液体的燃烧过程及燃烧形式资料
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燃烧学
——液体的燃烧过程 及燃烧形式
燃烧学
1
液体的特性 液体的燃烧过程 液体的燃烧形式
燃烧学
燃烧学
【Q】为什么能闻到香味？液体放在容器里，为什么会变少？
液体都具有挥发性，在一定温度下，液体都会 由液态转变为气态。液体蒸发的速度取决于液体的 性质和温度。
燃烧学
将液体置于密闭容器中，液体表面能量大的分子克服邻近分子 的吸引力，脱离液面进入空间成为蒸气分子。蒸气分子由于运动撞 到液体表面或器壁被凝结。
初始状态，由于空间中无蒸气分子，蒸发速度最大，凝结速度 为零。随着蒸发过程的继续，蒸气分子增加，凝结速度增加。
燃烧学
【Q】蒸发和凝结过程会停止吗？
不会。最终，液体和气体会达到气液平衡状态。 这种平衡是一种动态平衡，液面分子仍在蒸发，蒸 气分子仍在凝结，只是蒸发速度和凝结速度相等。
燃烧学
➢ 蒸发热
因此，不同分子因分子间引力不同，其蒸发热也不同。一 般地说，液体分子间引力越大，其蒸发热越大。
燃烧学
➢ 饱和蒸气压
在一定温度下，液体和它的蒸气处于平衡状态时，蒸气 所具有的压力即为饱和蒸气压。
液体的饱和蒸气压与液体的性质和温度有关。相同温度 下，液体分子间引力越强，蒸气压越低；同一液体，温度不 同时，温度升高，饱和蒸气压增大。
燃烧学
【例】已知某油罐储存原油10000t，油温30℃，发生了 火灾，罐内有40根立柱，每根立柱横截面积0.25m2，罐长 48m宽48m，原油密度0.9t/m3，含水量1%，原油燃烧线速 度0.1m/h，热波传播速度0.78m/h。试预计该油罐着火着火 后可能发生喷溅的时间。
燃烧学
解：油面高度为
燃烧学
➢ 液体的沸点
是指液体的饱和蒸气压与外界压力相等时的温度。在此 温度时，汽化在整个液体中进行，即为沸腾；而在低于此温 度时的汽化，仅在液面上进行。
因此，液体沸点与外界气压密切相关，液体沸点随外界 气压升高而升高。
燃烧学
➢ 液体的沸点和蒸发热
水在不同压强下的沸点
压强/Pa
沸点/℃
64941
88
101325
100
202650
119.6
1013250
179
燃烧学
1 2
液体的特性 液体的燃烧过程 液体的燃烧形式
燃烧学
任何液体都能在任何温度下蒸发形成蒸气并与空气或氧气 混合扩散，当达到爆炸极限时，遇点火源发生燃烧或者爆炸， 因此液体的燃烧主要是以气相形式进行，其燃烧历程为
燃烧学
➢ 轻质液体燃烧过程
燃烧学
➢ 动力燃烧（预混燃烧）
可燃液体的蒸气、低闪点液雾预先与空气（或氧气）混 合，遇火源产生带有冲击力的燃烧。
快速喷出的低闪点液雾，由于蒸发面积大、速度快，在 与空气进行混合的同时即已形成可燃混合气体，遇点火源就 产生动力燃烧，使未完全汽化的小雾滴在高温下立即参与000
)m 4.36m
0.9 (48 48 40 0.25)
水垫层的高度为
h(
10000 1%
)m 0.0436 m
1 (48 48 40 0.25)
预计喷溅时间为
t (4.36 - 0.0436)h 4.905h 0.78 0.1
轻质液体的蒸发纯属物理过程，液体分子只要吸收一定能量 克服周围分子的引力即可进入气相并进一步氧化分解，发生燃烧。
通常情况下，其燃烧过程为
着火初期，液面 温度不高，蒸发速度 持续 慢，燃烧速度低，产 燃烧 生的火焰不高。
火焰热辐射使液面温 度升高，蒸发速度加快， 燃烧速度和火焰高度增大， 直至液体沸腾，烧完为止
燃烧学
沸溢燃烧：原油粘度比较大，且含有一定量的水分。原油
中的水一般以乳化水和水垫两种形式存在。 乳化水是指在原油开采过程中，原油中的水由于强力搅拌
形成细小的水珠悬浮于油中。放置久后，油水分离，水因密度 大沉降在底部形成水垫。
燃烧学
热波在向液体深沉运动 中，由于热波温度远高于水 的沸点，因而使乳化水汽化， 大量的水蒸气形成气泡穿过 油层向液面逸出，使液面猛 烈沸腾起来，即为沸溢。
燃烧学
➢ 重质液体燃烧过程
重质液体的蒸发，除了有相变的物理过程外，在高温下还伴 随有化学裂解。重质液体的各组分沸点、密度和闪点等相差很大， 燃烧速度一般先快后慢。
轻质先蒸发先燃烧，重质液体沉降，蒸发速度降低导致燃烧 速度减小。随着燃烧进行，温度升高，热辐射加快液体燃烧。
