火焰传播PPT课件
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燃烧理论第四讲火焰传播理论
其边界条件是
x ,T
T0
,
dT dx
0
假定Ti是预热区和反应区交界处(温度曲线曲率变化点)的温度， 从T0到Ti进行积分，
(下标“I”表示预热区)
0 Sn Cp
Ti
T0
dT dx
I
反应区的能量方程为
d2 y dx2
wQ
0
其边界条件是
x 0,T Ti ;
dT x ,T Tm , dx 0
传播速度。
尚于缺几少乎完不全可符能合得到Sn定严义格的的测平定面方状法火。焰精面确。测量Sn的困难在 测定Sn的实验方法，一般可归纳为静力法和动力法两类。 （一）、静力法测定Sn
度Sn(或称层流火焰传播速度Sl，或正常火焰传播速度)，简
称火焰传播速度。未燃气体与已燃气体之间的分界面即为 火焰锋面，或称火焰面。
静止均匀混合气体 中的火焰传播
流管中的火焰锋面
取一根水平管子，一端封住，另一端敞开，管内充满可燃 混合气。点火后，火焰面以一定的速度向未燃方面移动， 由于管壁的摩擦和向外的热量损失、气体的粘性、热气体 产生的浮力，使其成为倾斜的弯曲焰面。
乘式
2
dT dx
d dx
dT dx
2
2
dT dx
d 2T dx2
后积分（下标“Ⅱ”表示反应区）
dT dx
2
Tm wQdT
Ti
dT dx
I
dT dx
Sn
2 Tm wQdT Ti
02Cp2 Ti T0 2
Ti为未知，进一步变换可得
Sn
2 Tm wQdT T0
02Cp2 Tm T0 2
湍流火焰模型
(a)小尺度湍流；(b)、(c)大尺度湍流； (d)容积湍流燃烧
第五章火焰传播和火焰稳定性
长度较长
长度较短
火焰稳定，表面光滑
火焰抖动，呈毛刷状
燃烧时较安静
燃烧时有噪声
流动面积小，粘度系数大 流动面积大，粘度系数小
湍流火焰传播
特点：
• 湍流使火焰面变弯曲，
层 流
湍 流
增大反应面积
火
火
• 湍流加剧了热和活性
焰
焰
中心的输运速率，增
大燃烧速率
• 湍流缩短混合时间， 提高燃烧速率
• 湍流燃烧，燃烧加强， 反应率增大
T0
层流火焰传播速度是与预混气的物理化学性质有关
宏观角度分析：
L u L
在固定火焰、稳定燃烧条件下：
导入热量
QD
Tm
L
T0
/ A
获得热焓量 Q h u L A 0C P (Tm T 0)
Q
A
t
Q mC p t
火焰传播速度
a
uL
dT dx C
2 Tm
WQdT
Ti
dT dx
p
uL
0 C p Ti
T0
则求得传播速度为：
uL
Tm
2 WQdT Ti
2 0
C
2 P
Ti T0
2
层流火焰传播速度uL表达式（3）
因为预热区反应速度很小
Ti
u L d 3 pr 2 k d
优点 • 可测定不同压力下、温度 下的以及高压情况下的火焰 传播速度 • 只适用火焰传播速度快的混合气
移动火焰测量法
平面火焰法
火焰传播的原因和特点
火焰传播速度
火焰传播速度是指火焰在静止介质中蔓延的速度，通常以 米/秒（m/s）为单位进行测量。
火焰传播速度的影响因素
火焰传播速度受到多种因素的影响，包括可燃物的物理和 化学性质、燃烧条件（如氧气浓度、压力和温度）以及环 境因素（如风速和介质流动）。
火焰传播速度的测量
火焰传播速度可以通过实验进行测量，通常在实验室条件 下使用燃烧室或燃烧塔进行测量。
特点
森林火灾蔓延速度快，火势大，难以控制，破坏力强，对生态环境造成严重破坏。
油罐爆炸案例
原因
油罐爆炸通常是由于油罐内的油料泄漏、静电、雷击或人为操作失误等原因引起。
特点
油罐爆炸产生的火焰温度极高，火势猛烈，燃烧速度快，并可能伴随有毒气体和烟雾，对周围环境和 人员安全造成严重威胁。
家中火灾案例
原因
均相燃烧两大类。
均相燃烧是指可燃气体和空气混 合后形成的均匀混合物在燃烧过 程中产生的火焰传播，如天然气
、石油气等。
非均相燃烧是指可燃物与空气混 合不均匀，在燃烧过程中产生的 火焰传播，如木材、煤等固体可
燃物。
02
火焰传播的原因
可燃物的存在
可燃物种类
不同的可燃物有不同的燃烧特性，如易燃、难燃等。
在工业生产中，应尽量减少空气的进入，以降低氧气浓度，从而控制火焰的燃烧 。
惰性气体
在某些情况下，可以使用惰性气体（如氮气、二氧化碳等）来稀释空气中的氧气 ，降低燃烧的可能性。
控制火源的措施
消除火源
在工厂、仓库等场所，应消除火源，如禁止吸烟、禁止使用 明火等。
火源控制
对于必须使用火源的场所，应加强火源的控制和管理，如使 用防火设备、安装火灾报警器等。
火焰传播的影响因素
防火防爆理论与技术ppt课件
✓火焰位移速度：火焰前沿在未燃混合气中相对于静 止坐标系的前进速度，其法向指向未燃气体。
u dn dt
.
