混火焰、扩散火焰。
13.火焰稳定原理:加钝体,使已燃高温燃烧产物产生回流,作为具有自动补偿能力的持续点火源。
14.雾化原理:通过喷嘴或用高速气流使液体分散成微小液滴的操作。
15.雾化角:喷嘴出口处的燃料细油滴组成的雾化锥,喷出的雾化气流不断卷吸炉内高温气体并形成扩散的气流边界。
16.灰分对燃烧的影响:①热效应②辐射特性③颗粒尺寸④催化效应⑤障碍效应17.氮氧化物的生成机理:热力型NOx生成机理(是指燃烧用空气中的氮的高温下氧化而生成的氮氧化物)、快速型NOx生成机理(碳氢系燃料在过量空气系数小于1的情况下,空气中氮在火焰面内急剧生成大量的NOx)、燃料型NOx生成机理(燃料中的氮氧化物燃烧形成的NOx)。
18.燃烧过程脱硫技术:炉内喷钙脱硫技术、循环流化床脱硫技术。
19.烟气脱硝技术:干式流程有:选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNR);湿式流程有:氧化吸收法。
20.质量作用定律:当温度不变时,某化学反应的反应速率与该瞬时各反应物浓度的乘积成正比。
燃烧知识点总结大全一、燃烧的定义燃烧是指可燃物质与氧气或其他氧化剂接触时,发生氧化反应并释放出热能的过程。
燃烧通常伴随着火焰、烟雾和熔化现象,是一种放热反应。
在自然界中,燃烧是生物生长和生命活动的重要能量来源,也是地球上大多数生物产生的主要能源。
二、燃烧的基本过程燃烧的基本过程包括点火、燃烧和熄灭三个阶段。
1. 点火阶段:在点火条件下,可燃物质与氧气或其他氧化剂接触后,发生氧化反应并释放出大量热能。
点火条件通常包括点火源、可燃物质和氧气三个要素。
2. 燃烧阶段:在点火后,可燃物质与氧气继续反应,并持续释放热能和光能。
燃烧过程中,可燃物质逐渐燃尽,氧气逐渐减少,热能和光能持续释放。
3. 熄灭阶段:当可燃物质燃尽或氧气耗尽时,燃烧过程结束,热能和光能不再释放。
熄灭通常伴随着烟雾和灰烬的产生,是燃烧过程的结束阶段。
三、燃烧的热力学原理燃烧是一种放热反应,其热力学原理主要包括燃烧热、燃烧温度和燃烧速率三个方面。
1. 燃烧热:燃烧热是指单位质量燃料完全燃烧时所释放的热能。
燃烧热是衡量燃料能量含量的重要指标,也是评价燃料燃烧效率的重要参考。
2. 燃烧温度:燃烧温度是指燃烧过程中产生的火焰温度。
燃烧温度取决于燃料的燃烧热和氧化剂的供应量,也受到燃料种类、点火条件和其他因素的影响。
3. 燃烧速率:燃烧速率是指单位时间内燃料燃烧的速度。
燃烧速率受到燃烧热、燃烧温度和氧化剂供应量的影响,也取决于燃料的物理性质和化学性质。
四、燃烧产物燃烧过程中产生的主要产物包括热能、光能、二氧化碳、水蒸气和一氧化碳等:1. 热能:燃烧过程中产生的主要能量形式,可用于供暖、烹饪和工业生产等领域。
2. 光能:燃烧过程中产生的可见光和红外辐射,是火焰和火光的来源,也是照明和信号传输的重要能源。
3. 二氧化碳:燃烧过程中产生的主要气体产物,是地球上重要的温室气体,也是植物光合作用的原料。
4. 水蒸气:燃烧过程中产生的主要气体产物,是大气中的重要成分,也是降水和云雾的来源。
燃烧学导论知识点总结燃烧学是研究燃烧现象和燃烧过程的一门学科,它是热力学和化学的交叉领域,对于我们的生活和生产具有非常重要的意义。
燃烧学导论是燃烧学这门学科的入门课程,主要介绍了燃烧现象、燃烧原理、燃料和氧化剂的选择以及燃烧过程中的热学和动力学问题。
本文将对燃烧学导论的主要知识点进行总结和分析。
一、燃烧现象1.燃烧的定义和基本特征燃烧是一种氧化反应,通常伴随着火焰、热量和光的释放。
燃烧过程具有三个基本特征:火焰、热量和光。
火焰是燃烧过程中产生的可见光和热辐射,是燃烧的主要特征之一。
热量是燃烧过程中产生的能量,它使燃料和氧化剂分子之间的化学键断裂,从而产生新的化合物。
光是燃烧过程中产生的可见光和紫外光,它是燃烧过程的一个重要特征。
2.燃烧的基本要素燃烧的基本要素包括燃料、氧化剂和点火源。
燃料是指能够在氧化剂的作用下发生化学变化的物质,通常包括固体、液体和气体三种状态。
氧化剂是指能够与燃料发生氧化反应的物质,最常用的氧化剂是空气中的氧气。
点火源是指能够使燃烧反应开始的能量来源,通常包括火花、高温或者化学助燃剂。
3.燃烧过程的控制因素燃烧过程的控制因素主要包括燃料的种类、氧化剂的供应和点火源的质量。
燃料的种类是指不同类型的燃料对于燃烧过程的影响,不同种类的燃料具有不同的燃烧特性。
氧化剂的供应是指氧气对于燃烧过程的供应,如果氧气供应不足,燃烧反应将受到限制。
点火源的质量是指点火源对于燃烧过程的起始作用,质量好的点火源可以使燃烧反应更加迅速和充分。
二、燃烧原理1.燃烧反应的能量变化燃烧反应是一种放热反应,它会释放大量的热量。
热量的释放是由于燃料和氧化剂分子之间的化学键断裂而产生的。
