氧乙醇燃烧过程中乙醇雾化机理与方法的研究样本
氧气与乙醇反应的化学方程式
氧气与乙醇反应的化学方程式化学反应是物质发生变化的过程,它是一种由原子或分子之间的相互作用引起的现象。
氧气与乙醇反应是一种常见的化学反应,它可以产生二氧化碳和水等物质,下面我们来探讨一下这种反应的化学方程式及其反应机制。
化学方程式氧气与乙醇反应的化学方程式为:C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O这个方程式告诉我们,当乙醇和氧气反应时,会产生二氧化碳和水。
化学方程式的左边是反应物,右边是产物,反应物和产物之间由箭头连接,箭头的左边是反应物的化学式,箭头的右边是产物的化学式。
反应机制氧气与乙醇反应的反应机制如下:1. 氧气分子被激活,形成氧自由基。
2. 氧自由基与乙醇分子发生反应,形成甲醛和乙醇自由基。
O2 → 2O(氧自由基)C2H5OH + O → CH3CHO + C2H5O(甲醛和乙醇自由基)3. 乙醇自由基与氧分子反应,形成乙醛和氧自由基。
C2H5O + O2 → CH3CHO + O(乙醛和氧自由基)4. 氧自由基与乙醛分子反应,形成二氧化碳和水。
O + CH3CHO → CO2 + H2O这个反应机制告诉我们,氧气与乙醇反应是一个复杂的过程,涉及到多个物质之间的相互作用。
在这个过程中,氧自由基起着非常重要的作用,它们能够激活氧分子,使其参与到反应中来。
反应条件氧气与乙醇反应的条件包括温度、压力、催化剂等。
一般来说,反应温度越高,反应速率越快,但过高的温度会导致产物不稳定或分解。
反应压力越高,反应速率也越快,但过高的压力会导致反应不完全或产生副反应。
催化剂可以提高反应速率,但催化剂的种类和用量也会对反应产生影响。
应用氧气与乙醇反应在生活和工业中都有广泛的应用。
例如,在酒精燃料电池中,乙醇可以与氧气反应产生电能,从而实现能源转换。
在化妆品和医药行业中,乙醇可以与氧气反应产生乙醛,用作杀菌剂和防腐剂。
在工业生产中,乙醇可以与氧气反应产生乙酸和乙醛等化学品,用于制造塑料、染料、香料等。
乙醇的氧化原理是什么
乙醇的氧化原理是什么乙醇的氧化原理是指乙醇与氧气(O2)发生化学反应,产生二氧化碳(CO2)、水(H2O)和能量的过程。
乙醇分子由碳、氢和氧组成,化学式为C2H5OH。
乙醇主要有两种氧化反应方式:完全氧化和不完全氧化。
完全氧化反应是指乙醇分子与氧气充分接触并发生反应,生成二氧化碳和水,同时释放出能量。
反应方程式如下:C2H5OH + 3O2 →2CO2 + 3H2O + 能量在理想情况下,完全氧化反应是通过火焰燃烧或者高温条件下的催化剂存在下进行的。
燃烧时,乙醇的碳氢键被氧气分子断裂,碳、氢与氧结合形成二氧化碳和水,同时释放出大量的热能。
不完全氧化反应是指乙醇分子与氧气反应时,由于反应条件的不同,无法充分氧化为二氧化碳和水,而生成其他化合物,如一氧化碳(CO)、乙醛(CH3CHO)等。
不完全氧化反应的具体产物与反应条件、催化剂种类有关。
不完全氧化反应的一个典型例子是乙醇脱氢反应。
该反应在高温下进行,需使用合适的催化剂,如氧化铜(CuO)或氧化锌(ZnO)。
反应方程式如下:C2H5OH →CH3CHO + H2在该反应中,乙醇经过脱氢反应,产生乙醛和氢气。
乙醛是一种有机化合物,化学式为CH3CHO。
与完全氧化反应相比,乙醇脱氢反应产生的产物数量更少,且不伴随能量的释放。
此外,乙醇还可以发生进一步的不完全氧化反应,例如生成一氧化碳。
乙醇的一氧化碳生成主要发生在高温下,通常需要较高的反应温度。
反应方程式如下:C2H5OH →2CO + 3H2乙醇分子通过一系列复杂的反应步骤,断裂碳氢键,生成一氧化碳和水。
一氧化碳具有毒性,因此在实际应用中需要注意避免一氧化碳的生成。
总之,乙醇的氧化原理主要是通过与氧气发生反应,产生二氧化碳、水和能量。
氧化反应根据反应条件和催化剂种类的不同,可能发生完全氧化或不完全氧化反应,生成不同的产物。
研究乙醇的氧化原理可以帮助我们更好地理解乙醇在燃烧、化工和能源领域的应用。
从化学角度分析乙醇的燃烧过程
从化学角度分析乙醇的燃烧过程乙醇是一种有机化合物,其分子式为C2H5OH。
它是一种常见的酒精,常用于饮料和消毒剂中。
此外,乙醇也是一种重要的工业原料,广泛应用于精细化学品、医药和燃料等领域。
本文将从化学角度分析乙醇的燃烧过程。
一、乙醇燃烧的基本过程乙醇在氧气存在下进行燃烧时,会产生水和二氧化碳两种物质。
其反应方程式如下:C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O这个方程式告诉我们,每个乙醇分子需要三个氧分子才能完全燃烧,最终产生两个二氧化碳分子和三个水分子。
二、乙醇燃烧的热效应乙醇燃烧不仅可以产生新的物质,还会产生能量。
这个能量来自于反应过程中化学键的变化。
在乙醇燃烧的过程中,C-H和O-H的化学键断裂,新的C-O和O=O的化学键形成。
这个过程放出的能量称为燃烧热。
乙醇的燃烧热为1365 kJ/mol。
这个数值说明,每摩尔的乙醇燃烧后会释放1365 kJ的能量。
这个能量可以用于发电、供暖等方面。
三、乙醇燃烧的环境影响乙醇燃烧的过程产生水和二氧化碳两种物质。
这个过程本身并没有太大的环境问题。
然而,在乙醇生产和运输过程中,会产生大量的二氧化碳和其他废气,对环境造成一定影响。
此外,乙醇作为生物质能源的一种,其生产和利用也会对环境产生影响。
例如,生产乙醇需要使用大量的水和土地资源。
乙醇燃烧后也会释放一些有害物质,如一氧化碳和氮氧化物等。
四、结论综上所述,乙醇燃烧是一个有趣的化学过程。
通过分析其反应方程式和热效应,我们可以理解其中的化学机理和产生的能量。
此外,我们也需要思考其在环境方面的影响,以便更好地利用和开发这种重要的化学物质。
第三节燃油雾化机理(可编辑)
第三节燃油雾化机理雾化机理很复杂,主要是油滴受外界空气动力和液体燃料内力表面张力和粘性力相互作用的结果。
外力的作用促使油滴扭曲变形,在紊流作用下,凸出部分会脱离油滴主体,分裂成小油滴。
内力作用是力图阻止扭曲变形,使其保持完整性。
因此,当外力超过内力作用时,油滴分裂,一直分裂到各油滴内力与外力达到平衡为止。
雾化颗粒细度表示喷雾液滴粗细的程度,采用平均滴径概念。
常用的平均粒径有: 1 索太尔 Sauter 平均直径 SMD 2 质量中间直径 MMD 1)索太尔平均直径(SMD 最大直径:是指R 5%所对应的液滴的尺寸。
试验表明,最大滴径约为中间直径的两倍。
1 燃料与空气不易均匀混合时,?取大一些,这样便于吸入空气,改善颗粒细度。
