4吉大燃烧学燃烧理论基础.ppt

确定化学反应的速度以及各种因素对反应速度的影响，进而可以提供合适的条件使反应按照人们所希望的速度进行。研究化学反应的机理----从反应物到生成物的所经历路径。 热力学第一定律告诉我们，独立系统的能量是恒定的，不因其过程不同而变化。燃料与氧化剂燃烧后变成燃烧产物，将化学能以热能的形式释放也是遵循热力学第一定律的一种转换方式。 燃料燃烧所释放的能量以焓(等压燃烧)或内能(等容燃烧过程)的变化形式表现出来．欲了解燃烧过程的能量转换的数量关系，就必须了解化学变化过程系统内各种化合物(即反应物及产物)的焓的数值变化关系。 从化学反应的化学平衡原理知道，化学分应常常是在正反两个方向间进行的；燃料的燃烧十分复杂，其过程是由多种简单反应组成，而每个简单反应均服从于化学平衡的规律；因此，燃烧反应并不能使燃料百分之百地进行到底，而总有少量的中间产物存在。这就是为什么实际燃烧产物比理论产物的组分要复杂得多的原因，这与我们研究燃烧产物的精确组分、有害排放物的排放量、燃烧产物热力学参数的精确值等密切相关。 在化学热力学中讨论焓或者内能的变化时都是用相对值来计算的，故人为规定所有元素在标准状态下的标准生成焓均为0。 气态物质常用此法表示， 按照定义有： 但各个反应速度之间有一定关系： 该定律建立在分子碰撞理论，即分子动力学基础之上。 只对基元反应有效 在某些特殊情况下（如锅炉在高原地区，低压下燃烧），考虑压力的影响是很有意义的。 不变，因此容易燃烧不完全 ， 该规则仅在温度不高时比较准确，而且并非所有的反应都符合该规律。 （后人研究表明，E略与温度有关 ） 在一定温度下，分子总是在不断运动的，且随着温度升高而运动速度越大，分子在运动过程中总是不断碰撞的，如在0.1MPa，273K时一秒钟内每个分子平均要与其它分子碰撞1010次。假使这样简单的碰撞后就反应的话，反应速度将会非常大。 当温度↑时，分子平均动能↑，活化分子数大大增加，化学反应速度急剧增加 低温下效果更好;活化能大的效果更好 前面所述的阿累尼乌斯定律等都是从经典的分子运动理论基础上建立了化学反应速度和许多参数的关系，但是许多化学反应，特别是燃烧过程中的化学反应，都是很复杂的化学反应，无法应用质量作用定律和阿累尼乌斯定律去解释。如有的化学反应即使在低温条件下其化学反应速度也会自动加速以致引起着火燃烧；低温时的磷、乙醇氧化出现冷焰现象（即温度未达到正常着火温度时出现的火焰）、干燥的一氧化碳与氧气的混合气体在700℃以下几乎不发生反应，而当加入微量水蒸气时就能大大加速反应，这些都促使人们寻求新的化学动力学理论----催化作用及链式反应理论。 按照阿累尼乌斯定律及范特霍夫理论，化学反应速度取决于具有能量较大的活化分子数目（其值为麦-波定律）。假如把每个活化分子的反应看成单元反应的话，每一次反应后放出能量 ，能量集中在为数不多的产物分子上。当具有丰富能量的产物分子与一般分子相碰撞时，将多余的能量转移给普通分子而使其活化，甚至反应。在此情况下，反应产物本身即为活化分子，反应本身就能创造活化分子。这种由反应本身所创造的活化分子数目远远超过麦-波定律所决定的分子数目。 式（1）的活化能最大，故其成为H2燃烧化学反应的关键环节 触媒也就是“催化剂”的另一种称为，作用是为了改变某些化学进程的速率。通过这样来达到想要的结果。?? CO是所有碳氧化合物氧化的主要中间成分。 烃的燃烧更为复杂，目前还无详细的动力学机理研究结果，除少数例外， 液体燃烧加热产生可燃蒸气与空气混合若遇明火会产生冷焰，因此，液体燃烧加热到达闪点以上禁止遇明火，免于发生爆炸。 苯最简单的芳烃。分子式C6H6。为有机化学工业的基本原料之一。无色、易燃、有特殊气味的液体。 （8）积碳导致内燃机车柴油机功率下降。活塞顶部的积碳会改变燃烧室的形状，并使燃烧室的容积减小，而且还会造成燃烧过程中出现许 多灼热点，引起混合压缩气体的先期燃烧。 （D）积碳使活塞顶部过热而烧损。积碳不仅积聚于组成燃烧室的活塞顶部，而且还会积聚于活塞顶部内壁冷却油道内，此处的积碳是由于 活塞温度较高而冷却机油在高温下离析而形成的。积碳的导热性极差，直接影响活塞的正常冷却，最后导致活塞顶部过热而烧损，并且会出现网状裂纹。 （9）积碳使气门间隙变大，燃烧不良而造成排温过高。（C）积碳使气门卡死，造成汽缸头破损，打伤活塞。严重时会打伤机体。 严格说，任何反应都是双向可逆反应，只不过正反速度有时差异明显，可以认为是完全反应。 * 链锁反应基本过程 在引发剂、热、光、电等作用下反应物分子断裂生成自由基，由原反应物产生中间活性产物的过程，该过程需要足够的能量分裂原反应物分子以产生活化产物。是反应最艰难的阶段。 自由基与分子