17
层流火焰传播速度分析：
Tm
Ti
Ⅰ
Ⅱ
C
T
x
其主要思想为：若Ⅱ区导出的热量能使未燃混合气温 度上升至着火温度Ti，则火. 焰就能保持温度的传播。18
假定反应区内温度为线性分布，即：
dT Tm Ti
✓波面上的反应：ABCDQ
✓当给予反应物A+B活化能E时，它们成为活化状态， 变为生成物C+D，并放出能量W，则反应热Q=W-E
✓基本反应浓度n，则单位体积放出能量nW；放出的能 量作为新反应的活化能，α为活化概率，则第二批 单位体积内得到活化的分子数为αnW/E，放出的能 量为αnW2/E
.
39
第四节 爆炸极限理论及计算
23第一节层流预混燃烧火焰传播影响火焰传播速度的因素燃料氧化剂比值燃料结构的影响压力的影响火焰温度的影响惰性添加剂的影响活性添加剂的影响24燃料氧化剂比的影响204060801002802402001601208040燃料的体积分数aircoo1012605040302010空气中燃料的体积分数25碳原子数的影响26压力的影响10100030201010203cms127混合气体初始温度的影响28火焰温度的影响p105惰性添加剂的影响p105活性添加剂的影响p10629第二节湍流燃烧与扩散燃烧按燃烧物质的流态燃烧可分为层流燃烧湍流燃烧湍流燃烧的特点火焰长度显著缩短发光区厚度较厚火焰面有抖动火焰轮廓较模糊有明显噪声30第二节湍流燃烧与扩散燃烧湍流燃烧特点产生的原因湍流可能使火焰面弯曲增大了反应面积而且在弯曲的火焰面的法向仍保持层流火焰速度
0 -0.1 -0.2 -0.3 0
u dn dt
.
17
层流火焰传播速度分析：
Tm
Ti
Ⅰ
Ⅱ
C
T
x
其主要思想为：若Ⅱ区导出的热量能使未燃混合气温 度上升至着火温度Ti，则火. 焰就能保持温度的传播。18
假定反应区内温度为线性分布，即：
dT Tm Ti
✓波面上的反应：ABCDQ
✓当给予反应物A+B活化能E时，它们成为活化状态， 变为生成物C+D，并放出能量W，则反应热Q=W-E
✓基本反应浓度n，则单位体积放出能量nW；放出的能 量作为新反应的活化能，α为活化概率，则第二批 单位体积内得到活化的分子数为αnW/E，放出的能 量为αnW2/E
.
39
第四节 爆炸极限理论及计算
23第一节层流预混燃烧火焰传播影响火焰传播速度的因素燃料氧化剂比值燃料结构的影响压力的影响火焰温度的影响惰性添加剂的影响活性添加剂的影响24燃料氧化剂比的影响204060801002802402001601208040燃料的体积分数aircoo1012605040302010空气中燃料的体积分数25碳原子数的影响26压力的影响10100030201010203cms127混合气体初始温度的影响28火焰温度的影响p105惰性添加剂的影响p105活性添加剂的影响p10629第二节湍流燃烧与扩散燃烧按燃烧物质的流态燃烧可分为层流燃烧湍流燃烧湍流燃烧的特点火焰长度显著缩短发光区厚度较厚火焰面有抖动火焰轮廓较模糊有明显噪声30第二节湍流燃烧与扩散燃烧湍流燃烧特点产生的原因湍流可能使火焰面弯曲增大了反应面积而且在弯曲的火焰面的法向仍保持层流火焰速度
0 -0.1 -0.2 -0.3 0
燃烧理论第四讲火焰传播理论
湍流火焰模型
(a)小尺度湍流；(b)、(c)大尺度湍流； (d)容积湍流燃烧
1—燃烧产物；2—新鲜混气；3—部分燃尽气体
三、层流火焰传播速度的测定
层流火焰传播速度不能用精确的理论公式来计算。通常是
依值靠，实有验时方也法可测依得照单经一验燃公气式或和混实合验燃数气据在计一算定混条合件气下的的火焰Sn
传播速度。
尚于缺几少乎完不全可符能合得到Sn定严义格的的测平定面方状法火。焰精面确。测量Sn的困难在 测定Sn的实验方法，一般可归纳为静力法和动力法两类。 （一）、静力法测定Sn
1、管子法 静力法中最直观的方法是常用的管子法，测定时，用电影 摄影机摄下火焰面移动的照片，已知胶片走动的速度和影
与实物的转换的比例，就可算出可见火焰传播速度Sv。在
管径越大，管壁散热对火焰传播 速度的影响越小，如焰面不发生 皱曲，则随着管径的增大火焰传
播但速实度际上上升管，径并增趋大向时于焰极面限要值发生Sn。
皱曲。管径越大，焰面皱曲越烈
，升因。而Sv值随管径的增加而不断上
当管径小到某一极限值时，向管 壁的散热大到火焰无法传播的程
度。，临这界时直的径管在径工称程为上临是界有直意径义的dc
，可利用孔径小于临界直径值的 金属网制止火焰通过。
图2-22 火焰传播速度与管径 的关系
管子法测得的可见火焰传播速度与燃气空气混
合物成分的关系(d=25.4mm)
l—氢；2—水煤气；3—一氧化碳；4—乙烯；5—炼焦煤气；6—乙烷 ；7—甲烷；8—高压富氧化煤气
2、皂泡法
将已知成分的可燃均匀混合气注入皂泡中，再在中心用电 点火化点燃中心部分的混合气，形成的火焰面能自由传播 (气体可自由膨胀)，在不同时间间隔出现半径不同的球状 焰面。用光学方法测量皂泡起始半径和膨胀后的半径，以 及相应焰面之间的时间间隔。即可计算得火焰传播速度。
第五章 火焰传播与火焰稳定
三、层流火焰传播速度
对于一维带化学反应的定常层流流动，其基本方程为： 连续方程： 动量方程： 能量方程：