2 对小型燃烧室,雾化角不宜过大 500~800 雾化角过大油滴会穿出湍流最强的空气区域而造成混合不良,以至增加燃烧不完全损失,降低燃烧效率;会因燃油喷射到燃烧室壁面上造成结焦或积灰。
雾化角过小燃油液滴不能有效分布到整个燃烧室空间;与空气的不良混合,局部空气系数过大(中心易产生缺氧,形成热分解);燃烧温度下降,着火困难,燃烧不良。
雾化后的液滴颗粒尺寸的均匀程度。
液滴间尺寸差别越小,雾化颗粒均匀度越好。
均匀度差:大液滴数目较多,对燃烧不利;均匀度过好:大部分液滴直径集中在某一区域,使燃烧稳定性和可调节性变差。
流量密度分布(燃料的分布特性) * * 混气燃烧前三个物理过程:喷雾、蒸发、掺混 1 雾状油珠愈细、表面积愈大,愈容易蒸发。
2 雾化得细,形成所需要的混气分布的时间和距离变短 a. 直径为1mm的煤油珠在空气中约需1s烧完, b. 直径为0.1mm,则要0.01s 烧完, c. s烧完, d. 直径缩小为原来的1/20,而时间却缩短为1/400。
第三节燃油雾化机理雾化液体燃料的原因雾化定义增加液滴的比表面积,加快蒸发速率,增强与氧气的混合,强化液体燃料燃烧靠外界作用(雾化器)将连续的液流破碎成雾状的油液滴群的过程雾化目的燃烧速率取决于蒸发速率?蒸发表面积?减小滴径?雾化一、液体燃料的雾化方法:直流式喷嘴离心式喷嘴气动式喷嘴旋转式喷嘴撞击式喷嘴二、雾化机理当液体的流速极低或者相当高时,在气体中或者其它液体中将会形成液滴,即出现所谓的液体雾化液体由喷嘴流出形成液柱或液膜。
7.3.1探究乙醇的氧化反应教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
新教材人教版 2019 高中化学必修第二册第七章第三节探究乙醇的氧化反应一、教学背景乙醇在有机学习中起着重要的桥梁作用,乙醇性质的探究新教材将其列为学生必做的实验活动。
我们高一的学生,大都只是了解关于乙醇的用途,还没有从分子结构的角度进行系统的学习,本着“教学必须从学习者已有的经验开始”我以教材为基础,对教材实验进行延伸和拓展,帮助学生从有机化合物分子结构的微观视角来探析有机化合物的结构和性质。
二、教学目标明确的教学目标是实施高效课堂的关键,在深入研究课标、教材、学生后,我制定了以下的教学目标:1.引导学生实验探究后再从化学键的角度探析乙醇催化氧化的过程,培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
2.通过不同反应条件、不同反应试剂下乙醇的氧化,培养学生“分析推理与建构模型”的核心素养。
3. 鼓励学生敢于质疑、勇于创新,培养学生“创新意识与社会责任”的核心素养。
三、教学仪器、药品试管、试管架、试管夹、带支管的 U 型管、Y 型管、小烧杯、锥形瓶、胶头滴管、玻璃导管、乳胶管、橡胶塞、铁架台、洗耳球或注射器、酒精灯、火柴、粉笔、脱脂棉、铜丝、乙醇、希夫试剂、酸性重铬酸钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水等。
四、教学过程1.设计思路本实验活动教学过程的设计思路是通过情景导入、讨论探究、分析评价来创新实验设计,探究乙醇的氧化反应。
2.设计亮点紧密联系生活情景,将乙醇不同程度的氧化反应进行整体设计,对教材实验进行创新和拓展,帮助学生认识一种有机反应类型----氧化反应的基本规律。
3.具体环节(1)探究乙醇的燃烧先点燃小烧杯中少量酒精,观察火焰,学生写出反应方程式,思考检验产物的方法。
经过小组讨论、实验验证发现,水蒸气容易检验且易操作,但二氧化碳现象不明显。
如何改进?经过小组再次讨论、教师跟进评析,得出如图方案。
用洗耳球或注射器将乙醇燃烧产生的气体吸入澄清石灰水,现象非常明显。
学生探究能力得以提升。
如果我们从氧化还原的角度来看该反应,乙醇是被氧气所氧化。
乙醇在氧气中燃烧化学式
乙醇在氧气中燃烧化学式燃烧的化学式呢,其实就像一部剧本,主角乙醇(C₂H₅OH)和氧气(O₂)在舞台上相遇,随着“音乐”响起,他们开始了激情四射的舞蹈。
在这个过程中,乙醇被氧气“点燃”,产生了二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)。
想象一下,二氧化碳就像是热舞后腾空而起的烟雾,水则是那欢快的泪水。
哦,对了,别忘了,整个过程中还会释放出大量的热量,真是让人热血沸腾的场面。
这场“表演”不仅让人惊叹,更让我们感受到能量的转化,真是大自然的奇妙之处。
说到这里,很多人可能会想,这么一场“燃烧秀”,究竟有什么实际意义呢?它可不是单纯的娱乐节目哦。
乙醇燃烧放出的热量,可以用来做饭、取暖,甚至驱动发动机。
这就像是给我们日常生活添砖加瓦,越是细想越是觉得神奇。
就像那些小小的分子,默默无闻地在背后支持着我们的一切。
想象一下,冬天在家里暖暖和和,或是聚餐时锅里冒出的热气,背后都是这些小分子的功劳,真是让人心里暖暖的。
乙醇燃烧产生的二氧化碳,在植物眼中可是“美味的食物”哦。
它们通过光合作用把二氧化碳变成氧气,真是奇妙的循环。
生活中,很多事情看似没有关系,其实都是紧密相连的,就像这场燃烧与植物的“相互依存”。
乙醇作为一种可再生能源,被越来越多的人关注,像是这个环保的“新宠”,让我们看到未来的希望。
不过,说到乙醇燃烧,也不是没有缺点的。
虽然它的热量很可观,但在燃烧过程中,尤其是不完全燃烧的时候,还会产生一些有害物质。
比如说一氧化碳(CO),这可是个“杀手”,对人体可不友好。
想象一下,一场美丽的火焰背后,暗藏的危险,这就像是一场悬疑剧,让人捏一把汗。
因此,在使用乙醇时,安全问题得放在第一位。
就像我们在生活中,很多时候都需要注意安全,毕竟“安全第一,万事无忧”。
燃烧的环境也很重要哦。
在良好的通风条件下,乙醇的燃烧会更充分,这样才能减少对环境的污染。
就像我们出门在外,也得选择好天气和合适的场合。
只有在对的环境里,才能尽情享受生活的乐趣。
液体燃料雾化与燃烧概述
液体燃料的燃烧特点概述
一、液体燃料的燃烧过程
燃油槽车 / 油管工厂油罐过滤油泵烧嘴炉膛或燃烧室 ————— 供油系统 ———————— —燃烧装置——
燃油的燃烧过程:沸点低于燃点、受热后先蒸发、汽化、然后燃烧 油的雾化油滴蒸发、高温热解与裂解与空气混合着火燃烧 油的蒸发:提供反应需要的可燃物质 油的燃烧:提供油蒸发所需要的热量 蒸发与混合的速度——燃烧速度 当燃油、空气等条件一定时,控制油的燃烧过程主要控制雾化和混合 过程。
油滴的平均直径小、分布好、有利于蒸发、也有利于形成良好的浓度 场
思考1:
液体燃料的雾化燃烧的具体过程?
