燃烧学西安交大导论化学热力学与化学反应动力学基础.pptx

1;1.2 化学反应速率 定义 质量作用定律 对化学反应速率影响的各种因素 ① 浓度（质量作用定律） ② 温度（阿累尼乌斯定律） ③ 压力 ④ 催化剂;;④ 、催化剂对化学反应速度 的影响;④ 、催化剂对化学反应速度 的影响;④ 、催化剂对化学反应速度 的影响;④ 、催化剂对化学反应速度 的影响;④ 、催化剂对化学反应速度 的影响;④ 、催化剂对化学反应速度 的影响;　链式反应 ;;一、Ｈ２的燃烧;;;一、Ｈ２的燃烧;;二、ＣＯ的燃烧;二、ＣＯ的燃烧;;三、烃的燃烧反应 （烷燃烧为例）;三、烃的燃烧反应 ;;;三、烃的燃烧反应 ;;;;2021/11/12;第一节　着火基本原理 ;二、自燃;二、自燃;二、自燃;二、自燃;二、自燃;二、强燃;二、强燃;二、强燃;二、强燃;二、强燃;一、火焰传播方式： 1、缓燃：火焰锋面主要以导热和对流方式传热给可燃混合物所引起的火焰传播。煤粉-空气混合物以辐射和对流为主（<声波） 2、爆燃：绝热压缩所引起的火焰传播。高温烟气比容比未燃混合物要大，前者膨胀，产生压力波，使后者绝热压缩，未燃混合物受绝热压缩后，温度大大升高，迅速着火燃烧，爆燃火焰传播速度极高，必然高于声速。 （可能会几千米/秒，声音是压差很微弱的压力波。） 二、火焰传播速度 火焰锋面在其法线方向上相新鲜 燃料侧移动的速度。 uce——层流火焰传播速度； ut ——湍流火焰传播速度；;Ⅰ、层流时的火焰传播;Ⅰ、层流时的火焰传播;Ⅰ、层流时的火焰传播;Ⅰ、层流时的火焰传播;Ⅰ、层流时的火焰传播;Ⅰ、层流时的火焰传播;Ⅰ、层流时的火焰传播;Ⅰ、层流时的火焰传播;Ⅰ、层流时的火焰传播;Ⅱ、湍流时的火焰传播;Ⅱ、湍流时的火焰传播;Ⅱ、湍流时的火焰传播;;;;Ⅱ、湍流时的火焰传播;Ⅱ、湍流时的火焰传播;Ⅱ、湍流时的火焰传播;本生灯的燃烧过程与火焰结构 　1、扩散火焰：;本生灯的燃烧过程与火焰结构;本生灯的燃烧过程与火焰结构;本生灯的燃烧过程与火焰结构;本生灯的燃烧过程与火焰结构;本生灯的燃烧过程与火焰结构;本生灯的燃烧过程与火焰结构;本生灯的燃烧过程与火焰结构;影响气体燃料燃烧火焰稳???因素： 背景：实际w>20m/s；高炉气含大量惰性气体，uce低，易脱火； 不利因素：①可燃混合物出口流速w；②成分不纯。 火焰稳定条件： 措施： ① 提高空气温度及提高气体燃料温度； ② 适当降低一次过量空气系数，提高火焰稳定性；（实际上， 缩小预混合距离，预混合程度降低） ③ 完全预混，火焰十分强烈，但稳定性较差。(实际都是预混为提高燃烧效率);实例1：板式无焰燃烧器 高速抽吸，多次预混，多孔燃烧(缩短火焰长度)。;实例2 ：喉口收缩型无焰燃烧器;讨论： ①同一 材料、不同直径喷管时 同一材料，淬熄距离一样； 回火临届条件：在离壁面淬熄距离lcx处，w=uce lcx1=lcx2 w1<w2 ②不同材料、同一直径 lcx（铜管）>lcx（陶瓷） w铜管>w陶瓷;一、湍流扩散火焰长度 ①层流预混火焰长度 ②湍流预混火焰长度 由于整体上预混火焰长度<<扩散火焰长度，所以一般只研究扩散火焰长度。;一、湍流扩散火焰长度 湍流扩散火焰长度计算机理： 煤气和空气中的氧从火焰锋面的两侧向火焰锋面扩散进来，在火焰锋面上相遇而燃烧，燃烧产物（CO2、H2O）从火焰锋面又向两侧扩散离去，很薄的火焰锋面上煤气与O2流量必然符合化学反应当量比（即火焰锋面上不可能存在煤气或O2过剩）。 火焰锋面：煤气浓度与O2浓度符合化学当量比的点的轨迹连线。;一、湍流扩散火焰长度 设想为等温自由射流： ;一、湍流扩散火焰长度 ;讨论： ① ②;三、影响扩散火焰长度的因素;湍流扩散 层流扩散 层流预混 正比d d2 d 与w无关 正比w 正比w D正比w*d 正比1/D 湍流扩散系数 ； 而层流时的分子扩散系数只是气体的物性常数。 ; 时的火焰长度小于 时的火焰长度。;三、影响扩散火焰长度的因素;第六节　点火 ; 若先锋火焰的尺寸太小，射流中的高温气体与低温的可燃混合物突然大量混合，温度急剧下降，燃烧化学反应不能迅速进行，点火失败。 可能的原因： 1、可燃混合物开始时温度一度较高，但因为孕育时间不够，来不及着火就冷却下去了； 2、少量可燃混合物的厚度大大小于层流火焰锋面的厚度，所以虽然它温度尚高，但不能形成