燃烧反应的能量变化可以用燃烧热和生成热表示,燃烧热是指单位质量燃料完全燃烧释放的热量,生成热是指燃烧过程中产生的新化合物所释放的热量。
2.燃烧反应的化学方程式燃烧反应的化学方程式是燃料和氧化剂发生反应形成新化合物的化学方程式。
燃料和氧化剂之间的化学反应会产生新的化合物和释放能量。
燃烧学复习资料大全.(总17页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--名词解释:1、火灾:在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
2、辐射力:单位时间内,物体每单位面积向半球空间所发射的全波长的总能量,称为辐射力。
3、阻燃剂:用以改善可燃材料的抗燃性,从而保护材料不着火或使火焰难以蔓延的化学物质4、烟囱效应:在垂直的围护物中,由于气体对流,促使烟尘和热气流向上流动的效应,称“烟囱效应”。
7、爆炸极限:可燃气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物遇火源能发生爆炸的最高或最低浓度。
6、热值:单位质量或体积可燃物完全燃烧时放出的热量称为热值。
8、氧指数:在规定条件下,刚好维持物质燃烧时的氧氮混合气流中最低氧含量的体积百分数。
9、热传导:是连续介质就地传递热量而又没有各部分之间相对的宏观位移的一种传热方式。
10、闪燃:在一定的温度范围内,可燃液体蒸气与空气的混合物遇火源产生的一闪即灭的燃烧现象。
11、(可燃液体)爆炸温度极限:对应于爆炸浓度上、下限的液体温度称为可燃液体爆炸温度上、下限。
12、热容:指在没有相变化和化学变化的条件下,一定量物质温度每升高一度所需要的热量。
13. 燃烧:是可燃物与氧作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。
14. 热对流:指流体各个部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺混引起热量传递的方式。
15. 电极熄火距离:不能引燃可燃混气的电极间最大距离。
16、阴燃:固体物质在一定条件下发生的无可见光的缓慢燃烧现象,通常产生烟和伴有温度升高的现象。
18、热辐射:物体转换本身的热能向外发射辐射能的现象。
19、着火感应期:当混气系统已达着火条件的情况下,由初始状态达到温度开始骤升的瞬间所需的时间。
20、沸溢:发生油罐火灾时,热波在下沉过程中遇乳化水,使水汽化形成油包气的气泡,不断由下往上运动的现象。
21、喷溅:热波下降到水垫层时,使其中的水大量蒸发,蒸汽压迅速升高,把上部油品抛出罐外的现象。
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。
第一章 燃烧的化学基础燃烧: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。
本质:一种氧化还原反应,但其放热、发光、发烟、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化还原反应。
也有人认为游离基的连锁反应是燃烧反应的实质,光和热是燃烧过程中的物理现象。
爆炸:与燃烧没有本质差别,是燃烧的常见表现形式。
燃烧的必要条件1、可燃物(还原剂):凡能与氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质。
2、助燃物(氧化剂):凡与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质。
3、点火源:凡能引起物质燃烧的点燃能源,统称为点火源。
燃烧的充分条件 1.一定的可燃物浓度2.一定的助燃物浓度3.一定的引燃能量 相互作用 燃烧持续的要素 1.外加热(着火源)或者反应释放足够能量维持燃烧 2.可燃物质3.氧或助燃剂4.合理配比 5.混合作用火灾:在时间和(或)空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
火灾预防:1、控制可燃物2、隔绝空气3、消除点火源 火灾扑救:1、隔离法2、窒息法3、冷却法4、抑制法反应速率:单位时间内在单位体积中反应物消耗或生成物产生的摩尔数。
()sm mol dtdc dt Vdn⋅=⋅=3/ωfF eE bB aA +→+ωωωωω====febaFEBA系统反应速率(ω)代表反应系统的化学反应速率,其数值是唯一的。
质量作用定律:等温条件下,任何瞬间反应速度与该瞬间各反应物的浓度的某次幂成正比。
在基元反应中,各反应物浓度的幂次等于该反应物的化学计量系数。
fF eE bB aA +→+反应速度方程为:bB a AC KC V =K 为反应速度常数,其值等于反应物为单位浓度时的反应速率。