液体燃料的物理与化学变化过程
液体燃料喷射
液体燃料破碎
连续大体积液体
火焰
液体燃料蒸发 液滴
气态燃料化学反应
燃油液滴燃烧过程
气体团
思考2:
液体燃料燃烧的主要影响因素?
液态燃油的雾化 液态燃油的蒸发 气态燃油与氧化剂的混合 燃烧过程的化学反应动力学
油机、燃气轮机等) 。 重油和渣油是石油炼制过程中的 残余物,粘度大、杂质多,常温
为固态,先预热,雾化难,
油雾边缘易混合中心难混合通过喷 嘴使油雾化,油的颗粒不均匀, 从几 到500 。大颗粒容易产 生大的烟粒与焦粒。油颗粒燃烬时
间与颗粒直径平方成正比。
雾化装置复杂,用于工业窑炉和锅炉等固定式燃烧设备
讨论点4:关于液雾燃烧模型建立的推演建立过程及当 前存在的不足分析与改进思路。
6. 关于作业与课题讨论内容的思考
算例练习:
表面波失稳案例测试:1)理论解析解的特征分析;2)数 值解对解析解的近似求解;
基于CFD的液雾燃烧算例计算测试与讨论。
酒精在氧气中燃烧化学方程式
酒精在氧气中燃烧化学方程式
酒精在氧气中燃烧是一种依赖氧气的化学反应。
可以表示为C2H5OH+3O2,
即乙醇与三份的氧气结合。
其化学反应的热反应机制为;乙醇与氧气的结合反应,温度升高使若干分子的乙醇在氧的辅助下突破分子内的原子结合,释放出氢原子,再与其他的氧原子结合成水汽,形式为C2H5OH+3O2 → 2H2O+3CO2。
此外,还
伴随着氮气(N2)、二氧化硫(SO2)等有害气体的释放,形成了中间产物。
总之,酒精在氧气中燃烧的化学方程式是C2H5OH+3O2,将乙醇与三份的氧
气结合,氢原子释放出来,再与其他氧原子结合成水汽,还伴随着氮气(N2)、
二氧化硫(SO2)等有害气体的释放。
由于它的温度变化的影响,乙醇在氧的辅助下突破分子内的原子结合,形成所需的化学反应。
当酒精在氧气中燃烧时,可以产生大量的能量。
当氧气和乙醇完全燃烧时,每单位重量的乙醇可以放出约27CKJ的能量,明显高于煤炭、石油等其他能源。
因此,酒精也常被用作燃料,大量的乙醇可以用来制备太阳能、汽车燃料和家庭取暖。
与其他燃料相比,酒精燃烧会产生大量的废气,其中主要是非法排放的二氧化碳和其他有害的有机物。
如果排放的污染物超标,将对大气、土壤和河流等环境造成严重的污染,因此应使用低污染的燃料,并控制排放。
总之,C2H5OH+3O2,这样的化学反应过程可以明显看出酒精与氧气结合放出大量的能量,但该反应过程伴随着大量污染物的排放,所以在使用时应当慎重,同时需要有效地控制污染物排放量以减少对环境的影响。
乙醇燃烧的化学式
乙醇燃烧的化学式
乙醇(C2H5OH)是一种广泛应用的无色液体,也可作为
能源来源。
它的燃烧产生的化学反应式为:
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
乙醇在氧气的存在下燃烧,生成二氧化碳和水。
该反应
式中,一个乙醇分子需要三个氧分子来完成反应。
这说明,乙醇的燃烧是一种反应剧烈的过程,而且放出大量的热能。
乙醇的燃烧是一种氧化反应。
在这个反应过程中,氧气
作为氧化剂参与其中,乙醇则是还原剂。
氧化剂可以吸收电子,而还原剂可以释放电子。
乙醇的燃烧过程中,氧气分子捕获了乙醇分子通过共享电子发生的分子间的键,并将其氧化成了二氧化碳和水。
此外,乙醇的燃烧过程也可以描述为一种半反应方式。
该反应可分为两个半反应:氧化半反应和还原半反应。
氧化半反应:C2H5OH → 2CO2 + 3H+ + 3e-
还原半反应:3O2 + 6H+ + 6e- → 3H2O
在氧化半反应中,乙醇分子失去了电子,生成了二氧化
碳和氢离子(H+)和电子(e-)。
在还原半反应中,氧气分子接受了电子,生成了水分子。
乙醇的燃烧释放出的热能可以用来发电、发动机驱动、
热水供应等多个领域。
由于其所释放的热量较高,且对环境的影响较小,所以越来越多地被应用于现代化生活与工业生产中。
总之,乙醇的燃烧式为C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O,既可以用化学方程式描述,也可以用半反应方式描述。
该反应
式说明,氧气作为氧化剂参与反应,将乙醇氧化成了二氧化碳和水。
乙醇的燃烧释放的热能被广泛应用于现代化生活与工业生产中。
乙醇氧化反应机理(精选5篇)
材料介如下绍 : 资料 1吉 师范林学大等五合编校高的学等校试 用 : 教材 介” 绍“: 乙醇属于 醇,伯 将其 蒸在较 高温气 度 下 5( 2 ℃ ~05 30℃ )通接 活性铜过、 或 铜铬 金 等合 直 催化银 ,剂则发 生脱 氧氢化生 成 乙 :醛 属金钠 置 醇换羟基 一 H上 氢 原的子的 机 是氧理
45
6
实 验地 实验 1 有园氧条下件与醇铜应存在反间中物质氧 化: 色并呈 红 热态状 , 明 化剂参 与催了中间反应 是放 说且热 的 乙醇。 有在氧脱 氢过 中存在程中 过间 渡态 物质 化氧铜 。 铜 CO 的实验 证 , 明 u器仪 药、、 品置图 如3 所示 装 。把 酒 精灯加热 铜部 丝,位气唧 鼓 人空,气 铜丝变。 通 入黑
12
二. 原电池的形成条件 1. 自发发生氧化还原反应(本质) 2. 活泼性不同的两种电极材料(一般情况) 3. 两极之间充入电解质溶液 4. 形成闭合回 -1-
篇三:乙醇的氧化反应图表式
第三届东芝杯中国师范大学师范专业理科师范生 教学技能创新实践大赛参赛教案
学校名称: 西华师范大学 参赛学科: 化 学 选手姓名: 谢辰婷 参赛题目: 乙醇的氧化反应
乙蒸醇汽, 片刻 后 ,丝由 黑色成变 红色 ,亮时鼓 动 铜此一
222存在 中 物质氧化间铜亚 C. uO的.验实证 明 笔深入研者究发 还, 在现氧条件 下有, 催 化乙铜 醇成
醛 的应反 中,可 存能在 另 一 个中物间 质C,。还 O u
通可 以过下验实证明。 两气唧次, 铜又马上丝黑色变; 止停动 鼓 ,刻片后,
如何让酒精燃起来的原理
如何让酒精燃起来的原理酒精是一种常见的易燃液体,它能够燃烧是由于其分子结构和化学性质决定的。