u 0u0 0ul m
P≈常数
dT d dT 0ul C p ( ) WQ dx dx dx
dT x , T T0 , y y 0 , 0 dx dT x , T Tm , y 0, 0 dx
/ a )1/ 2
0C p
(lu / )1/ 2 ( du / )1/ 2 Re1/ 2
at lu l d（管径）及 u u（主流速度）
二、湍流火焰传播速度
小尺度强湍流：
ut ul Re
1/ 2
小尺度湍流情况下，湍流火焰传播速度不仅 与可燃混气的物理化学性质有关（即与ul成正比）， 还与流动特性有关（即与Re1/2有关）
火焰的几何形状： 火焰形状接 近正圆锥形
火焰顶端呈圆 形；火焰底部 不和喷嘴出口 相重合，存在 向外突出的一 个区域以及靠 近壁面处有一 段无火焰区域
直管形
收缩管形
一、本生灯的燃烧过程
气流速度不同时的三种工况： 稳定：
混气流速恰当时火焰挂在管口上。
脱火或吹灭： 增加混气流速，火焰锥变长。流速进一步加大时， 火焰锥会被吹灭即脱火。 回火： 混气流速减小时，火焰锥变短。当流速减小时，则 会发生回火。
一、湍流火焰的特点
湍流火焰理论正是基于以上概念发展起来的。 湍流火焰传播理论主要有两种： （1）皱折表面理论（邓克尔和谢尔金） （2）容积燃烧理论（萨默菲尔德和谢京科夫）
一、湍流火焰的特点
湍流特性参数： 湍流尺度 l ：
在湍流中不规则运动的流体微团的平均尺寸， 或湍流微团在消失前所经过的平均距离
第四章 燃气燃烧的火焰传播火焰的传播方式法向火焰传播速度的测
一种称为静力法； 一种称为动力法。
静力法
让可燃混合气体在管子里点燃。根据从 一端燃烧到另一端的长度及时间，可以计 算出燃烧速度。这种测量方法叫静力法。
❖ (一)管子法
静力法中最直观的方法是常用的管子法，所用仪 器如图所示
❖ 管中充满可燃混合物，一端封闭，另一端与装有惰 性气体的容器4相连。
❖ 测定Sn时，打开阀门2，并用火花点火器3点燃混合 物。
混合气体爆炸
❖ 可燃气体或蒸汽与空气按一定比例均匀 混合，而后点燃，因为气体扩散过程在燃烧 以前已经完成，燃烧速率将只取决于化学反 应速率。
爆燃
❖ 可燃气体与空气的混合物由火源点燃， 火焰立即从火源处以不断扩大的同心球的形 式自动扩展到混合物存在的全部空间，这种 以热传导方式自动在空间传播的燃烧现象称 为爆燃。
表4-1 燃气与空气混合物的最大燃烧速度
(二)皂泡法
❖ 将可燃混合气注入皂泡中，再点燃中心部分的 混合气，不同时间间隔出现半径不同的球状焰。 用光学方法测量皂泡起始半径R0和膨胀后的半径 RB，以及相应焰面之间的时间间隔，即可计算得 火焰传播速度。
（4－15）
(三)球形炸弹法
❖ 球弹中可燃混合气点燃后火焰扩散时其内部压力 逐步升高。根据记录的压力变化和球状焰面的尺寸， 可算得火焰传播速度。
第四章 燃气燃烧的火焰传播
火焰的传播方式 法向火焰传播速度的测定 法向火焰传播速度的影响因素 火焰传播浓度极限概念和影响因素 紊流火焰的传播特点
火焰的传播的概念
❖ 焰面不断向未燃气体方向移动，使每层气体都相继 经历加热、着火和燃烧的过程，从而把燃烧扩展到 整个混合气体中去，这种现象称为火焰的传播。
（2）激光测速法
激光测速的基本原理是利用光学多普勒效应， 当一束激光照射到流体中跟随一起运动的微粒上时， 激光被运动着的微粒所散射，散射光的频率和入射 光的频率相比较，就会产生一个与微粒运动速度成 正比的频率偏移。如果测得频率偏移，就可换算成 速度。因为微粒速度与流体速度相同，所以即可得 到流场中某一测点的流速。
静力法
让可燃混合气体在管子里点燃。根据从 一端燃烧到另一端的长度及时间，可以计 算出燃烧速度。这种测量方法叫静力法。
❖ (一)管子法
静力法中最直观的方法是常用的管子法，所用仪 器如图所示
❖ 管中充满可燃混合物，一端封闭，另一端与装有惰 性气体的容器4相连。
❖ 测定Sn时，打开阀门2，并用火花点火器3点燃混合 物。
混合气体爆炸
❖ 可燃气体或蒸汽与空气按一定比例均匀 混合，而后点燃，因为气体扩散过程在燃烧 以前已经完成，燃烧速率将只取决于化学反 应速率。
爆燃
❖ 可燃气体与空气的混合物由火源点燃， 火焰立即从火源处以不断扩大的同心球的形 式自动扩展到混合物存在的全部空间，这种 以热传导方式自动在空间传播的燃烧现象称 为爆燃。
表4-1 燃气与空气混合物的最大燃烧速度
(二)皂泡法
❖ 将可燃混合气注入皂泡中，再点燃中心部分的 混合气，不同时间间隔出现半径不同的球状焰。 用光学方法测量皂泡起始半径R0和膨胀后的半径 RB，以及相应焰面之间的时间间隔，即可计算得 火焰传播速度。
（4－15）
(三)球形炸弹法
❖ 球弹中可燃混合气点燃后火焰扩散时其内部压力 逐步升高。根据记录的压力变化和球状焰面的尺寸， 可算得火焰传播速度。
第四章 燃气燃烧的火焰传播
火焰的传播方式 法向火焰传播速度的测定 法向火焰传播速度的影响因素 火焰传播浓度极限概念和影响因素 紊流火焰的传播特点
火焰的传播的概念
❖ 焰面不断向未燃气体方向移动，使每层气体都相继 经历加热、着火和燃烧的过程，从而把燃烧扩展到 整个混合气体中去，这种现象称为火焰的传播。