(a+b) 称为反应级数。
注意:质量作用定律只适于基元反应,对于非基元反应,只有分解为若干个基元反应时,才能逐个运用质量作用定律。
1. 反应温度对化学反应速度影响很大,通常是反应速度随着温度的升高而加快。
2. 范德霍夫近似规则:对于一般反应,如果初始浓度相等,温度每升高10℃,反应速度大约加快2~4倍。
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 20B T T T ≈-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 ;Tq αT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。
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w 0w 123M HO M O H +→++⋅22⋅⋅+→+OH O H H HO 222a.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。
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=T BRT02 T0E4.改变体系自燃状态的方法qq1降低αq2T增加 Pq q2T 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δ cr 取决于体系的几何形状。
三、链锁自然理论1.w0 w 0t123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HO2MHO2M HO 2H 2H2OOH 导致自由基增长速度增大,于是又能发生爆炸。
压----------------------第三极限力 1000非爆炸区mmHg100爆炸区10·P360400440480520560600温度℃图 3-12氢氧着火半岛现象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: f g 0这表明,在fg0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。
思考题第一章绪论1、燃烧的定义(氧化学说):燃烧一般是指某些物质在较高的温度下与氧气化合而发生激烈的氧化反应并释放大量热量的现象。
2、化石燃料燃烧的主要污染排放物?烟尘,硫氧化物,氮氧化物其次还有CO,CO2等其他污染物。
3、燃素学说;燃素学说认为火是火是由无数细小且活泼的微粒构成的物质实体,这种火的微粒即可愿意与其他元素结合而形成化合物也可以以游离的方式存在,大量游离的火的微粒聚集在一起就形成了明显的火焰,它弥散于大气之中变给人以热的感觉,由这种火微粒构成的火的元素便是燃素。
第二章燃料1.什么叫燃料?它应具备哪些基本要求?是指在燃烧过程中能释放出大量热量,该热量又能经济、有效地应用于生产和生活中的物质.物质作为燃料的条件:(1)能在燃烧时释放出大量热量;(2)能方便且很好的燃烧;(3)自然界蕴藏量丰富,易于开采且价格低廉;(4)燃烧产物对人类、自然界、环境危害小2.化石燃料主要包括那些燃料?(煤,石油,天然气)3.燃料分类方法?燃料按物态分类及其典型代表燃料(1 固体燃料(煤炭)2 液体燃料(石油、酒精)2气体燃料(天然气、氢气)4.燃料的组成,固液体燃料的元素组成都有那些? 固体燃料是各种有机化合物的混合物。
混合物的元素组成为:C、H、O、N、S、A、M 液体燃料是由多种碳氢化合物混合而成的。
其元素组成亦为:C、H、O、N、S、A、M5.气体燃料的主要组成成分有哪些?气体燃料是由若干单一可燃与不可燃气体组成的混合物:CO、H2、CH4、CnHm、CO2、N2、H2O、 O2等。
6.燃料分析有几种,分别是什么?(1)工业分析组成(测定燃料中水分(M)、挥发分(V)灰分(A)和固定碳(FC)等4种组分的含量)。
;(2) 元素分析组成(用化学分析的方法测定燃料中主要化学元素组分碳(C)、氢(H)、氮(N)、硫(S)和氧(O) 以及灰分(A)和水分(M)的含量);(3)成分分析组成(化学分析方法测定气体燃料各组分的体积或质量百分比)7.燃料的可燃与不可燃部分各包含哪些主要成分?可燃成分:(碳(最主要的可燃元素,氢(发热值最高的可燃元素)硫(有机硫、黄铁矿硫:可燃烧释放出热量,合称为可燃硫或挥发硫。
大学燃烧学知识点总结一、燃烧的基本过程1. 燃烧的定义和分类燃烧是指可燃物质和氧气发生化学反应,产生焰火和释放能量的过程。
根据燃烧过程中的燃料状态和供氧方式的不同,可将燃烧分为固体燃烧、液体燃烧和气体燃烧。
而根据燃烧的形式和特点,又可分为明火燃烧与无炎燃烧两类。