要了解酒精燃烧的原理,我们需要从分子水平和反应过程上进行解释。
酒精的主要成分是乙醇(C2H5OH),它的分子结构由两个碳原子、六个氢原子和一个氧原子组成。
乙醇分子中的碳-氢和碳-氧键都具有一定的键能,这些键的能量可以通过化学反应转化为热能,从而引发燃烧。
当酒精接触到火源或火焰时,其分子开始与氧气(O2)发生反应。
受到高温的刺激,酒精分子中的碳-氧键和氧气中的氧-氧键开始断裂。
这里需要注意的是,燃烧反应是一个氧化反应,也称为氧化还原反应。
在酒精的燃烧过程中,主要发生以下反应:C2H5OH + O2 →CO2 + H2O这个方程式表示了乙醇与氧气反应所产生的化学反应。
其中,C2H5OH代表乙醇,O2代表氧气,CO2代表二氧化碳,H2O代表水。
在酒精燃烧的过程中,乙醇分子中的碳原子会与氧气中的氧原子结合成为二氧化碳分子,同时氢原子与氧气中的氧原子结合成为水分子。
这些反应释放出的化学能转化为热能,导致酒精燃烧产生火焰和火光。
酒精燃烧的过程可以分为三个阶段:蒸发、点燃和燃烧。
首先,在酒精遇热时,它开始蒸发。
蒸发是一种液体向气态的转变过程,酒精的分子从液体状态转变为气体状态,形成酒精蒸气。
然后,当蒸气达到足够的浓度时,在有氧的条件下,酒精蒸气与空气中的氧气发生反应,点燃形成火焰。
火焰由可见的明亮区域和无法看见的烟雾组成。
明亮区域是因为燃烧产生的热能使气体中的离子、分子和原子受激发而发光。
最后,火焰会继续燃烧,酒精分子与氧气继续反应。
这个阶段,乙醇分子中的碳和氢原子会与氧气中的氧原子结合成为二氧化碳和水。
二氧化碳和水的形成会释放出大量的热能,并维持着火焰的燃烧。
总结一下,酒精燃烧的原理是由于酒精分子中的碳-氢和碳-氧键在高温下与氧气发生氧化反应。
这个反应可以释放出大量的化学能,导致酒精燃烧并产生火焰和火光。
而酒精燃烧的过程可以分为蒸发、点燃和燃烧三个阶段。
乙醇燃烧的反应机理
乙醇燃烧的反应机理乙醇(C2H5OH)是一种常见的醇类有机化合物,在许多领域有广泛的应用。
当乙醇与氧气发生反应时,会发生燃烧反应,产生水和二氧化碳。
本文将探讨乙醇燃烧的反应机理。
乙醇燃烧反应的化学方程式可以表示为:C2H5OH + O2 → CO2 + H2O乙醇分子与氧气分子发生碰撞,激发它们之间的反应。
在这个碰撞过程中,乙醇的碳-氧键断裂,产生乙醛(CH3CHO)和氢氧自由基(HO)。
乙醛是乙醇的氧化产物,氢氧自由基则参与后续反应。
乙醛进一步与氧气发生反应,生成乙酸(CH3COOH)和氢氧自由基。
乙酸是一种有机酸,是乙醇燃烧过程中的中间产物之一。
氢氧自由基还会与乙醇分子再次发生反应,生成二氧化碳和水。
这个反应是乙醇燃烧过程中最主要的反应,产生了大量的二氧化碳和水蒸气。
总结起来,乙醇燃烧的反应机理可以分为以下几个步骤:1. 乙醇分子与氧气分子碰撞,形成乙醛和氢氧自由基。
2. 乙醛与氧气反应,生成乙酸和氢氧自由基。
3. 氢氧自由基与乙醇反应,生成二氧化碳和水。
乙醇燃烧反应是一个放热反应,这是因为碳-氧键的断裂和氧气与乙醇分子的反应释放出了大量的能量。
这是为什么乙醇可以作为燃料使用的原因之一。
乙醇燃烧反应不仅在实验室中被广泛研究,也在工业生产中得到了应用。
乙醇是许多酒精饮料的主要成分,当我们饮用这些饮料时,实际上是在摄入乙醇,并通过身体内部的代谢将其转化为能量。
此外,在某些工业过程中,乙醇也被用作溶剂、燃料和原料。
需要注意的是,乙醇燃烧反应只在适当的条件下发生,即需要足够的氧气供应和适当的温度。
如果氧气不足或温度过低,乙醇可能无法完全燃烧,产生不完全燃烧产物如一氧化碳。
乙醇燃烧的反应机理的了解对于燃烧科学和应用有着重要的意义。
通过研究乙醇燃烧反应机理,可以深入了解燃烧过程中的能量转化和物质转化,为燃烧技术的改进和应用提供理论依据。
乙醇燃烧反应是一种重要的化学反应。
通过分析乙醇与氧气的反应机理,我们可以更好地理解乙醇燃烧的过程和产物生成,为乙醇在能源和化工领域的应用提供参考。
化学燃烧法测定乙醇的分子式
化学燃烧法测定乙醇的分子式化学燃烧法是一种测定有机物分子式的实验方法。
其基本原理是将待测有机物与氧气在一定条件下燃烧,将产生的水和二氧化碳量进行测定,从而得出有机物的分子式。
实验原理乙醇是一种简单的醇类化合物,分子式为C2H5OH。
在将乙醇与氧气燃烧时,其分子中的碳和氢会与氧气反应生成二氧化碳和水,反应方程式如下:C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O在化学燃烧法实验中,将乙醇加热至沸点,并通过精确的仪器测定乙醇的质量和体积;初始温度和压力同样记录下来。
将乙醇放入燃烧管中并点燃,在氧气的作用下发生燃烧反应,生成二氧化碳和水。
燃烧过程中温度和压力同样测定。
反应结束后,收集产物的二氧化碳和水,用仪器测定它们的体积。
反应后,储存的二氧化碳和水气体体积测量,并记录下它们的温度和压力。
如果燃烧完全,得到的产物应该是二氧化碳和水。
可以根据这些数据计算乙醇分子的数量,从而计算出分子式。
实验步骤化学燃烧法实验需要注意实验的精度。
本实验分以下步骤:1. 准备工作准备好所需的实验器材和试剂,包括燃烧管、酒精灯、电子天平、电子分析天平、密闭容器、温度计等。
保证实验器具和试剂的准确性和纯度。
2. 称量乙醇和氧气测量乙醇和氧气的质量,记录下它们的质量。
3. 燃烧乙醇将乙醇加热至沸点,收集燃烧产生的水和二氧化碳。
燃烧过程中保持温度和压力的稳定,并记录下它们的数值。
4. 测量产物的体积收集产物气体的体积,并测量温度和压力。
根据上述数据计算生成的二氧化碳和水的体积。
5. 计算乙醇分子式根据产生的二氧化碳和水的体积计算乙醇的摩尔数和分子式。
计算公式如下:乙醇的摩尔数 = 二氧化碳的体积 / 22.4 - 水的体积 / 22.4注意事项化学燃烧法实验需要注意实验的条件和仪器的成分,才能确保实验结果的准确性。
在实验中需要注意以下几个方面:1. 仪器准确度实验仪器应该精确可靠。