燃烧学
2 3
液体的特性 液体的燃烧过程 液体的燃烧形式
燃烧学
喷溅燃烧：随着燃烧的进行，当热波达到水垫时，水垫的
水大量蒸发，蒸汽体积迅速膨胀，把水垫上面的液体层抛向空 中燃烧。
燃烧学
• 喷溅发生的时间
t H - h KH vt v1
式中：t—预计发生喷溅的时间(h) ；H—储罐中油面高度 (m)； h—储罐中水垫层的高度(m)；vt—原油燃烧线速度(m/h)； v1—原油的热波传播速度(m/h)；K—提前系数，储油温度低于燃 点取0，高于燃点取0.1(h/m)。
液体蒸发过程中，失去高能量分子使液体分子平均动能 较小，液体温度逐渐降低。液体要保持原有温度，必须从外 界吸热。
使液体在恒温恒压下汽化或蒸发所必须吸收的热量，即 为液体的汽化热或蒸发热。
燃烧学
蒸发热一方面用于增加液体分子动能来克服分子间引力使 分子逸出液面进入气态，另一方面用于分子汽化时体积膨胀所 做的功。
初沸点：原油中密度最小的烃类沸腾时的温度。 终沸点：原油中密度最大的烃类沸腾时的温度。 沸程：不同密度不同沸点的所有成分转变为蒸气的最低和 最高沸点的温度范围。单组分液体只有沸点无沸程。
燃烧学
沸程较宽的混合液体，如原油、蜡油、沥青、润滑油等， 由于没有固定的沸点，在燃烧过程中，火焰向液面传递的热量 首先使低沸点组分蒸发并进入燃烧区燃烧，而沸点较高的重质 部分，则携带在表面接受的热量向液体深层沉降，形成一个热 的锋面向液体深层传播，逐渐渗入并加热冷的液层。这一现象 称为液体的热波特性，热的锋面称为热波。
燃烧学
➢ 蒸发燃烧
是指可燃液体受热后边蒸发边与空气混合扩散、边燃烧， 呈现火焰的气相燃烧形式。
① 常压下液体自由表面的燃 烧（池状燃烧）
边蒸发扩散边氧化燃烧，燃烧 速度较慢且稳定。闪点较高的液体 呈池状不太容易点燃，一般吸附在 灯芯上点燃。
燃烧学
② 液体的喷流式燃烧 在压力作用下，从容器 或管道内喷射出来的液体呈 喷流式燃烧。液体在喷流过 程中，分子具有较大动能， 喷出后迅速蒸发扩散，燃烧 速度快，火焰高。
——液体的燃烧过程 及燃烧形式
燃烧学
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液体的特性 液体的燃烧过程 液体的燃烧形式
燃烧学
燃烧学
【Q】为什么能闻到香味？液体放在容器里，为什么会变少？
液体都具有挥发性，在一定温度下，液体都会 由液态转变为气态。液体蒸发的速度取决于液体的 性质和温度。
燃烧学
将液体置于密闭容器中，液体表面能量大的分子克服邻近分子 的吸引力，脱离液面进入空间成为蒸气分子。蒸气分子由于运动撞 到液体表面或器壁被凝结。
初始状态，由于空间中无蒸气分子，蒸发速度最大，凝结速度 为零。随着蒸发过程的继续，蒸气分子增加，凝结速度增加。
燃烧学
【Q】蒸发和凝结过程会停止吗？
不会。最终，液体和气体会达到气液平衡状态。 这种平衡是一种动态平衡，液面分子仍在蒸发，蒸 气分子仍在凝结，只是蒸发速度和凝结速度相等。
燃烧学
➢ 蒸发热
因此，不同分子因分子间引力不同，其蒸发热也不同。一 般地说，液体分子间引力越大，其蒸发热越大。
燃烧学
➢ 饱和蒸气压
在一定温度下，液体和它的蒸气处于平衡状态时，蒸气 所具有的压力即为饱和蒸气压。
液体的饱和蒸气压与液体的性质和温度有关。相同温度 下，液体分子间引力越强，蒸气压越低；同一液体，温度不 同时，温度升高，饱和蒸气压增大。
燃烧学
【例】已知某油罐储存原油10000t，油温30℃，发生了 火灾，罐内有40根立柱，每根立柱横截面积0.25m2，罐长 48m宽48m，原油密度0.9t/m3，含水量1%，原油燃烧线速 度0.1m/h，热波传播速度0.78m/h。试预计该油罐着火着火 后可能发生喷溅的时间。
燃烧学
解：油面高度为
燃烧学
➢ 液体的沸点
是指液体的饱和蒸气压与外界压力相等时的温度。在此 温度时，汽化在整个液体中进行，即为沸腾；而在低于此温 度时的汽化，仅在液面上进行。
因此，液体沸点与外界气压密切相关，液体沸点随外界 气压升高而升高。
燃烧学
➢ 液体的沸点和蒸发热
水在不同压强下的沸点
压强/Pa
沸点/℃
64941
88
101325
100
202650
119.6
