燃烧基本理论2
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内容:燃烧基本理论一、燃烧的本质和条件(一)燃烧的本质燃烧是一种放热发光的化学反应。
燃烧同时具备三个特征,即化学反应、放热和发光,具备一个或两个特征不能称为燃烧。
(二)燃烧的条件1.必要条件:任何物质发生燃烧必须具备三个条件,即可燃物、助燃物(氧化剂)和着火源。
2.充分条件:一定的可燃物浓度,一定的氧气含量,一定的着火能量,三者相互作用。
二、燃烧类型燃烧类型主要有闪燃、自燃、着火、爆炸。
(一)闪燃在一定温度下,易燃、可燃液体表面上产生足够的可燃蒸汽,与空气混合遇着火源产生一闪即灭的燃烧现象叫作闪燃。
(二)自燃可燃物质在没有外部明火等火源的作用下,因受热或自身发热并蓄热所产生的自行燃烧现象称为自燃。
自燃包括受热自燃和本身自燃。
1、受热自燃。
可燃物质在空气中,连续均匀地加热到一定温度,在没有外部火源的作用下,发生自行燃烧的现象叫作受热自燃。
2、本身自燃。
可燃物质在空气中,自然发热经一定时间的积蓄使物质达到自燃点而燃烧的现象,叫作本身自燃。
(三)着火可燃物质与空气(氧化剂)共存,达到某一温度时与火源接触即发生燃烧,当火源移去后,仍能继续燃烧,直到可燃物燃尽为止,这种持续燃烧的现象叫作着火。
(四)爆炸物质从一种状态迅速转变成另一种状态,并在瞬间放出大量能量,同时产生声响的现象叫爆炸。
爆炸浓度极限:可燃气体、蒸气或粉尘与空气的混合物,遇火源能够发生爆炸的浓度。
遇火源能够发生爆炸的最低浓度叫作爆炸浓度下限(也称为爆炸下限);遇火源能发生爆炸的最高浓度叫作爆炸浓度上限(也称为爆炸上限)。
在火场上,常见的爆炸主要有以下三种:1. 气体爆炸:可燃气体与空气混合后遇到明火或电火花等火源时发生爆炸的现象。
气体爆炸必须具备三个条件:气体本身具有可燃性;气体必须与空气混合达到一定的浓度;有点火源的存在。
2、粉尘爆炸:悬浮于空气中的可燃粉尘遇到明火或电火花等火源时发生爆炸的现象。
粉尘爆炸必须具备三个条件:粉尘本身具有可燃性;粉尘必须悬浮在空气中并与气混合达到爆炸浓度;有足以引起粉尘爆炸的点火能量。
4燃烧理论基础4.1燃烧反应的热力学基础1、单相反应:在一个系统内反应物与生成物属同一物态。
2、多向反应(异相反应):在一个系统内反应物与生成物不属与同一物态。
3、浓度:单位体积中所含某物质的量。
摩尔浓度: 质量浓度: 摩尔相对浓度: 质量相对浓度: 4、标准生成焓、反应焓、燃烧焓、显焓、绝对焓(P98-100)5、化学反应速率:单位时间内,反应物(或生成物)浓度的变化量。
其单位为:kg/(m3s)、 kmol/(m3s)、 分子数/(m3s)①例: a 、b 、c 、d 为对应于反应物A 、B 和产物C 、D 的化学反应计量系数②反应速率可以表示为:③化学反应速率与计量系数之间有如下关系:/i i mi i i i i i i i i n N VM VN n C X N n C M Y M nρρ=====∑∑∑∑∑==aA bB cC dD+→+,,C A B D A B C D dC dC dC dC r r r r d d d d ττττ=-=-==或1111::::::C A B D A B C D dC dC dC dC a d b d c d d d r r r r a b c dττττ-=-==⇒=④化学反应速率的三种表示方法:反应物的消耗速度、生成物的生成速度、r 为反应速度⑤影响化学反应的因素:(温度、活化能、压力、浓度、可燃混合气的配比、混合气中的惰性成分)1. 浓度:浓度越大,反应速度越快。
2. 压力:对于气体燃料,压力升高,体积减少,浓度增加,反应速度加快。
(压力对化学反应速度的影响与浓度相同。
)3. 温度:温度增加,反应速度近似成指数关系增加,体现在反应速度常数。
①阿累尼乌斯定律: A —常数,频率因子,由实验确定;R —通用气体常数,8.28kJ/molK ,1.98kcal/molK ;E —活化能,J/mol ,由实验确定⏹ 气体分子的运动速度、动能有大有小;⏹ 在相同温度下,分子的能量不完全相同,有些分子的能量高于分子的平均能量,这样的分子称为活1111G A B H A B G H dC dC dC dC r a d b d g d h d r ar r br r grr hrττττ-=-====-=-==b B a A C kC =rRT E Ae k -=化分子(自由基、活化中心、活化络合物、中间不稳物)⏹ 化学反应中,由普通分子到达活化分子所需最小能量---活化能E ;(讨论活化能对反应速率影响,通过阿累尼乌斯定律) ⏹ 阿累尼乌斯定律反应了温度对反应速率的影响; 阿累尼乌斯定律是实验得出的结果;并不是所有的化学反应都符合阿累尼乌斯定律。