测量天平应该能够精确称量每一个试剂的质量;收集二氧化碳和水的容器应该能够防止泄漏和保持稳定的温度和压力。
乙醇的催化氧化ppt课件
10
深入探究
• 1.为什么铜丝只加热一次就可以保持红热? 乙醇的催化氧化反应是一个放热反应。
• 2.为什么最后黑色的铜丝在乙醇液面上方
就变红? 乙醇易挥发。
整理版课件
11
情境导学
整理版课件
12
乙醇
探究延伸
乙醇脱氢酶
乙醛 CH3CHO 乙的资醛十料倍(C卡,H乙3积C片醛H累O在)(脱毒体A性内氢L是会D乙酶使H醇人) 面乙红耳酸赤,神志不清。
催化剂
Cu/Ag
2CH3CH2OH + O2
2CH3CHO + 2H2O
还原剂
整理版课件
8
溯流追源:
水
乙醛
乙醇
氧原子
整理版课件
9
乙醇的催化氧化机理:
②
④H H ①
H—C —C—O③—H HH
①
H
H
2 CH3—C—O③—H + O2
Cu △
2CH3 —C=O
+ 2H2O
H
乙醇
乙醛
①③断键 整理版课件
整理版课件
5
整理版课件
6
实验探究
铜丝
Δ
变黑
插入乙醇溶液 中
又变红
有刺激性气味
思考:(1)铜丝发生了什么反应?
(2)刺激性气味的物质是什么?
(3)铜丝的作用?乙醇的作用?
(4)乙醇分子的断键位置?
整理版课件
7
△
2Cu + O2 CH3CH2OH + CuO 总反应方程式:
2CuO CH3CHO + Cu +H2O
CO2+H2O +热量
乙醇在氧气中充分燃烧的化学方程式
乙醇在氧气中充分燃烧的化学方程式乙醇(乙基醇)是一种无色、无臭、易挥发的易燃液体,熔点15.6℃,沸点78.5℃。
在20℃下,乙醇在大气中有着很大的可燃性。
乙醇可以与空气中的氧气反应,通过不同的反应条件,形成不同的物质,形成乙醇在氧气中充分燃烧的化学方程式。
乙醇在氧气中充分燃烧的化学方程式为:2C2H5OH + 3O2 = 4CO2 + 6H2O 。
乙醇在氧气的存在下,因为乙醇的氧化反应,被氧化反应成二氧化碳和水,乙醇的氧化产物占4CO2,按质量计算,占乙醇质量的四分之三,水质量占乙醇质量的三分之一。
乙醇在氧气中发生燃烧反应时,燃烧温度很高。
根据其反应温度的差异,可分为低温燃烧(燃烧温度约为1400℃)和高温燃烧(燃烧温度约2400℃)两个阶段。
结合实验室条件,最常见的低温燃烧是乙醇燃烧形成的CO2、H2O等温度较低的物质。
当温度升高时,还会产生温度较高的物质,如CO、H2等。
乙醇燃烧的有害物质主要有一氧化碳、二氧化碳、可吸入颗粒物等,它们可直接或间接影响人们的健康,严重时可使心脏和呼吸系统功能受损。
通过乙醇蒸气燃烧时,乙醇蒸气中也可能会含有一氧化碳和二氧化碳,因此乙醇燃烧过程也会产生一氧化碳和二氧化碳,它们也可能会对人体健康造成不利影响。
因此,乙醇燃烧时应注意通风,确保室内的新鲜空气正常流通,以减少一氧化碳和二氧化碳的影响。
此外,乙醇燃烧反应也可能会产生致癌物质,如醛、醚类物质等,这些物质对人体有潜在的致癌危害。
因此,乙醇燃烧反应需要科学操作,避免出现不安全问题。
乙醇在氧气中充分燃烧是一种既有利又有弊的反应。
乙醇是燃料、清洁剂、溶剂等催化剂的重要原料,可以替代传统的燃料,减少能源的消耗,减少污染,是环保的理想燃料材料。
但乙醇的燃烧过程可能产生对人体不利的有害气体,以及可能致癌的物质,所以操作乙醇燃烧时,要谨慎小心,注意防护,为保障人们的身体健康所做出更大的努力。
酒精点燃的原理
酒精点燃的原理
酒精点燃的原理是基于化学反应。
酒精(乙醇)是一种易燃物质,其分子结构中包含碳、氢和氧元素。
点燃酒精的过程涉及氧气的参与。
当酒精与氧气接触时,发生氧化反应,生成二氧化碳和水。
反应方程式为:
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
酒精的化学键在氧气的作用下断裂,产生大量的热能和光能。
热能增加了反应的速率,而光能则表现为火焰的明亮。
为了点燃酒精,需要提供点火源,如火柴或点火器。
当点燃点火源接触到酒精时,点火源的热量使酒精分子中的跃迁态能级升高,促使酒精发生氧化反应。
随着酒精的燃烧,火焰由点火源传导到酒精的周围,形成一个可见的火焰。
值得注意的是,酒精点燃时释放的热量和火焰的明亮程度与酒精的浓度有关。
高浓度的酒精燃烧时会产生更亮、更强烈的火焰,而低浓度的酒精则可能产生较弱的火焰。
需要注意的是,酒精是易燃物质,点燃时会释放有害的有机气体和烟雾。
在使用酒精时要注意安全,避免发生火灾和其他事故。
乙醇燃烧热实验报告
燃烧热实验报告一、实验目的1、掌握氧弹式量热计的原理、构造及使用方法2、了解计算机氧弹式量热计系统对燃烧热测定的应用二、实验原理燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。
在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Q v,m ),恒容燃烧热这个过程的内能变化(Δr U m )。
在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Q p,m ),恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化(Δr H m )。
若把参加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体处理,则有下列关系式:∆c H m = Q p,m =Q v,m +ΔnRT (1)本实验采用氧弹式量热计测量萘的燃烧热。
测量的基本原理是将一定量待测物质样品在氧弹中完全燃烧,燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介质(本实验用水)的温度升高。
氧弹是一个特制的不锈钢容器。
