燃烧学—第3章作业

中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
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《燃烧学》--第五章 燃烧学》--第五章
1. If an explosive gas with a activation energy of 40 kJ/mol is held in a container at 300 K. The container is well insulated, therefore restricting the heat lost from the gas. Calculate the critical temperature at which an explosion will take place.
E 4RT0 TB = (1− 1− ) 2R E 4×104 4×8.314×300 = ×(1− 1− ) 4 2×8.314 4×10 = 321.5K
R 02 T TB = T0 + E 8.314×3002 = 300 + 4×104 = 318.7K
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T
1）降低环境温度 ） 2）增加散热 ） 3）降低氧气或可燃物浓度 ）
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3 解：体系不自燃时 欲使体系达到临界着火条件， 欲使体系达到临界着火条件，采用方法为 （1）提高器壁温度 ） （2）减少对流换热系数 ） q 或减少表面积 （3）增大体系压力 ） 或提高反应物浓度 ，降低活化能
D B A
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q放 C q散
T0
T2T3T1
T
T >T >T2， 明 然 不 常 说 自 点 是 数 1 3
2.经实验得到立方堆活性炭的数据如下。 2.经实验得到立方堆活性炭的数据如下。 经实验得到立方堆活性炭的数据如下 （1）计算该活性碳氧化反应的活化能 由外推法计算，该材料以无限长圆柱形式堆放时， （2）由外推法计算，该材料以无限长圆柱形式堆放时，在 25℃有自燃着火危险的最小圆柱直径。 25℃有自燃着火危险的最小圆柱直径。
x0（立方堆半边长mm） Ta，cr（临界温度K） 2 解：由题中数据作下表
2 ln(2.52Ta2,cr / x0 )
《燃烧学》--第五章 燃烧学》--第五章
25.40 408
18.60 418
16.00 426
12.5 432
9.53 441
6.48 2.45
7.15 2.39
7.49 2.35
x0（立方堆半边长mm） Ta，cr（临界温度K）
25.40 408
18.60 418
16.00 426
12.5 432
9.53 441
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3.（1）采取那些方法可使不自燃的体系达到临界着火 （ ） 条件，并用示意图表示。（ 。（2） 条件，并用示意图表示。（ ）说明采用不同方法时体 系的自燃点是否相同？比较其大小。 系的自燃点是否相同？比较其大小。 4. 根据热自燃理论，正在稳定燃烧的体系，使之熄灭 根据热自燃理论，正在稳定燃烧的体系， 的条件是什么？用图示法表示几种灭火的可能措施？ 的条件是什么？用图示法表示几种灭火的可能措施？
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1。 If an explosive gas with a activation energy of 40 kJ/mol 。 is held in a container at 300 K. The container is well insulated, therefore restricting the heat lost from the gas. Calculate the critical temperature at which an explosion will take place.
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简述谢苗诺夫热自燃理论，并从理论上分析着火条件。 简述谢苗诺夫热自燃理论，并从理论上分析着火条件。 在自由基链锁着火理论中，着火的条件是什么？基于该理论， 在自由基链锁着火理论中，着火的条件是什么？基于该理论， 灭火的措施有哪些？并说明这些措施的灭火作用机理。 灭火的措施有哪些？并说明这些措施的灭火作用机理。 7. 在Frank-Kamenetski自燃理论中，固体自燃临界准数 cr取决于 自燃理论中， 自燃理论中 固体自燃临界准数δ 什么？可燃物的尺寸和环境温度对其自燃准数δ有何影响 有何影响？ 什么？可燃物的尺寸和环境温度对其自燃准数 有何影响？该自 燃理论有何具体应用？ 燃理论有何具体应用？ 8. 下列现象或实验结果可用哪种着火理论解释？ 下列现象或实验结果可用哪种着火理论解释？ (1)可燃气体爆炸存在浓度极限； 可燃气体爆炸存在浓度极限； 可燃气体爆炸存在浓度极限 (2)可燃物燃烧或爆炸存在着火感应期； 可燃物燃烧或爆炸存在着火感应期； 可燃物燃烧或爆炸存在着火感应期 (3)氢气 氧气体系有三个着火极限； 氢气/氧气体系有三个着火极限 氢气 氧气体系有三个着火极限； (4)当可燃气体的压力低于某一极限压力时，不能燃烧或爆炸； 当可燃气体的压力低于某一极限压力时， 当可燃气体的压力低于某一极限压力时 不能燃烧或爆炸； (5)卤代烷有很好的灭火效能。 卤代烷有很好的灭火效能。 卤代烷有很好的灭火效能 5. 6.
2.经实验得到立方堆活性炭的数据如下。 2.经实验得到立方堆活性炭的数据如下。 经实验得到立方堆活性炭的数据如下 （1）计算该活性碳氧化反应的活化能 由外推法计算，该材料以无限长圆柱形式堆放时， 25℃ （2）由外推法计算，该材料以无限长圆柱形式堆放时，在25℃ 有自燃着火危险的最小圆柱直径。 有自燃着火危险的最小圆柱直径。
无限长圆柱: 无限长圆柱
3.36
2 δc = 2 ln( 2×2982 / x0 )＝−3.96 x0 = 3052mm≈ 3.05m
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3
3.5
3.96
D = 2x0 = 6.1m 中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
x ≈ 2.8m
3.（1）采取那些方法可使不自燃的体系达到临界着火 （ ） 条件，并用示意图表示。（ 。（2） 条件，并用示意图表示。（ ）说明采用不同方法时体 系的自燃点是否相同？ 系的自燃点是否相同？比较其大小
体系不自燃时欲使体系达到临界着火条件采用方法为1提高器壁温度2减少对流换热系数或减少表面积3增大体系压力或提高反应物浓度降低活化能燃烧学第五章中国矿业大学能源学院安全与消防工程系根据热自燃理论正在稳定燃烧的体系使之熄灭的条件是什么
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4. 根据热自燃理论，正在稳定燃烧的体系，使之熄灭 根据热自燃理论，正在稳定燃烧的体系， 的条件是什么？用图示法表示几种灭火的可能措施？ 的条件是什么？用图示法表示几种灭火的可能措施？
q E 3 S E’ 5 4
I
2
1
T0
8.01 2.31
8.59 2.27
1000 / Ta ,cr
10 8 6 4 2 0 -2 -4 2 2.5
y=-11.5x+34.615
E E k = −11.5 = − = − E = 95.6kJ / mol R 8.314 2 Ta,cr = 25 ℃ ln( 2.52Ta2cr / x0 )＝ 3.96 − ,
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9. 试用自由基链式着火理论该理论解释 2/O2体系的三个 试用自由基链式着火理论该理论解释H 爆炸极限。 爆炸极限。 10. 强迫着火和自燃有何不同？高温质点引燃可燃混合气 强迫着火和自燃有何不同？ 体的条件是什么？ 体的条件是什么？ 11. 电火花引燃着火机理是什么？影响电火花引燃的因素 电火花引燃着火机理是什么？ 有哪些？ 有哪些？