2. 燃烧过程的基本要素燃烧过程主要包括燃料、氧气和能源三个基本要素。
其中,燃料是指能够发生燃烧的物质,氧气是支持燃烧的氧化剂,而能源则是维持燃烧反应进行的动力源。
3. 燃烧的三要素燃烧的三要素是指燃料、氧气和点火温度。
只有当这三者达到一定条件时,燃烧反应才能进行。
如果其中任何一项条件不满足,燃烧反应将无法发生。
二、燃烧的机理1. 燃烧反应的基本过程燃烧反应是一种化学反应,通常包括点火、燃烧和燃尽三个阶段。
点火阶段是指燃料和氧气的反应所需要的最低温度,燃烧阶段是指燃料和氧气反应放热产生火焰和燃烧产物的过程,而燃尽阶段则是在氧气不足或燃料枯竭时,燃烧反应停止的过程。
2. 燃烧反应的化学方程式燃烧反应的化学方程式通常以通用的形式表示:燃料 + 氧气→ 燃烧产物 + 能量。
不同燃料和氧气的组合会产生不同的燃烧产物,其中最常见的有二氧化碳和水蒸气。
3. 燃烧反应的热力学燃烧反应是一种放热反应,其热量变化可以通过燃烧热值来衡量。
燃烧热值是指单位质量燃料燃烧时释放的热量,通常以焦耳/克或大卡/克来表示。
4. 燃烧速率和爆炸燃烧速率是指单位时间内单位面积燃料燃烧的速度。
而当燃烧速率过快时,可能引起爆炸。
爆炸是指在极短时间内燃烧反应异常迅速进行,产生的大量高温和高压的现象。
三、燃烧的调节和控制1. 燃烧的调节燃烧的调节是指通过改变燃料供给量、氧气供给量、燃料与氧气的混合程度、燃烧温度等因素,来控制燃烧过程的进行。
燃烧调节的目的是使燃烧过程更加高效和稳定。
2. 燃烧的控制燃烧的控制是指通过技术手段,如调节阀、控制器等,实现对燃烧过程的精细控制。
燃烧控制可以帮助提高燃烧效率、降低能耗和减少环境污染。
《燃烧学》总复习提纲考虑到课程的难度,现将复习提纲发给大家,希望大家按提纲好好复习。
一句话与大家共勉:一分耕耘一分收获,学好知识才是王道。
另外,请大家在考试之前把作业和实验报告交上来,以便统计平时成绩,谢谢!一、名词解释(20选10)1、化学当量比2、空燃比3、燃烧焓4、平衡常数5、等压绝热火焰温度6、活化能7、化学反应速率常数8、化学反应速率9、基元反应10、链锁反应11、层流火焰传播速度12、湍流火焰传播速度13、邓克尔Damkohler数14、扩散燃烧15、动力扩散燃烧16、斯蒂芬stefan流17、费克扩散定律18、可燃极限 19、蒸发常数k 20、淬熄距离二.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、 什么是离解?试说明离解对火焰温度的影响?3、 试说明温度与压力对化学平衡的影响?4、 试说明反应级数、质量作用定律、反应分子数间的关系5、 试说明准稳态假设的思想,及其意义。
6、某一反应F O =c a b +,其反应速度可以表示成d [F ][F ][O ]e x p (/)dtabA E R T =-或d[F]ln()ln ln[F]ln[O ]dt EA a b R T=++-,试设计实验求解该反应的反应级数a,b 以及活化能E 。
提示:进行单因素实验,改变某个变量,比如改变反应物浓度[F],测量其反应速率d[F]dt,将这些测量结果画在图上(d[F]dt~[F]),其斜率即为反应物的反应级数b 。
其他以此类推。
7、试举例说明如何通过实验获取反应的表观活化能。
提示:比如第6题,或热重试验。
8、试说明多组分反应流体一维流动守恒方程各符号、各项的物理意义。
+=+u S t x x x φφρφρφφ∂∂∂∂Γ∂∂∂∂ ④①②③()()()9、 已知层流预混火焰传播速度计算公式:0.5(2)TLf D S R Rρ=, 试证明层流预混火焰传播速度与压力之间服从如下关系:(2)/2,n l S pn -∝为反应级数10、 试说明层流火焰传播速度计算中分区思想,及其给求解问题带来的方便。
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=R 20B T T T ≈-#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。
T qαT2.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 );三、'四、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 (3(4)w0w 123MHO M O H +→++⋅22⋅⋅+→+OH O H H HO 222.3.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。