为了保证化妆品在若完全燃烧,氧弹中应充以高压氧气(或者其他氧化剂),还必须使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给量热计本身和其中盛放的水,而几乎不与周围环境发生热交换。
但是,热量的散失仍然无法完全避免,这可以是同于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高,也可以是由于量热计向环境辐射出热量而使量热计的温度降低。
因此燃烧前后温度的变化值不能直接准确测量,而必须经过雷诺矫正作图法进行校正。
放出热(样品+点火丝)=吸收热 (水、氧弹、量热计、温度计)量热原理—能量守恒定律在盛有定水的容器中,样品物质的量为n 摩尔,放入密闭氧弹充氧,使样品完全燃烧,放出的热量传给水及仪器各部件,引起温度上升。
设系统(包括内水桶,氧弹本身、测温器件、搅拌器和水)的总热容为C (通常称为仪器的水当量,即量热计及水每升高1K 所需吸收的热量),假设系统与环境之间没有热交换,燃烧前、后的温度分别为T1、T2,则此样品的恒容摩尔燃烧热为:式中,Q v,m 为样品的恒容摩尔燃烧热(J·mol-1);n 为样品的摩尔数(mol);C 为仪器的总热n T T C Q m V )(12,--=容(J·K -1或J /℃)。
乙醇和氧气有机反应类型
乙醇和氧气有机反应类型引言:乙醇和氧气是常见的有机物和无机物,它们之间的有机反应类型有许多种。
本文将介绍乙醇和氧气之间的一些有机反应类型,包括燃烧、脱氢和氧化等。
一、燃烧反应乙醇和氧气之间最常见的有机反应类型是燃烧反应。
当乙醇与足够的氧气接触时,会发生剧烈的燃烧反应。
乙醇燃烧的化学方程式如下所示:C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O乙醇在燃烧过程中会被氧气氧化为二氧化碳和水。
这是一种放热反应,释放出大量的热能和光能。
乙醇燃烧的产物主要是二氧化碳和水蒸气。
二、脱氢反应乙醇和氧气之间的另一种有机反应类型是脱氢反应。
乙醇可以通过脱氢反应转化为乙烯和水。
乙醇脱氢的化学方程式如下所示:C2H5OH -> C2H4 + H2O乙醇分子中的一个氢原子被氧原子取代,形成乙烯分子和水分子。
这是一种放热反应,释放出能量。
乙烯是一种重要的工业原料,广泛应用于塑料、橡胶、纺织品等行业。
三、氧化反应乙醇和氧气之间的氧化反应也是一种常见的有机反应类型。
乙醇可以被氧气氧化为乙醛和水。
乙醇氧化的化学方程式如下所示:C2H5OH + O2 -> CH3CHO + H2O乙醇分子中的一个氢原子被氧原子取代,形成乙醛分子和水分子。
乙醛是一种重要的有机化学品,广泛应用于制药、农药、染料等行业。
四、其他反应类型除了燃烧、脱氢和氧化反应外,乙醇和氧气之间还可以发生其他类型的有机反应。
例如,乙醇可以与氧气发生酯化反应,生成乙酸乙酯等酯类化合物。
此外,乙醇还可以与氧气发生醛缩反应和酮缩反应等。
结论:乙醇和氧气之间存在多种有机反应类型,包括燃烧、脱氢、氧化等。
这些反应在工业生产和实验室研究中具有重要的应用价值。
通过研究和了解乙醇和氧气的有机反应类型,可以拓宽我们对有机化学反应的认识,为相关领域的研究和应用提供理论基础。
希望本文能对读者对乙醇和氧气有机反应类型有所启发和帮助。
乙醇的氧化
乙醇的氧化以《乙醇的氧化》为标题,写一篇3000字的中文文章乙醇的氧化是一个非常重要的化学反应,它是一种有机物氧化的重要途径。
乙醇的氧化反应能够产生大量的化学能,这些化学能被用来催化很多重要的化学反应。
因此,乙醇的氧化反应是重要的一个化学研究方向,它能够丰富我们对有机化学的理解。
一般来讲,乙醇的氧化反应是指乙醇接受氧分子(O2)拆分为二氧化碳和水的反应。
乙醇氧化也可以称为乙醇燃烧反应,熔解乙醇的反应方程如下:C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O这个反应是由氯酸钠作为催化剂催化的,除了氯酸钠之外,乙醇的氧化反应还可以通过钯类、铱类、锗类和钴类催化剂进行催化。
为了更好地理解乙醇的氧化反应,我们需要重点关注它的机理。
从机理的角度来看,乙醇的氧化反应可以分为两个主要的步骤:乙醇的脱氢和O2的拆分。
乙醇脱氢反应产生乙醛和氢气,乙醛然后被进一步氧化为二氧化碳和水,其反应方程如下:C2H5OH CH3CHO + H2CH3CHO + O2 2CO2 + 2H2O乙醇的氧化反应可用来提供大量的化学能,它能够被用来生产一系列的有用的化合物,比如医药、农药、香料等。
除了提供大量的化学能之外,乙醇的氧化反应还有另一个重要用途,就是废气净化。
作为环境污染的一种重要原因,废气中多种有害物质的排放会造成环境污染,乙醇的氧化反应能够有效地去除这些有害物质,从而降低废气污染。
乙醇的氧化反应是一种重要的有机物氧化反应,它不仅能够为我们提供大量的化学能,而且还能够用于废气净化,这些使它成为有机化学研究的重要研究方向之一。
未来,乙醇的氧化反应将有更深入的研究,这将有助于更好地理解有机化学的运作机制。
乙醇催化氧化机理
乙醇催化氧化机理近年来,乙醇催化氧化反应在环境保护、汽车与燃料动力、低温分子材料制备等领域应用广泛,其反应机理也备受研究者关注。
鉴于其反应作用较为复杂,本文将从历史背景、催化反应原理和步骤、催化剂与反应条件等着手,分析乙醇催化氧化机理。
历史背景早在20世纪50年代,乙醇催化氧化已经诞生,但当时乙醇催化氧化反应仅限于少数一类反应,例如:胺基酸或其衍生物的催化氧化等。
此外,在催化反应中,乙醇仅作为一催化剂,在溶剂、离子活性剂中起到辅助作用。
至20世纪90年代,随着研究的深入,乙醇催化氧化反应的研究初步形成一定的理论基础,以及反应强度的提高,乙醇催化氧化反应逐渐发展成独立的反应机理,应用范围也在频繁拓展。
催化反应原理及步骤乙醇催化氧化反应是乙醇引发的氧化反应,它包括四个步骤:乙醇分子的变形、乙醇的脱氢以及H2的分解和乙醇氧化还原反应。
1. 乙醇分子的变形步骤:此步骤主要反应为乙醇的C-O-H变形,也就是由初始的C2H5OH形式变为了C2H3O*的形式,其中的*可能是氮原子、氢原子或者碳原子等。