1013250
179
燃烧学
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液体的特性 液体的燃烧过程 液体的燃烧形式
燃烧学
任何液体都能在任何温度下蒸发形成蒸气并与空气或氧气 混合扩散，当达到爆炸极限时，遇点火源发生燃烧或者爆炸， 因此液体的燃烧主要是以气相形式进行，其燃烧历程为
燃烧学
➢ 轻质液体燃烧过程
燃烧学
➢ 动力燃烧（预混燃烧）
可燃液体的蒸气、低闪点液雾预先与空气（或氧气）混 合，遇火源产生带有冲击力的燃烧。
快速喷出的低闪点液雾，由于蒸发面积大、速度快，在 与空气进行混合的同时即已形成可燃混合气体，遇点火源就 产生动力燃烧，使未完全汽化的小雾滴在高温下立即参与000
)m 4.36m
0.9 (48 48 40 0.25)
水垫层的高度为
h(
10000 1%
)m 0.0436 m
1 (48 48 40 0.25)
预计喷溅时间为
t (4.36 - 0.0436)h 4.905h 0.78 0.1
轻质液体的蒸发纯属物理过程，液体分子只要吸收一定能量 克服周围分子的引力即可进入气相并进一步氧化分解，发生燃烧。
通常情况下，其燃烧过程为
着火初期，液面 温度不高，蒸发速度 持续 慢，燃烧速度低，产 燃烧 生的火焰不高。
火焰热辐射使液面温 度升高，蒸发速度加快， 燃烧速度和火焰高度增大， 直至液体沸腾，烧完为止
燃烧学
沸溢燃烧：原油粘度比较大，且含有一定量的水分。原油
中的水一般以乳化水和水垫两种形式存在。 乳化水是指在原油开采过程中，原油中的水由于强力搅拌
形成细小的水珠悬浮于油中。放置久后，油水分离，水因密度 大沉降在底部形成水垫。
燃烧学
热波在向液体深沉运动 中，由于热波温度远高于水 的沸点，因而使乳化水汽化， 大量的水蒸气形成气泡穿过 油层向液面逸出，使液面猛 烈沸腾起来，即为沸溢。
燃烧学
➢ 重质液体燃烧过程
重质液体的蒸发，除了有相变的物理过程外，在高温下还伴 随有化学裂解。重质液体的各组分沸点、密度和闪点等相差很大， 燃烧速度一般先快后慢。
轻质先蒸发先燃烧，重质液体沉降，蒸发速度降低导致燃烧 速度减小。随着燃烧进行，温度升高，热辐射加快液体燃烧。
燃烧学
2 3
液体的特性 液体的燃烧过程 液体的燃烧形式
燃烧学
喷溅燃烧：随着燃烧的进行，当热波达到水垫时，水垫的
水大量蒸发，蒸汽体积迅速膨胀，把水垫上面的液体层抛向空 中燃烧。
燃烧学
• 喷溅发生的时间
t H - h KH vt v1
式中：t—预计发生喷溅的时间(h) ；H—储罐中油面高度 (m)； h—储罐中水垫层的高度(m)；vt—原油燃烧线速度(m/h)； v1—原油的热波传播速度(m/h)；K—提前系数，储油温度低于燃 点取0，高于燃点取0.1(h/m)。
液体蒸发过程中，失去高能量分子使液体分子平均动能 较小，液体温度逐渐降低。液体要保持原有温度，必须从外 界吸热。
使液体在恒温恒压下汽化或蒸发所必须吸收的热量，即 为液体的汽化热或蒸发热。
燃烧学
蒸发热一方面用于增加液体分子动能来克服分子间引力使 分子逸出液面进入气态，另一方面用于分子汽化时体积膨胀所 做的功。
初沸点：原油中密度最小的烃类沸腾时的温度。 终沸点：原油中密度最大的烃类沸腾时的温度。 沸程：不同密度不同沸点的所有成分转变为蒸气的最低和 最高沸点的温度范围。单组分液体只有沸点无沸程。
燃烧学
沸程较宽的混合液体，如原油、蜡油、沥青、润滑油等， 由于没有固定的沸点，在燃烧过程中，火焰向液面传递的热量 首先使低沸点组分蒸发并进入燃烧区燃烧，而沸点较高的重质 部分，则携带在表面接受的热量向液体深层沉降，形成一个热 的锋面向液体深层传播，逐渐渗入并加热冷的液层。这一现象 称为液体的热波特性，热的锋面称为热波。
燃烧学
➢ 蒸发燃烧
是指可燃液体受热后边蒸发边与空气混合扩散、边燃烧， 呈现火焰的气相燃烧形式。
① 常压下液体自由表面的燃 烧（池状燃烧）
边蒸发扩散边氧化燃烧，燃烧 速度较慢且稳定。闪点较高的液体 呈池状不太容易点燃，一般吸附在 灯芯上点燃。
燃烧学
② 液体的喷流式燃烧 在压力作用下，从容器 或管道内喷射出来的液体呈 喷流式燃烧。液体在喷流过 程中，分子具有较大动能， 喷出后迅速蒸发扩散，燃烧 速度快，火焰高。