燃烧学(西安交大)第一章导论、化学热力学与化学反应动力学基础.ppt

第一章 导论、化学热力学与化学反应动力学基础 1.2 化学反应速率 1.2.1 定义 1.2.2 质量作用定律 1.2.3 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 活化能 反应级数 浓度与反应时间关系 半衰期时间与初始浓度关系 反应速度与压力、反应级数关系 燃尽时间与压力、反应级数关系 ④ 、催化剂对化学反应速度 的影响 1、催化剂及其特性 催化剂： 极大的改变 的物质； 在反应前后质量组成都不变； 催化剂促进 ——正催化剂 催化剂减慢 ——负催化剂（抗衰剂、缓蚀剂、阻燃剂） 催化剂降低了活化能（E），初态、终态不变化。 热力学中确定可以进行的反应，催化剂可以提高化学反应速率。 ④ 、催化剂对化学反应速度 的影响 催化剂特性： ①用量很少，自身活性很强，促使反应物活化。 ②反应前后质量、组成均不变 化学反应的前后始态、终态不变 ③催化剂有很强的选择性 Ⅰ、不同类型的反应，有不同的催化剂 Ⅱ、同一个反应物反应，不同的催化剂有不同的反应方向 ④催化剂中毒：有少量杂质：Ⅰ、助催化；Ⅱ、中毒，活性下降，甚至失去选择性。 ④ 、催化剂对化学反应速度 的影响 例子： ④ 、催化剂对化学反应速度 的影响 2、单相催化和多相催化 催化剂与反应物同相，称为单相催化物 催化剂与反应物异相，称为异相催化物 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 1.3　链式反应 反应不是一步能完成的 上一步反应的生成物就是下一步反应的反应物 活化中心（分子）、自由基（原子） 2H2+O2===2H2O 活化中心: H CO+O2===CO2 活化中心 : O CO+O2===CO2 活化中心 : H OH O RH+O2===RH’+CO+H2O 活化中心:OH 基本步骤： ①链的激发：反应物在光、热、电、附加剂作用下生成自由基或原子 ②链的传递：活化中心与分子反应，除生成物之外，还会产生新的活化中心 上一步活化中心数=下一步活化中心数称为不分支链反应 上一步活化中心数下一步活化中心数称为分支链反应 ③链的终止 上一步活化中心数下一步活化中心数 反应中产生的能量不足以激活新的活化中心能量损失，销毁（若被气体吸收带走，气体销毁） 一、Ｈ２的燃烧 步骤和机理： 激发： 　　　　　　　　　（ 代表气体中除氢以外的分子或能量） 传递： 一、Ｈ２的燃烧 讨论： 孕育速度与孕育时间 （1-13） （1-15） 温度上升===孕育时间大大缩短 二、ＣＯ的燃烧 讨论：含有少量　 　　 “潮湿化” 　　没有　　　　　　　 “干燥” 干燥ＣＯ燃烧：在700℃以上才能着火；氧o是活化中心 潮湿ＣＯ燃烧： 二、ＣＯ的燃烧 潮湿ＣＯ： 讨论： 三、烃的燃烧反应 （烷燃烧为例） （　为　　　　，此外，烷基又可看成　　　　） 三、烃的燃烧反应 闪点： 甲醛200-300℃左右，发出浅蓝色光---冷焰 第一次出现冷焰的温度：闪点 冷焰一般不爆炸，超闪点后禁止遇明火。 三、烃的燃烧反应 ２、缺氧 析碳： 1.C/H越大，析碳可能性越大； 不饱和烃（烯、炔）比饱和烃（烷）更易 渣油重油轻油汽油液化石油气天然气 防止析碳： 1.燃料中加入一次风，缺氧变为有氧燃烧 2.蒸汽雾化：加水(OH), 3.最小水碳比 甲烷裂解时水蒸汽对析碳影响 CH4==C+2H2+75kJ C+H2O===CO+H2-131kJ +) CH4+H2O===CO+3H2-207kJ 第三章 气体燃料的燃烧 第一节　着火基本原理 一、着火机理 第二节　火焰传播 大标尺弱湍动时，若w’uce，则展开上式为二项级数，并略去高次项得： 第三节　扩散火焰与预混火焰 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。 第四章 液体燃料的燃烧 第一