（2）激光测速法
激光测速的基本原理是利用光学多普勒效应， 当一束激光照射到流体中跟随一起运动的微粒上时， 激光被运动着的微粒所散射，散射光的频率和入射 光的频率相比较，就会产生一个与微粒运动速度成 正比的频率偏移。如果测得频率偏移，就可换算成 速度。因为微粒速度与流体速度相同，所以即可得 到流场中某一测点的流速。
燃烧学课件_第六章 层流预混火焰传播
0.75
1 s
P 101325 r= = = 0.1997kg / m 3 ( Ru / M r )T (8315 / 29)1770
RR = - 9.55 ?10 (0.1997) = - 2.439kmol / ( s ?m 3 )
5
1.75
0.0301 0.1 0.1095 1.65 ( ) ( ) 44 32
Ti
Tb
（6-8a）
_____
式中 [1 / (Ti Tu ) RRdT ]可以看成是反应区中平均反应速率 RR
Ti
由下图火焰面前后总的能量平衡关系，得
f ( H R ) mc p (Tb Tu ) m
u w f ,u ( H R ) u c p (Tb Tu )
假设燃气中没有氧气或者燃料，可得出氧气和燃料 的平均质量分数分别为： 1 w f = ( w f ,u + 0) = 0.06015 / 2 = 0.0301 2 1 wo2 = [0.2331(1 - w f ,u ) + 0] = 0.1095 2 其中0.2331为空气中氧气的质量分数，化学恰当比的丙烷-
（6-5）
方程（6-5）的物理解释是：来自已燃气体的导热 通量对预热区未燃气体混合物进行“预热”，将其 温度从Tu提高到Ti。
反应区：
在反应区，能量的对流通量（源自温差）比扩散通量 小，因而可以忽略对流项，能量方程（6-2）变成：
d( dT / dx ) / dx RR( H R )
传导的热流 ——扩散项
混气本身热焓的变 化——对流项
方程(6-2)中的边界条件如下：
x (未燃气体）
T Tu ,
dT / dx 0 dT / dx 0
火焰传播与火灾蔓延机理
减少对环境的负面影响。
针对不同类型和规模的火灾场景 ，研究开发针对性的灭火技术和
装备，以满足实际灭火需求。
加强灭火技术的推广和应用，提 高消防队伍的灭火能力，确保在 火灾发生时能够迅速有效地控制
火势。
提高公众的火灾防范意识与应急能力
加强火灾防范宣传教育，提高公众对火灾危害的认识和预防意识，培养 良好的安全习惯。
抑制法
通过使用灭火剂，抑制火 焰燃烧过程中的化学反应 ，从而达到扑灭火灾的效 果。
冷却法
通过降低火焰温度，使火 焰熄灭。常见的方法是使 用水灭火器或灭火水枪。
火灾防控策略与措施
建立完善的消防安全管理制度
制定消防安全规定，明确各级消防安全责任，定期进行消防安全检查 和评估。
提高消防安全意识
开展消防安全宣传教育活动，提高员工和居民的消防安全意识和自救 能力。
开展火灾蔓延的数值模拟研究，通过建立更精确的数学模型和计算方法，提高对火 灾蔓延过程预测的准确性和可靠性。
针对不同环境和条件下的火灾蔓延特性进行实验研究，以揭示不同因素对火焰传播 和火灾蔓延的影响。
新型灭火技术的研发与应用
研发高效、环保、安全的灭火技 术，如新型气体灭火剂、细水雾 灭火系统等，以提高灭火效率并
火焰传播过程中，可燃物与氧气发生化学反应，释放出热量和
光亮，推动火焰向前传播。
火焰传播速度及其影响因素
火焰传播速度
火焰传播速度是指火焰前 1
锋在单位时间内移动的距 离。
抑制火焰传播
4
某些因素可以抑制火焰传 播，例如降低温度、增加 氧气浓度和稀释燃料等。
影响因素
火焰传播速度受到多种因
2
素的影响，包括燃料种类
、氧气浓度、温度、压力
针对不同类型和规模的火灾场景 ，研究开发针对性的灭火技术和
装备，以满足实际灭火需求。
加强灭火技术的推广和应用，提 高消防队伍的灭火能力，确保在 火灾发生时能够迅速有效地控制
火势。
提高公众的火灾防范意识与应急能力
加强火灾防范宣传教育，提高公众对火灾危害的认识和预防意识，培养 良好的安全习惯。
抑制法
通过使用灭火剂，抑制火 焰燃烧过程中的化学反应 ，从而达到扑灭火灾的效 果。
冷却法
通过降低火焰温度，使火 焰熄灭。常见的方法是使 用水灭火器或灭火水枪。
火灾防控策略与措施
建立完善的消防安全管理制度
制定消防安全规定，明确各级消防安全责任，定期进行消防安全检查 和评估。
提高消防安全意识
开展消防安全宣传教育活动，提高员工和居民的消防安全意识和自救 能力。
开展火灾蔓延的数值模拟研究，通过建立更精确的数学模型和计算方法，提高对火 灾蔓延过程预测的准确性和可靠性。
针对不同环境和条件下的火灾蔓延特性进行实验研究，以揭示不同因素对火焰传播 和火灾蔓延的影响。
新型灭火技术的研发与应用
研发高效、环保、安全的灭火技 术，如新型气体灭火剂、细水雾 灭火系统等，以提高灭火效率并
火焰传播过程中，可燃物与氧气发生化学反应，释放出热量和
光亮，推动火焰向前传播。
火焰传播速度及其影响因素
火焰传播速度
火焰传播速度是指火焰前 1
锋在单位时间内移动的距 离。
抑制火焰传播
4
某些因素可以抑制火焰传 播，例如降低温度、增加 氧气浓度和稀释燃料等。
