第4章 着火与灭火理论.ppt

4.6.1　基于链锁理论的灭火措施 1.降低系统温度，以减慢链分支速度2.增大链的中断速度，提高自由基消毁速度 1.降低系统温度，以减慢链分支速度 在链传递过程中，由链分支产生自由基是一个分解过程，需要吸收能量，温度越低，链分支速度越小，产生自由基的数目越少。 2.增大链的中断速度，提高自由基消毁速度 (1)增加自由基固相销毁速度，可增加容器壁比表面积，以提供更多的表面积(器壁)，或在着火系统中加入惰性固体颗粒，如砂子、粉末灭火剂等，这些方式可增加自由基与器壁或固体颗粒表面的碰撞机会。(2)增加自由基气相销毁速度，可在着火系统中喷洒卤代烷等灭火剂，也可以促进链终止。(3)提高反应系统中的气体压力，在较高压力下，两个活性中心与第三者物体碰撞的机会增多，促进链终止。 4.6.2　热气溶胶的灭火机理 1.气相化学抑制灭火机理2.固相化学抑制灭火机理 1.气相化学抑制灭火机理 气溶胶灭火剂发生剂通过吸热反应以后，气溶胶固体微粒分解出来的K能够以两种形式存在，一是以蒸气形式存在，二是失去电子以阳离子的形式存在。 2.固相化学抑制灭火机理 气溶胶中的固体微粒是很微小的(10-9～10-6m)，它具有很大的比表面积和表面能，能够强烈地使自己表面能降低以达到一种相对稳定状态的趋势，属于典型的热力学不稳定体系。 4.3.2　热平板点燃理论 (4-27) (4-28) (4-29) (4-30) (4-31) 4.3.2　热平板点燃理论 (4-32) (4-33) (4-34) (4-35) (4-36) 4.3.3　电火花点燃 1.电火花点燃过程2. Williams点火熄火准则3.最小点火能与电极熄火距离4.电火花点燃简化分析 1.电火花点燃过程 电火花点燃是工程中应用最普遍的一种点燃方式。电火花点燃过程大体可以分为两个阶段：①电火花加热混合气体使局部混合气体着火，形成初始火焰中心；②初始火焰中心向未燃混合气体传播，通过导热和对流作用使整个混合气体燃烧。 电容电火花的放电能量为： (4-37) 2. Williams点火熄火准则 准则1：当可燃气体中加入足够多的能量，使得和稳定传播的层流火焰一样厚的一层气体的温度升高到绝热火焰温度，才能点燃。 准则 2：板形区域内化学反应的热释放速率必须近似平衡于通过热传导方式从这个区域散热的速率。 3.最小点火能与电极熄火距离 实验表明，当电极间可燃混合气体的混气比、温度、压力一定时，电极放电能量有一最小值Emin，只有当放电量E＞Emin才能点燃可燃混合气体，这个最小放电能量称为最小点火能Emin。 图4?-?12　点燃最小能量与电极熄火距离 3.最小点火能与电极熄火距离 4.电火花点燃简化分析 1)电火花加热区是球形，球形火花的最高温度是混合气体的理论燃烧温度Tm，从球心到球壁上温度分布均匀。2)电极间距足够大，忽略电极的熄火作用。3)反应为二级反应。4)电火花点燃混合气体完全是热的作用。  4.电火花点燃简化分析  4.电火花点燃简化分析 (4-38) (4-39) (4-40) (4-41) (4-42)  4.电火花点燃简化分析 (4-43) (4-44) (4-45) (4-46) (4-47) （4-48） 图4?-?14　初温对最小点火能量的影响 4.电火花点燃简化分析 4.电火花点燃简化分析 4.4　开口系统的着火和灭火分析 4.4.1　简单开口系统模型4.4.2　简单开口系统的热量平衡和质量平衡4.4.3　简单系统的放热与散热曲线及灭火分析 4.4.1　简单开口系统模型 (1)混合气体的进口温度和质量分数分别为T0和f0。(2)容器中发生反应的混合气体的温度T和质量分数f分布均匀。(3)容器出口排出的燃烧产物的温度和浓度也是T和f。(4)开口系统的质量流量为G。(5)容器壁是绝热的。(6)反应为一级反应。 4.4.1　简单开口系统模型 图4?-?16　简单开口系统模型 4.4.2　简单开口系统的热量平衡和质量平衡  (4-49) (4-50) (4-51) (4-52) (4-53) （4-54） 4.4.2　简单开口系统的热量平衡和质量平衡  (4-55) (4-56) (4-57) (4-58) (4-59) 4.4.3　简单系统的放热与散热曲线及灭火分析 图4?-?17　混气浓度变化时的放热曲线和散热曲线 4.4.3　简单系统的放热与散热曲线及灭火分析 图4?-?18　系统散热条件对系统灭火的影响 4.4.3　简单系统的放热与散热曲线及灭火分析  4.4.3　简单系统的放热与散热曲线及灭火分析 (4-60) (4-61) (4-62) 4.4.3　简单系统的放热