2. 乙醇的脱氢步骤:此步骤主要反应为乙醇的C2H3O*和氧混合物发生反应,也就是由C2H3O*形式变为了C2H2O*形式,其中的*为氮原子、氢原子或者碳原子等。
3. H2的分解步骤:此步骤的反应主要为C2H2O*形式的乙醇和H2混合物发生反应,从而产生C2HCO*、H*和H2O等物质,其中的*为氮原子、氢原子或者碳原子等。
4. 乙醇氧化还原反应:此步骤主要为C2HCO*形式的乙醇和氧混合物发生反应,从而产生乙醛、H2O等物质,其中的*为氮原子、氢原子或者碳原子等。
催化剂及反应条件在乙醇催化氧化反应中,最常见的催化剂有金属催化剂和离子活性剂。
金属催化剂指的是含有金属元素,能够加速催化反应的催化剂,例如铜、铁、钼、钯、铱等金属元素。
而离子活性剂指的是微量离子活性物质,能够助醇分子在催化反应中起到配位作用,其中最常用的离子活性剂有TiCl4、Fe(acac)3、Mo(CO)3Cl3等。
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氧乙醇燃烧过程中乙醇雾化机理与方法的研究1绪论1.1乙醇燃料的发展趋势以及氧乙醇火焰切割的现状随着世界经济的发展, 各国对能源的依赖性越来越强, 寻找和生产具有可持续性发展的绿色能源, 逐步摆到了重要位置。
在对各种替代燃料进行科学分析和性价对比后, 燃料乙醇作为新型能源, 以其优越的性能, 成为燃料替代的首选。
当前,中国工业发展迅速, 金属气割加工的需求量越来越大, 因此开发推广安全环保、高效节能、切割质量高、操作方便、燃料来源广及供应方便的气割方法是一项重要的课题。
当前, 应用在低碳钢及低合金结构钢的热切割方法主要是氧乙炔火焰切割, 其工艺缺点是乙炔气造价高, 在生产和使用过程中消耗能源多, 对环境污染较大, 且储存、运输及使用时安全性差等。
为此, 人们开发了很多的代用液体燃料切割技术, 其中比较典型的有氧汽油、氧乙醇切割技术。
可是, 这两种技术都有自身的局限性, 氧汽油切割技术具有优良切割质量且节能环保, 可是汽油的使用将增加石油资源的消耗, 存在能源危机问题。
氧乙醇火焰因为乙醇燃料的可再生性备受当前能源界的推崇, 但其火焰温度较低, 延长起始预热金属的时间, 造成切割效率的下降。
从节能高效的角度出发, 利用乙醇可再生性和汽油的高热值进行相互补充而开发适合金属热切割过程的混合燃料是具有广阔前景的工作。
随着醇类燃料的广泛应用, 火焰切割用燃料用醇类燃料必将替代以往的石油系燃料。
金属切割的需求量伴随着世界各国工业化程度的提高越来越大, 对环保、高效节能、切割质量高、利用可再生燃料的火焰切割技术的研究越来越受到研究人员的高度重视, 许多国家不惜重金进行新型火焰切割技术的研究与开发工作。
因此, 新型燃料用于火焰切割的研究一直成为火焰切割新技术的热点研究领域。
长期以来, 金属的气焊和气割主要采用乙炔作为燃料, 由于乙炔在使用过程中易燃、易爆, 容易回火, 极易发生安全事故; 乙炔在制造过程中, 所用的电石生产成本高、能耗大、污染环境; 而且采用氧乙炔火焰切割时, 切割质量差, 钢材切口不光滑、挂渣多、难清除, 切口上缘塌边, 因此用其它燃气替代乙炔气早已形成共识。
中国自改革开放以来, 特别是20世纪90年代以来, 政府有关部门采取了诸多措施消除乙炔造成的污染。
l995年, 机械工业主管部门发布不再审核新建、改扩建电石厂、乙炔气厂的决定, 同时大力推广使用新型工业燃气。
1992年, 国家科委发文推广氧液化石油气火焰切割技术, 1996年9月国家经委、国家计委、国家科委等联合将氧丙烷火焰切割技术列为”九五”期间国家重点推广项目, 后来又出现了以丙烷、丙烯为基, 加入各种添加剂的工业燃气。
历经l0余年的努力, 中国新型工业燃气的推广工作取得了重要进展, 但由于燃气供应等问题, 当前新型工业燃的使用面仍不是很大, 氧乙炔火焰切割的使用比率仍在85%左右。
从20世纪70年代起, 世界一些发达国家就开始以烷烃烯烃类新型工业燃气替代乙炔气, 80年代中期, 美国、英国、日本等发达国家新型工业燃气的使用率已达50%~70%。
90年代美国则达到了85%, 相比之下, 中国新型工业燃气的应用落后了美国将近20年[3]。
随后, 发达国家都相继开展了对数控切割的技术、工艺、相关配套软件和设备的深入开发研究工作, 经过40多年的不懈努力, 得益于计算机产业不断进步的相助, 已向市场推出了各种类型、功能齐全的系列化数控切割产品。
近20年来国内外有关研究机构及企业相继投入大量资金, 开发研究成本低、安全、减少环境污染的新型燃气, 当前国内已自主开发及引进了多种新型工业燃气代替乙炔用于工业火焰加工。
生产新型工业燃气的企业近干家, 应用量及推广面较大的几种新型工业燃气为: 丙烷气(C3H8)、丙烯气(C3H6)、金火焰工业燃气、霞普气(SHARP)、氟菜玛克斯气(FLAMEX)和特利气等, 约占国内新型工业燃气市场的90%。
同时与新型工业燃气相配套焊割炬的生产企业也陆续建成投产, 各种焊割炬机具品种齐全, 手工割炬切割厚度可达350mm, 机用割炬切割厚度可达1800mm。
因用新型工业燃气切割加工生产成本较乙炔气低大约1/3, 且具有环保无污染、回火率低、安全性能好和易掌握等众多优点, 受到了国家各有关管理机构的高度重视。
为此, 很多研究部门正在积极研究开发代替型能源, 可再生能源和环保能源。
燃料乙醇是用无水乙醇作为燃料, 是一种可再生的生物质能。
早在1973年石油危机爆发时, 巴西政府就下决心用乙醇作为替代燃料。
1979年初, 当时的美国宣布, 使用和推广添加10%乙醇的汽油, 推行这一政策大大有利于销售商和消费者, 同时节省了国家的石油资源。
美国于1992年开始鼓励使用乙醇作新配方汽油的充氧剂, 从而极大地促进了美国燃料乙醇的生产至 , 法国5%燃料可能来自再生能源。