影响因素
火焰传播速度受到多种因
2
素的影响，包括燃料种类
、氧气浓度、温度、压力
火焰传播与火灾蔓延机理
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工业安全与环境保护
火灾预防与控制
基于火焰传播和火灾蔓延的机理 ，采取有效的预防和控制措施， 降低火灾事故发生的概率。
工业安全评估
根据火焰传播和火灾蔓延的机理 ，对工业设施进行安全评估，识 别潜在的安全隐患，并提出相应 的改进措施。
环境保护措施
通过控制火焰传播和火灾蔓延， 减少工业生产过程中对环境的负 面影响，包括减少污染物排放、 降低能源消耗等。
火焰的维持
火焰的维持主要依赖于燃料、氧气和热量三要素的持续供应。当燃料和氧气充 足且温度足够高时，火焰得以持续燃烧。
火焰传播的物理机制
火焰传播过程
火焰传播过程包括预混燃烧和扩散燃烧两个阶段。预混燃烧 是指燃料与氧气在燃烧前已充分混合，燃烧速度较快；扩散 燃烧是指燃料与氧气在燃烧过程中逐渐混合，燃烧速度较慢 。
火焰传播速度
火焰传播速度是指火焰前锋在静止介质中的推进速度，它决 定了火焰蔓延的速率。火焰传播速度取决于燃料的性质、气 流速度、温度和压力等因素。
火焰传播速度及其影响因素
燃料性质
不同燃料的燃烧速度不同，因此火焰传播速度也会有所差异。易燃、易爆的燃料具有较高 的燃烧速度，导致火焰传播速度快。
气流速度
02
燃料特性对火焰传播的影响
液体的燃烧特性
01
02
03
闪点
液体在特定条件下，暴露 于火源时，能够被点燃的 最低温度。闪点越高，液 体的燃烧性越低。
燃点
液体开始持续燃烧的最低 温度。燃点反映了液体的 燃烧稳定性，燃点越高， 液体的燃烧稳定性越好。
热容和比热容
描述液体吸收热量的能力 。比热容越大，液体吸收 的热量越多，燃烧所需的 热量也就越多。
火焰病毒PPT
目前，火焰病毒的传播和影响已经有所减弱，但仍存在一定的威胁
• 随着安全软件和技术的不断更新，火焰病毒的传播途径和手段受到了一定的遏制 • 然而，火焰病毒仍然具有高度可定制化和隐蔽性等特点，可能随时发起新的攻击
火焰病毒的未来发展趋势与应对
火焰病毒的未来发展趋势可能会表现为更具破坏性、 更隐蔽和更具针对性
• 火焰病毒主要分为类型A和类型B • 类型A火焰病毒主要针对个人计算机，具有较强的破坏性 • 类型B火焰病毒主要针对企业网络，具有较强的隐蔽性
• 火焰病毒的特点包括高度可定制化、多平台兼容和强大的自我保 护机制
• 火焰病毒可以根据黑客的需求进行定制化，以适应不同的攻击 目标
• 火焰病毒可以感染多种操作系统，如Windows、Mac OS等 • 火焰病毒具有自我隐藏和对抗安全软件的能力，使其难以被检
火焰病毒在感染文件后，会对文件进行 破坏和篡改
• 火焰病毒可能会破坏文件的数据结构 和功能，导致文件无法正常使用 • 火焰病毒还可能会篡改文件的内容， 以实施钓鱼攻击等网络犯罪活动
火焰病毒的人际传播与防范
火焰病毒通过人际传播的方式进行传播，主要包括 恶意链接、感染网站和邮件附件等途径
• 火焰病毒会诱使用户点击恶意链接， 从而感染计算机系统 • 火焰病毒会感染网站，当用户访问被 感染的网站时，病毒会自动下载并安装 到计算机上 • 火焰病毒还会通过邮件附件的方式， 将病毒传播给其他用户
用户要选择正规渠道和可信品牌的安全 软件和工具，以确保防护效果
• 用户要避免使用盗版或破解的安全软 件和工具，以免造成安全隐患 • 用户要定期更新安全软件和工具，以 应对新出现的病毒和漏洞
04 火焰病毒的实际案例与分析
火焰病毒的历史案例回顾
火焰病毒的出现，引起了全球范围内的关注和警惕
• 随着安全软件和技术的不断更新，火焰病毒的传播途径和手段受到了一定的遏制 • 然而，火焰病毒仍然具有高度可定制化和隐蔽性等特点，可能随时发起新的攻击
火焰病毒的未来发展趋势与应对
火焰病毒的未来发展趋势可能会表现为更具破坏性、 更隐蔽和更具针对性
• 火焰病毒主要分为类型A和类型B • 类型A火焰病毒主要针对个人计算机，具有较强的破坏性 • 类型B火焰病毒主要针对企业网络，具有较强的隐蔽性
• 火焰病毒的特点包括高度可定制化、多平台兼容和强大的自我保 护机制
• 火焰病毒可以根据黑客的需求进行定制化，以适应不同的攻击 目标
• 火焰病毒可以感染多种操作系统，如Windows、Mac OS等 • 火焰病毒具有自我隐藏和对抗安全软件的能力，使其难以被检
火焰病毒在感染文件后，会对文件进行 破坏和篡改
• 火焰病毒可能会破坏文件的数据结构 和功能，导致文件无法正常使用 • 火焰病毒还可能会篡改文件的内容， 以实施钓鱼攻击等网络犯罪活动
火焰病毒的人际传播与防范
火焰病毒通过人际传播的方式进行传播，主要包括 恶意链接、感染网站和邮件附件等途径
• 火焰病毒会诱使用户点击恶意链接， 从而感染计算机系统 • 火焰病毒会感染网站，当用户访问被 感染的网站时，病毒会自动下载并安装 到计算机上 • 火焰病毒还会通过邮件附件的方式， 将病毒传播给其他用户
用户要选择正规渠道和可信品牌的安全 软件和工具，以确保防护效果
