第二章燃烧原理基础.ppt

§2 燃烧原理基础 化学热力学 化学动力学 §2-1-1 化学反应速率 一、化学反应的分类 §2-1-1 化学反应速率 §2-1-1 化学反应速率 三、质量作用定律 §2-1-1 化学反应速率 四、化学反应级数n §2-1-1 化学反应速率 四、化学反应级数 §2-1-2 阿累尼乌斯定律 §2-1-2 阿累尼乌斯定律 §2-1-2 阿累尼乌斯定律 §2-1-2 阿累尼乌斯定律 §2-1-3 影响反应速率的因素 §2-1-3 影响反应速率的因素 一、反应物质的性质对反应速率的影响 §2-1-3 影响反应速率的因素 二、温度对反应速率的影响 §2-1-3 影响反应速率的因素 三、压力对反应速率的影响 §2-1-3 影响反应速率的因素 三、压力对反应速率的影响 §2-1-3 影响反应速率的因素 三、压力对反应速率的影响 §2-1-3 影响反应速率的因素 四、反应物质成分的影响 §2-1-4 链锁反应 现象 §2-1-4 链锁反应 定义 §2-1-4 链锁反应 过程 §2-1-4 链锁反应 §2-1-4 链锁反应 §2-1-4 链锁反应 一、不分枝链锁反应 §2-1-4 链锁反应 §2-1-4 链锁反应 §2-1-4 链锁反应 §2-1-4 链锁反应 §2-1-4 链锁反应 二、分枝链锁反应－－爆炸反应 §2-1-4 链锁反应 二、分枝链锁反应－－爆炸反应 §2-1-4 链锁反应 二、分枝链锁反应－－爆炸反应 §2-1-4 链锁反应 二、分枝链锁反应－－爆炸反应 §2-1-4 链锁反应 二、分枝链锁反应－－爆炸反应 §2-2 着火过程 2、斯蒂芬(Stefan)流 二、紊流火焰传播 雷诺数 直管段中，Re＜2300时，层流 混气的流动为紊流时， Re＞3200时火焰为紊流火焰 1、紊流的基本属性 描述紊流的运动速度为： —平均速度， —瞬时脉动速度 紊流强度： 描述紊流流动的主要参数： 紊流尺度l： 紊流中形成的气体微团的平均直径。 或微团的平均脉动距离 三个方向上的分量一般不等 2、紊流火焰特征和传播机理 与层流火焰相比，有如下特点： （1）火焰长度缩短 （2）火焰前锋变宽 （3）火焰峰面粗糙 （4）有噪音 紊流火焰传播速度明显大于层流 3 紊流火焰传播速度 （1）紊流尺度远小于层流火焰前锋的厚度： （2）紊流尺度大于层流火焰前锋的厚度，且紊流强度ε较小 ——表面燃烧理论 单位时间内焰峰表面烧掉的混气量 以层流焰峰表示 以紊流焰峰表示 （3）当紊流强度ε很大时，u’》un u’/un》1 此时ut∝u’， ut只取决于脉动速度，与化学动力学因素无关 4、影响紊流传播速度的因素 （1）雷诺数 Re↑ ut↑ （2）压力 Pt↑ ut↑ （3）温度 T↑ ut↑ （4）u’ u’ ↑ ut↑ （5）混气浓度 §2-4 扩散燃烧与动力燃烧 燃料燃烧时间包括两部分：τ=τm+τr τm：燃料与空气混合所需要的时间 τ r：化学反应时间 τ m》τr ： 扩散燃烧，τ≈τm τ r 》τ m ：　动力燃烧，τ≈τr τ r 、τ m 相差不大 ： 动力—扩散燃烧 一、扩散燃烧和动力燃烧基本概念 α1=1 α1＞1 α1＜1 α1=0 二、气相扩散燃烧 1、层流扩散火焰结构 火焰形状 火焰面位置 浓度变化 2、紊流扩散火焰 1—火焰顶点 2—层流向紊流的转变点 3 火焰高度 Q—容积流量 Dm—扩散系数 层流 紊流 4、扩散火焰的特点 （1）扩散火焰的稳定性 （2）碳氢化合物的热分解 三、气—液两相燃烧 1、蒸发或燃烧时的油珠温度 3、高温环境下相对静止油珠的蒸发 纯蒸发条件下油珠的蒸发速率： B—物质交换数 油珠达到蒸发平衡时： hfg—汽化潜热 4、高温度环境中相对静止油珠的燃烧 油珠燃烧速率： —空气对燃油的化学当量比 Tb—燃油的沸点温度， Tf—火焰温度 链的中断 等温条件下不分枝链锁反应的反应速度： 1、如果反应在初始时活性中间产物的浓度已达到离解平衡的数值（最大值），则反应速度将随着反应物质的浓度下降而减小。 2、如果反应在初始时活性中间产物的浓度未达到平衡的最大值，则反应速度起初较小，而后随着活性中间产物增多而加快，一直到浓度为平衡数值时，然后随着反应物的消耗而减小。 氢的氧化学反应： 链的形成 链的增长 总的效果： 链的中断 分枝链锁反应的特点： 1、反应随着时间进展显著地自行加速。 2、有感应期存在。 从开始反应到反应显著加速的这段时间 一切燃