在中国, 随着经济的迅速发展, 汽车的保有量高速增大, 这使得国内对汽车能源的需求与日俱增, 大力发展乙醇燃料已纳入规划, 生产燃料乙醇已列为国家”十五”示范工程重大项目。
从使用情况和技术成熟角度看, 乙醇是一种比较理想的生物液体燃料, 是当前典型的可再生能源。
随着中国工业的发展, 金属气割加工的需求量越来越大, 因此开发推广安全环保、高效节能、切割质量高、操作方便、燃料来源广及供应方便的气割方法是一项重要的课题。
当前, 应用在低碳钢及低合金结构钢的热切割方法主要是氧乙炔火焰切割, 其工艺缺点是乙炔气造价高, 在生产和使用过程中消耗能源多, 对环境污染较大, 且储存、运输及使用时安全性差等。
为此, 人们开发了很多的代用液体燃料切割技术, 其中比较典型的有氧汽油、氧乙醇切割技术。
可是, 这两种技术都有自身的局限性, 氧汽油切割技术具有优良切割质量且节能环保, 可是汽油的使用将增加石油资源的消耗, 存在能源危机问题。
氧乙醇火焰因为乙醇燃料的可再生性备受当前能源界的推崇, 但其火焰温度较低, 延长起始预热金属的时间, 造成切割效率的下降。
从节能高效的角度出发, 利用乙醇可再生性和汽油的高热值进行相互补充而开发适合金属热切割过程的混合燃料是具有广阔前景的工作。
随着醇类燃料的广泛应用, 火焰切割用燃料用醇类燃料必将替代以往的石油系燃料。
1.2氧乙醇燃烧过程中液体燃料的雾化方式氧乙醇燃烧过程中, 使燃料完全燃烧以提高火焰温度的最主要方式就是乙醇燃料的充分雾化, 当前已知的雾化方式有: 压力雾化、喷溅雾化、超声波雾化、溶气雾化等。
﹙1﹚压力雾化雾化是将液体或液—固悬浊体分散成数微米至数十微米细小滴粒的作业,它能够提供巨大的相间接触面积,是一种重要的单元操作。
在工业、农业、民用消费及化工等领域有广泛的应用。
压力雾化是利用压力使液体高速经过喷嘴, 将液体静压能转变为动能经喷嘴高速喷出并形成雾滴, 从而达到液体的雾化。
单纯依靠压力经过小孔喷射仍不能达到雾化要求,常见的压力雾化器(又称力喷嘴) 一般采用液体加压与旋转运动相结合, 使高速喷出的液体形成锥形薄片, 液膜伸长变薄最后碎裂成为雾滴。
在各种雾化方法中,压力喷嘴以其结构简单、雾化性能好、能耗低、操作简便等优势, 应用十分广泛。
﹙2﹚喷溅雾化这是一种燃料在高速喷出后碰撞后破碎的雾化方式, 碰撞的界面能够是改变方向的管道壁面, 像瀑布流下后水碰到石头溅起的水雾。
由于燃烧室空间的限制, 特别是对于中小型柴油机, 燃料喷出后与室壁发生碰撞是常见现象, 碰撞后, 随即液体燃料产生喷溅, 发生破碎。
破碎的液滴再次与周围的液滴发生二次碰撞, 进一步碎化, 使液体燃料在喷溅的强烈作用力下达到雾化的目的。
﹙3﹚超声波雾化超声波雾化也称为超声振荡雾化, 是利用超声波的作用来加强液体分解和雾化的试验研究工作早在20世纪30年代就已经开始了。
超声波雾化原理是: 利用压电陶瓷所固有超声波振荡特点, 经过一定的振荡电路手段与压电陶瓷固有振荡频率产生共振, 就能直接将与压电陶瓷接触的液体雾化成1--3μm的微小颗粒。
其原理是, 电路超声波振荡, 传输到压电陶瓷振子表面, 压电陶瓷振子会产生轴向机械共振变化, 这种机械共振变化再传输到与其接触的液体, 使液体表面产生隆起, 并在隆起的周围发生空化作用, 由这种空化作用产生的冲击波将以振子的振动频率不断重复, 使液体表面产生有限振幅的表面张力波。
这种张力波的波头飞散, 使液体雾化, 同时产生大量的负离子。
超声波雾化也是液体燃料雾化的主要方式。
﹙4﹚溶气雾化液体燃料柴油、汽油、航空油、重油等广泛地被用于内燃机、燃气轮机、锅炉、冶金炉及其它燃烧装置中, 高效、合理、低污染地使用燃油是能源研究中的一个重要课题。
理论和实践表明, 为了获得高强度、高效率、低污染的燃烧效果。
首先必须将液体燃料粉碎成细小细粒, 取得良好的雾化质量。
其次必须提高燃料、气体混合质量。
这两者的优劣对燃料的燃烧过程起着决定性的作用, 基于大量的试验研究,提出一种燃料雾化新概念——溶气雾化。
它完全不同于当前在一般燃烧装置上广泛采用的压力雾化方法和介质雾化方法等。
燃料溶气雾化的原理是事先在燃料中溶入气体, 喷射时利用喷孔的负压效应, 使燃料中溶解的气体过饱和, 在喷孔内急剧析出, 产生气爆雾化。
溶气析出产生的气态膨胀力克服燃料的内聚力和表面张力, 将燃料粉碎成细小微粒, 形成抛物形状喷注。
总之,在利用氧乙醇火焰进行切割、下料操作时,液体燃料(乙醇)的充分雾化是使其充分燃烧和提高火焰温度的重要措施。
液体燃料的充分雾化也是当今工程领域研究的重要课题。
2 氧乙醇火焰燃烧过程2.1乙醇概述乙醇作为燃料早在20世纪初就出现了。
后来随着价廉物美的石化系燃油大量生产, 使汽油和柴油成了发动机的主要燃料, 从而抑制了乙醇燃料的发展。
直到20世纪7O年代初全球性”石油危机”的爆发和不断严格的汽车排放法规才使得燃料乙醇的研究应用迅速发展。
2.1.1乙醇的分子结构及性质1.乙醇的分子结构乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成, 能够看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物, 也能够看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。
乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂, 其相对分子量为46.07。
2.乙醇的物理、化学性质﹙1﹚物理性质乙醇俗称酒精, 化学分子式为CH3CH2OH,是一种无色透明且具有特殊芳香味和强烈刺激性的液体。
它以玉米、小麦、薯类、糖蜜等为原料, 经发酵、蒸馏而制成, 乙醇沸点和燃点较低, 属于易挥发和易燃液体, 除大量应用于化工、医疗、制酒业外, 还能作为能源工业的基础原料-燃料。
所谓变形燃料乙醇就是将乙醇进一步脱水再加上适量汽油后形成的。
燃料乙醇具有和矿物质燃料相似的燃烧特性, 但其生产原料为生物源, 是一种可再生的能源。