着火与熄火课件.ppt

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第五章 着火与熄火 要求:掌握不同着火方式的特点及影响着火、熄火的因素与规律,理解热自燃理论、强迫着火理论及熄火理论。 概述 研究着火与熄火的意义: 概述 着火方式 概述 着火方式的区别与联系 概述 影响着火与熄火的因素 §5-1 热自燃理论 一、着火条件 §5-1 热自燃理论 一、着火条件 §5-1 热自燃理论 一、着火条件 §5-1 热自燃理论 二、非稳态分析法 二、非稳态分析法 分析模型: 二、非稳态分析法 简化: 二、非稳态分析法 热平衡方程: 二、非稳态分析法 着火临界点: 二、非稳态分析法 对流换热系数?的影响: 二、非稳态分析法 着火温度: 二、非稳态分析法 着火温度: 二、非稳态分析法 热自燃特性: 二、非稳态分析法 热自燃特性: 二、非稳态分析法 热自燃的浓度界限: 二、非稳态分析法 着火感应期?i : 二、非稳态分析法 着火感应期?i : 二、非稳态分析法 着火感应期?i : 二、非稳态分析法 着火感应期?i : §5-1 热自燃理论 三、稳态分析法 §5-2 强迫着火(点燃) 热自燃与点燃的区别: §5-2 强迫着火 一、热平板点燃理论 §5-2 强迫着火 一、热平板点燃理论 §5-2 强迫着火 一、热平板点燃理论 §5-2 强迫着火 二、电火花点火 二、电火花点火 最小点火能量: 二、电火花点火 最小点火能量: 二、电火花点火 最小点火能量: 二、电火花点火 最小点火能量: 二、电火花点火 最小点火能量: 三、热射流点火 三、热射流点火 §5-3 熄火 一、理想燃烧室的着火、熄火现象的描述 §5-3 熄火 一、理想燃烧室的着火、熄火现象的描述 §5-3 熄火 一、理想燃烧室的着火、熄火现象的描述 §5-3 熄火 二、均匀搅拌反应器熄火理论 §5-3 熄火 二、均匀搅拌反应器熄火理论 §5-3 熄火 二、均匀搅拌反应器熄火理论 §5-3 熄火 二、均匀搅拌反应器熄火理论 §5-3 熄火 二、均匀搅拌反应器熄火理论 在高空起动火箭发动机或航空发动机时,由于高空压力低,因此感应期大,这就意味着在着火前堆积在燃烧室内的燃料增加,一旦着火,则这些堆积的燃料突然燃烧,使燃烧室内产生一个很大的起动压力峰,甚至引起燃烧室爆炸。  如果电火花已经点燃了某个最小火球尺寸的混气,并形成了稳定的火焰传播,则在传播的开始瞬间必然满足火球内混气化学反应放出的热量等于火球表面向外导走的热量。即 其中δ是火焰前锋宽度,若进一步假设焰锋宽度与最小火球半径成正比关系 令: 高温射流:d0、Tm、u0 周围环境为预混气:T?、u? 外边界0-1: T?、YF,? 内边界0-2: Tm、YF=0 xi为着火距离, xp为射流核心区长度   着火完成后建立了燃烧工况,这时燃料的浓度会变小,放热规律也大不相同。 以密闭容器为例,近似地认为在有散热时其中的浓度也按绝热燃烧的规律下降,则二级反应有: 散热: 放热: 这时的工作点可能有三个:   缓慢的氧化工况、强烈反应的燃烧工况、不稳定的中间工况。   所有可能的工作点(q0,T0)画成曲线:  (1)在缓慢氧化状况下有一个拐点I,为着火临界点;在剧烈的燃烧工况也有一个拐点E,为熄火临界点;  (2)着火与熄火过程不可逆,熄火有滞后性   Longwell认为可燃混合气进入燃烧器后被强烈地搅拌,迅速进行反应,并与已燃的燃烧产物快速混合,使反应器内的温度、浓度均匀分布。 YOX T V G YOX∞ T∞ YF∞   G YOXP Tm YFP   设反应为二级反应,则燃烧器内的质量平衡式: 令?为按氧计算的反应程度:   在同一个G/Vp2值下,所得完全燃烧度?可以有三个:   曲线上面的实线相当于稳定燃烧工况;曲线下面的实线相当于缓慢氧化工况,即熄火状态;曲线的虚线部分是不稳定工况,没有物理意义。   熄火即由稳定的燃烧工况向稳定的缓慢氧化反应过渡: 熄火条件 燃烧过程既然包括发光放热的化学反应,它必然存在两个最基本的阶段:着火与燃烧。着火阶段是燃烧的准备阶段,在这一阶段,可燃物质与氧化剂在缓慢氧化的基础上,不断地积累热量和活性粒子,到一定时候,燃料就会着火燃烧。 闭口系统虽然在工程上没有多大的实际价值,然而由于在闭口系统中的物理因素比较简单,容易看出着火问题的本质。 这样,求解导热、扩散及化学反应的微分方程比较复杂。 式中,等号左边为容器中混气热容量的变化率,右边第一项为混气反应放热量,第二项为混气向外界的散热量。 从图中可以看出,对一定混气压力或温度,混气只能在一定浓度范围内才能着火。超出这一范围,混气则不能着火。另外,当压力一定时,着火温度有一个最低点,这点的混气浓度为最佳浓度。燃料过浓或过稀,由于化学反应速率降低,混气的生热量减小,着火过程困难,着火温度升高。当

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