• 用户要避免使用盗版或破解的安全软 件和工具，以免造成安全隐患 • 用户要定期更新安全软件和工具，以 应对新出现的病毒和漏洞
04 火焰病毒的实际案例与分析
火焰病毒的历史案例回顾
火焰病毒的出现，引起了全球范围内的关注和警惕
新版人教鄂教版科学五年级上册-3-炉火周围的热现象(第一单元烧水过程中的热传递)PPT课件
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热源可以不依靠任何物体直接向周围“发射”热，这 种热传递的方式叫作热辐射。而热传导、热对流是需要通 过固体、液体或气体进行热传递的。
做一个简易太阳灶
准备材料：纸板、锡纸、剪刀、 美工刀、 热熔胶枪、玻璃管或透明 塑料管等。
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制作过程：1.用纸板做一个支架。 2. 用热熔胶把锡纸固 定在支架上。
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分析下图中热的传递方式。
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热传导、热对流、热辐射有什么相同与不同之处？
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利用太阳能
太阳能可以通过热辐射的方式想外界传递。虽然太阳 离我们非常远，但是我们仍能感受到太阳发出的热。我们 利用太阳能可以做做多事情。
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3. 将玻璃管灌满水，并封好玻璃管 口，固定在支架上后， 调整锡纸凹陷的 位置，使反射的阳光汇聚在玻璃管上。
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怎样才能使太阳灶的加热速度变快？
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说说这些产品运用了哪种热的传递方式，它们是 如何传热的。
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说说这些产品运用了哪种热的传递方式，它们是 如何传热的。
五年级下册第一单元 烧水过程中的热传递
热源热传递的方式 简易太阳灶 太阳能的应用
靠近燃烧的炉子时，我们会感觉到热。炉子发出的热 是怎样传递给我们的？
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燃烧理论第四讲火焰传播理论
燃烧理论第四讲火焰 传播理论
目 录
• 火焰传播概述 • 火焰传播的基本理论 • 火焰传播的实验研究 • 火焰传播在燃烧科学中的应用 • 总结与展望
01
火焰传播概述
火焰传播的定义
火焰传播
火焰在可燃气体中传播蔓延的过程， 是燃烧学中的重要概念。
火焰传播速度
火焰传播的物理化学过程
火焰传播的本质是化学反应释放的热 量推动可燃气体加热和膨胀，形成火 焰前锋，并不断向未燃区域传播。
火焰传播理论在燃烧科学中的重要性
火焰传播是燃烧过程中的核心现象，对燃烧效率和污染物排放有重要影响。
火焰传播理论为燃烧设备的优化设计和控制提供了理论基础，有助于提高 燃烧效率并降低污染物排放。
火焰传播理论对于燃烧科学的发展具有重要意义，是燃烧科学领域的重要 研究方向之一。
未来火焰传播理论的研究方向与挑战
燃烧科学中的火焰传播研究展望
火焰传播研究的重要性和挑战
火焰传播是燃烧过程中的关键环节，对燃烧效率和污染物排放具有重要影响。然而，火 焰传播机制和影响因素的复杂性给研究带来了一定的挑战。未来研究需要进一步深入探 讨火焰传播的微观机制和多尺度相互作用，为燃烧科学的发展提供更深入的理论基础。
火焰传播研究的发展趋势
火焰传播的热力学基础
1 2 3
燃烧热与热力学第一定律
火焰传播过程中伴随着能量的转化与传递，燃烧 热是燃烧反应释放的能量，热力学第一定律用于 描述能量守恒。
热力学第二定律与熵增原理
火焰传播过程中熵增原理表明反应自发向熵增加 的方向进行，热力学第二定律用于判断反应是否 自发进行。
燃烧温度与热力学平衡态
随着实验技术和数值模拟方法的不断进步，未来火焰传播研究将更加注重多学科交叉和 跨尺度研究。同时，随着环保意识的提高，研究将更加关注清洁燃烧和低排放燃烧技术， 探索更高效的燃烧方式和污染物控制策略。此外，新兴技术的应用也为火焰传播研究提
目 录
• 火焰传播概述 • 火焰传播的基本理论 • 火焰传播的实验研究 • 火焰传播在燃烧科学中的应用 • 总结与展望
01
火焰传播概述
火焰传播的定义
火焰传播
火焰在可燃气体中传播蔓延的过程， 是燃烧学中的重要概念。
火焰传播速度
火焰传播的物理化学过程
火焰传播的本质是化学反应释放的热 量推动可燃气体加热和膨胀，形成火 焰前锋，并不断向未燃区域传播。
火焰传播理论在燃烧科学中的重要性
火焰传播是燃烧过程中的核心现象，对燃烧效率和污染物排放有重要影响。
火焰传播理论为燃烧设备的优化设计和控制提供了理论基础，有助于提高 燃烧效率并降低污染物排放。