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f g ϕ=-<0f g ϕ=-<f g>0f g ϕ=->f g =0ϕ=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。
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+ = 4CO2 + 5H2O + 6× {n1 = n2 =。
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=;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%,爆炸前初温T1=298K ,初始压力P1=×105 Pa ,爆炸时温度为T2=2300K ,最大爆炸压力P2=×105 Pa ,甲烷火焰传播速度为Sl= cm/s ,热容比K=,求甲烷爆炸时平均升压速度。
}解:甲烷燃烧反应式为:9MPa 9.0)25273(6.29)2500273(6.311.0112212=+⨯+⨯⨯==T n T n P P 11331P V t S P K P l d +=K T n T n T n T n K d ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=134112221122π(Pa/s)12t P P v -=86.23454.112985.1023005.102985.1023005.1014.3341342112221122=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯•⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=K T n T n T n T n K d πCH4+2O2+ CO2+2H2O+n1=n2= (kmol)`由 得: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11331P V t S P K P l d +=)(086.07.341001325.186.23459000)1001325.1100756.8(11)1(3355533s S P K V P P t ld ≈⨯⨯⨯⨯⨯-⨯=••-=)/(12.8286.01001325.1100756.855s Pa v =⨯-⨯=100V'V ⨯iii x =下100V'V 333⨯=下x 100V'V 111⨯=下x 100V 'V 222⨯=下x 100x V V'i ii ⨯下=100x VV'111⨯下=100x V V'222⨯下=100x V V'333⨯下=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 '(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%、%,下限为%、%)·%100/100/100/100/100332211⨯+⋯+⨯+⨯+⨯=下下下下i i x V V x V V x V V x V V 100%'Vx V ⨯下=%x P x P x Px P 100i i332211下下下下下=+⋯+++x 100V V ⨯i i P =100V V 11⨯=P 100V V 22⨯=P 100V V 33⨯=P %0.2%1.660340100=+=下x %9.7%8.56012.540100=+=上x 混合气中可燃气浓度:1/(1+19)=5% % < 5% < %故,该混合气体遇火爆炸。
解: 乙烷:P1=40% 丁烷:P2=60%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。
—>例4-1 求煤气的爆炸极限。
煤气组成为:H2一%;CO 一%;CO2一%;O2一0%;CH4一%;N2一%。
解: 分组:CO2+H2;N2+CO ;CH4 CO2+H2: %+%=%; ^N2+CO :%+%=%; CH4:%。
从图4-25查得: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5.04.122.6H CO 22=%%96.13.274.53CO N 2=%%=H2+CO2组的爆炸极限为:%~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。
%=下19%0.57.0407.800.66.18100++=x %=上53.70%157.030.77.80706.18100++=x!(5)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” 。