工程燃烧学理论与技术专题案例工程燃烧学理论与技术案例1.docx

《工程燃烧学》理论与技术专题案例 蜡烛的燃烧原理与技术 《工程燃烧学》理论与技术案例 1、蜡烛的燃烧原理与技术 资料编辑：韩奎华 2013 年 10 月 30 日 《工程燃烧学》理论与技术专题案例 《工程燃烧学》理论与技术专题案例 PAGE PAGE 1 1 蜡烛燃烧原理与技术 由蜡烛想到的：春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干，烛光里的妈妈、浪漫的烛光晚餐、粉彩多姿的生日蜡烛??从古至今，蜡烛给予我们人类光明、温暖和浪漫，蜡烛燃烧蕴含的燃烧理论与技术您知道多少呢？ 蜡烛的燃烧理论 蜡烛组分：石蜡 C H /C H 、硬脂酸 C H COOH；常温固态，150℃以上液化和气化形成 22 46 28 58 17 35 蒸气，分解、燃烧生成物为 CO 2 和H O 2 热传递：光和热辐射 燃烧中伴有的物理化学现象：蜡的液化、蒸发相变现象；蜡烛芯中发生的导热、毛细抽吸作用 蜡烛火焰组成：CH 原子团形成蓝色火焰、炽热的烟炱颗粒燃烧形成黄色火焰；由内至外可分为三层：第一层 焰心（淡蓝色，温度最低，也最暗），未燃烧的蜡蒸气及其产物碳氢自由基。 第二层 内焰（金黄色，最亮）在焰心的外围，焰心的蜡蒸气及碳氢自由基扩散到内焰， 在这里开始燃烧。第三层外焰（暗红色），受外界空气影响较大，而且和外界空气的能量交换剧烈，火焰的温度受到很大的影响，易形成烟炱。 思考问题： 在地球上燃烧的蜡烛，火焰细长明亮。在国际空间站上点燃的蜡烛会是什么样子呢？ 蜡烛在氧气中的燃烧状态？ 蜡烛火焰温度是怎样的？ 火焰颜色与温度有关系吗？ 制造工艺相同的两支蜡烛在地球上和空间站上的燃烧时间相同吗？（假设燃烧气氛相同） 空间站蜡烛燃烧形成圆球形的蓝色火苗，虽然漂亮，但照明效果不甚理想。重力越小燃 烧越不剧烈，在国际空间站这种环境下，空气在所有方向密度是相同的，因此可燃气体向四周均匀地扩散并且燃烧，所以产生的火焰是圆球形。 蜡烛燃烧火焰属于扩散火焰：通过扩散的燃料和氧化剂在反应区中相遇后燃烧所形成的火 焰。化学反应区将包含氧化性气体的气态介质与包含还原性气体混合物分割开来，形成扩散火焰。 常见可燃物质火焰颜色及温度 火焰的温度 温度和颜色 火焰 温度 oC 颜色 温度 oC 蜡烛 1400 初红 500 乙醇 1700 暗红 700 本生灯 1800 樱红 900 氢 1900 鲜樱红 1000 乙炔 2500 橙黄 1100 一氧化碳和氧 2600 鲜橙黄 1200 氢和氧（氢氧炎） 2800 白 1300 乙炔和氧 3800 眩白 1500 蜡烛燃烧相关技术 蜡烛火焰的组成与温度 蜡烛 蜡烛 蜡烛芯 蓝色区(外焰): 主要是在发光区的外面，是温度最高的一个区域。通过和氧气的作用，一些相关的 C 和 H 的化合物被释放出来。这个区域内可能产生部分的没有完全燃烧的碳粒子。 深色区(内焰): 这个区域内的温度在 600-1000 度（华氏1112-1832 度）的范围内。氧气在这个区域的含量很低，所以容易产生形成没有完全燃烧的碳粒子(积炭或者叫蘑菇头)。 主要的反应区: 这个区域非常热，是氧化作用 发生区。 发光区: 在主要的反应区以内，靠近火焰的顶 端，通过和氧气的作用，碳粒子在这个区域内可以部分地燃烧，火焰的光是黄色的。 蜡烛芯的质量与处理 蜡烛芯采用的棉纱是 100%的纯棉，纤维长度中长，条干均匀，韧性强。蜡烛芯的包装注重洁净，成品 蜡烛芯采用的棉纱是 100%的纯棉，纤维长度中长，条干均匀，韧性强。蜡烛芯的包装注重洁净，成品 蜡烛芯被密封在纸箱内的塑料袋里，保证不被外界的灰尘污染，保证蜡烛芯燃烧时吸蜡油效果充分。点燃蜡烛时蜡烛芯会轻微弯曲成约 45 度角，蜡烛芯顶端形成一个发光亮点儿，避免积碳的形成。蜡烛芯要根据 蜡烛的直径配比好，燃烧时不会冒烟和流泪，而且要求蜡烛芯在燃烧时不会生成对人体健康有影响的物质。蜡烛芯的技术处理主要有三个基本的方法： 蜡烛的直径配比好，燃烧时不会冒烟和流泪，而且要求蜡烛芯在燃烧时不会生成对人体健康有影响的物质。蜡烛芯的技术处理主要有三个基本的方法： 清洁(清洗)：以此来清除棉纱本身带有的和其他的杂质； 漂白：我们进行的蜡烛芯的漂泊过程纯粹是为了外表的美观，不会对蜡烛芯的燃烧带来任何影响。因此，我们觉得这并不是必须的，但是从环保的角度来讲，我们并不建议。 渗透式技术处理：这是目前为止对蜡烛芯来说最重要的技术处理。多种工业盐的使用可以使得渗透式技术处理达到以下效果： (a). 确保常规和干净的蜡烛火焰； (b). 促使蜡烛芯必需的弯曲； (c). 加强蜡烛芯的稳定性； (d). 促使蜡烛芯在燃烧过程中的自燃； (e). 降低蜡烛芯熄灭后的留烟时间； (f).平衡火焰的温度； 提高蜡烛芯的吸蜡的能力； 增强蜡烛芯的抗酸性，比如硬脂