火焰传播理论对于燃烧科学的发展具有重要意义，是燃烧科学领域的重要 研究方向之一。
未来火焰传播理论的研究方向与挑战
燃烧科学中的火焰传播研究展望
火焰传播研究的重要性和挑战
火焰传播是燃烧过程中的关键环节，对燃烧效率和污染物排放具有重要影响。然而，火 焰传播机制和影响因素的复杂性给研究带来了一定的挑战。未来研究需要进一步深入探 讨火焰传播的微观机制和多尺度相互作用，为燃烧科学的发展提供更深入的理论基础。
火焰传播研究的发展趋势
火焰传播的热力学基础
1 2 3
燃烧热与热力学第一定律
火焰传播过程中伴随着能量的转化与传递，燃烧 热是燃烧反应释放的能量，热力学第一定律用于 描述能量守恒。
热力学第二定律与熵增原理
火焰传播过程中熵增原理表明反应自发向熵增加 的方向进行，热力学第二定律用于判断反应是否 自发进行。
燃烧温度与热力学平衡态
随着实验技术和数值模拟方法的不断进步，未来火焰传播研究将更加注重多学科交叉和 跨尺度研究。同时，随着环保意识的提高，研究将更加关注清洁燃烧和低排放燃烧技术， 探索更高效的燃烧方式和污染物控制策略。此外，新兴技术的应用也为火焰传播研究提
燃气燃烧与应用PPT课件
丙烷的低热值：
H l2 2 0 2 4 .3 5 6 4 2 2 1 491468K J/N m 3
燃气热值的计算
• 例题2 乙烯的低热值为59482KJ/Nm3，8mol乙烯完
全燃烧放出的热量为4_7_5_8_5_6____KJ。
• 例题3 CO的低热值为12644KJ/Nm3，要获得151728KJ
__1_8___ mol，CO2 __1_5___ mol。 • 某混合燃气中含有C2H2、C3H6、C3H8、C4H10各
5mol，该气体完全燃烧需O2 _9_2_._5_ mol，生成 H26O5 ______ mol，C6O02 ______ mol。
燃气热值的计算
• 热值：1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量。 • 单位：千焦每标准立方米，KJ/Nm3（或KJ/Kg） • 高热值(Hh)：1Nm3燃气完全燃烧后其烟气被冷却
燃气的热值
燃烧反应计量方程式：表示各种单一可燃气体 燃烧反应前后物质的变化情况以及反应前后物质 间的体积和重量的比例关系。
C H 4 + 2 O 2 = C O 2 + 2 H 2 O + Δ H
物质的量比：1 : 2 : 1 : 2
与化学方程式相同吗？
其他常见的单一可燃气体与氧完全燃烧的反 应计量式列于附录2。
CmHn的燃烧反应通式 C m H n (m n 4 )O 2 m C O 2 + n 2 H 2 O H
例题：请写出C7H16、C10H22的燃烧反应方程式。 C7H16：m=7,n=16
C 7 H 1 6 1 1 O 2 7 C O 2 8 H 2 O
C10H22：m=10,n=22
• 例题1
由乙烷和丙烷的热效应计算各自的近似热值。
可燃气体燃烧ppt课件
正常火焰传播
5～10
0.0001～0.03
0.4～0.7 13～55 8～21 1.4～2.6
4～6 0.98～0.976
4～16 0.06～0.25
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瑞利与休贡纽曲线分别相切于B、G两点。B点称为上恰普 曼-乔给特（Chapman-Jouguet）点，简称C-J点，具有终点 B的波称为C-J爆震波。AB段称为强爆震，BD段称为弱爆 震。
火焰前沿（前锋、波前） 一层一层的混合气依次着火，薄薄的化学反应区开始由点燃的 地方向未燃混合气传播，它使已燃区与未燃区之间形成了明显 的分界线，称这层薄薄的化学反应发光区为火焰前沿（锋面）
实验证明，火焰前沿的厚度是很薄的，只有十分之几毫米甚至 百分之几毫米，分析问题中可将其看作一 “几何面” （锋面）
p
休贡纽方程曲线 横坐标： 1/ρP 纵坐标： pP
1/ρ
11
此外，由瑞利方程
pP p 11
m2
2
u2
2 P
u
2 P
P
还可得：
u2
1
1
P
pP p
2
u2
1
2
pP
p
/
1 p
1
P
dx c
热平衡方程式为：
Gc p Ti T
FK Tm Ti
c
因为： 所以：
G F u F Sl
Sl
cp
Ti
T
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可燃气体
H2 CO CH4 C2H2 C2H4
正 常 速 度 uH, m/s
1.6 0.30 0.28 1.0 0.5
火焰正常传播的理论
• 研究火焰正常传播的理论的 目的，就是为了找到层流火 焰速度uH。
火焰正常扩张的理论
• 用于简化近似分析的热理论 • 捷尔道维奇等的分区近似解法 • 火焰传播的精确解法 • Tanford等的扩散理论 • 层流火焰问题的数值求解方法
假设
• 在扩散理论的发展过程中，还作了 进一步的假设：1）活性物质的活化 能近似为零；2）所有活化自由基的 浓度呈指数分布：3）整个燃烧区域 的平均温度为0.7，且不变；4）燃 烧区域内气体的质扩散系数均为常 数；5）组分方程的源项表达式呈一 级反应；6）直链反应。
层流火焰速度的表达式
uH u0
Cr Xp
ki
i
piDi,0 Bi'
• 由于火焰是一层很狭窄的燃烧区域， 燃料的化学反应只在该区域内进行， 在这种情况下，可近似地把它当作 一个数学表面，这一表面把未燃的 新鲜燃料和燃烧产物分开，而所有 的火焰传播现象即为此表面的传播。
图3－3 火焰正常传播
火焰传播速度
•
uHi m0 nddn
• up=uH±wn • 通常称up为火焰前沿的传播速度。
结果
u H 0 c p (T b T 0 ) 2 T T b rw q d T 0 2 c 2 p (T 2 b T 0 )2T T b rw q d T
uH
2TT0r wqdT 02c2p(Tr T0)2
2 n ! u H B n 1
w s0 q (T 0)ne x p [ E (11)]
结论
• (3)可燃气体混合物的热效应及化学反应速度 亦显著地影响正常扩张速度，从第二点及公式 可知，当可燃气体混合物的热效应及化学反应 速度低的情况下，则正常速度数值亦小。
• (4)由以上的分析可知可燃气体混合物的过量 空气系数亦将影响其正常速度,当可燃混合物 中的空气含量不足（α<1）或过多时（α>1） 都会使燃烧温度Tr降低，因而亦降低正常速度。
用于简化近似分析的热理论
• 温度为T0，密度0的未燃可燃气体混 合物以速度u0进入燃烧室（如图所 示），并且其初速度u0使可燃气体
混合物维持层流流动工况，假如未
燃的可燃气体混合物的初速度u0恰
好使火焰前沿静止不动，则初速度
u0即为火焰前沿移动的正常速度。
数学模型
d d x(d d T x)cPxuxd d T xQ w 0
捷尔道维奇等的分区近似解法
• 同样，将火焰分为两个区域（预热区和 反应区），但与前面的分析改进之处是 将组分守恒方程与能量方程联立，而不 是仅考虑能量方程，其基本假定是：
• (1)压力不变 • (2)反应过程中摩尔数不变 • (3)物性参数Cp和λ为常数 • (4)λ/cp=D，即Le=1 • (5)火焰为一维稳定火焰
第四讲火焰传播与稳定的理论
火焰传播的基本方式——正常 火焰传播与爆燃
• 火焰传播的三种类型
– 正常火焰传播 – 爆燃波 – 爆燃
火焰正常传播
• 第一种是在管子开口端附近的火焰 传播，这和火焰传播的形式称为正 常火焰传播。
• 第二种：爆燃，其火焰的传播速度 超过了声速，一般可达1000～ 4000m/s，爆燃主要是由于气体燃料 受冲击波的绝热压缩而引起的。
TT0(TBT0)e0u 0cpx
u0
cpC0
(Tr TB)w TBT0
a uH u0 ~ t
结论
• (1)火焰前沿移动的正常速度是与其平均 导热系数的平方根成正比例，而与其定 压比热Cp的平方根成反比例，因此正常 速度与气体混合物的物理常数有关
• (2)正常速度随着差值（TB-T0）的减小而 增加，因此如果将气体预先加热然后再 送入燃烧室，则其正常速度能得以提高。
火焰传播形式建立数学描述
• (1)预混可可燃气体和燃烧产物为理想气体， 定压比热为常数，摩尔质量保持不变；
• (3)燃烧波（化学反应波）是驻定的,预 混可燃气体不断流向燃烧波，无穷远处 预混气流速度就是燃烧波传播速度。
图3－2
• 假定对于层流火焰中的某些反应，活性 物质向未燃气体的扩散速度，能决定火 焰速度的大小。他们对潮湿一氧化碳火 焰中原子和自由基浓度的平衡态进行计 算，指出氢原子的平衡浓度是确定火焰 速度的一个重要因素，并确定了质扩散 和导热对火焰中产生氢原子的相对重要 性，且证明扩散过程是控制过程，他们 在此基础上提出了火焰速度方程。
雨果尼特（Hugoniot)方程
1 (p r rp 0 0) 2 1(p rp 0)(1 01 r) q
雨果尼特曲线:通过点S与代表一族解的
曲线相切有两条切线。对于不同的q可以
得到不同的曲线。图中的两条虚线为通 过S点的水平线和垂直线，两条虚线将曲 线分成了三个部分。另外切点（J和K点） 再进一步划分区域I和II。
0 c p (T r T 0 )T r
RT r T 0
火焰传播的精确解法
• 由董道义所建立的精确解法，是对层流 火焰基本方程直接进行精确求解。
• 层流火焰传播方程为：
0uHcpd dT xd dx(d dT x)w q
uH
2qs 02c2p(Tr T0)2
T T0rwdT
Tanford等的扩散理论
火焰的定义
• 把缓燃波定义为靠燃烧维持的亚声速波 是唯一严谨的定义。其它定义只在某一 方面描述火焰。例如可以把火焰看作是 发生在反应区内快速的但是自持的化学 反应；此时可以把反应物引入反应区里， 或者反应区可以向反应物移动，究竟如 何则要看未燃气流速度是大于还是小于 火焰的速度而定
可燃气体的火焰正常传播
本生灯测量火焰传播速度
• 根据本生灯的锥形火焰来测量火 焰传播速度的方法最为简单和可 靠，在一般实验室用的本生灯中， 预先把可燃气体的燃烧所需的空 气混合好，并且使可燃气体混合 物在本生灯的管子中保持运动
图3 －5 本生 灯的 火焰 前沿
图3 －6 本生 灯的 火焰 内锥 表面
可燃气体和空气混合物在20及760厘米水银 柱下的火焰前沿移动的正常速度值