燃烧学总复习题概要
燃烧学复习题
燃烧学复习题燃烧学复习题燃烧学是化学工程中的重要学科,涉及到燃烧反应的基本原理和过程。
燃烧学的掌握对于理解和优化燃烧过程以及防止燃烧事故具有重要意义。
本文将通过一些复习题来回顾和巩固燃烧学的知识。
1. 什么是燃烧?燃烧是指可燃物与氧气(或氧化剂)在适当条件下发生的化学反应,产生热、光和气体产物的过程。
它是一种氧化还原反应。
2. 燃烧反应的基本要素是什么?燃料、氧气(或氧化剂)和适当的点火源是燃烧反应的基本要素。
燃料是指可燃物质,可以是固体、液体或气体。
氧气是燃烧的氧化剂,点火源则提供了启动和维持燃烧反应所需的能量。
3. 燃烧反应的三个基本要素之间的关系是什么?燃料和氧气之间的摩尔比称为燃料与氧化剂的化学计量比。
当燃料与氧化剂的化学计量比不满足时,燃烧反应无法进行或进行不完全。
当燃料与氧化剂的化学计量比满足时,燃烧反应可以进行,并且反应完全。
4. 燃烧反应的热效应是什么?燃烧反应释放的能量称为热效应。
热效应可以是放热反应(放出能量)或吸热反应(吸收能量)。
燃料的热值是指单位质量燃料完全燃烧所释放的热量。
5. 燃烧反应的速率受哪些因素影响?燃烧反应的速率受燃料与氧化剂的接触面积、温度、压力和反应物浓度的影响。
较大的接触面积可以提高反应速率,较高的温度和压力也可以加快反应速率。
反应物浓度越高,反应速率越快。
6. 燃烧反应的产物有哪些?燃烧反应的产物主要包括热、光和气体产物。
燃烧过程中产生的热可以用来进行加热、发电等。
光产物则是燃烧反应中的明亮火焰。
气体产物包括二氧化碳、水蒸气、氮气等。
7. 什么是火焰?火焰是燃烧反应中可见的明亮气体体积。
火焰的颜色和形状取决于燃料的性质和燃烧条件。
火焰的内部温度较高,外部温度较低。
8. 燃烧反应的分类有哪些?燃烧反应可以分为完全燃烧和不完全燃烧。
完全燃烧是指燃料与氧化剂按照化学计量比进行反应,产生的产物只有二氧化碳和水。
不完全燃烧是指燃料与氧化剂的化学计量比不满足,产生的产物中可能还有一些碳氢化合物和一氧化碳。
燃烧学 复习重点概要
第三章 着火和灭火理论一、谢苗诺夫自燃理论 1. 基本思想:某一反应体系在初始条件下,进行缓慢的氧化还原反应,反应产生的热量,同时向环境散热,当产生的热量大于散热时,体系的温度升高,化学反应速度加快,产生更多的热量,反应体系的温度进一步升高,直至着火燃烧。
2.着火的临界条件:放、散热曲线相切于C 点。
3.∆T=ER 20B T T T ≈-① 改变散热条件 ②增加放热二、区别弗兰克-卡门涅茨基热自燃理论与谢苗诺夫热自燃理论的异同点1.谢苗诺夫热自燃理论适用范围:适用于气体混合物,可以认为体系内部温度均一;对于比渥数 Bi 较小的堆积固体物质,也可认为物体内部温度大致相等; 不适用于比渥数Bi 大的固体。
2.弗兰克-卡门涅茨基热自燃理论:适用于比渥数Bi 大的固体(物质内部温度分布的不均匀性 ); 以体系最终是否能得到稳态温度分布作为自燃着火的判断准则 ;Tq αT自燃临界准则参数 δcr 取决于体系的几何形状。
三、链锁自然理论 1.反应速率与时间的关系 2.运用链锁自燃理论解释着火半岛现象 在第一、二极限之间的爆炸区内有一点P(1)保持系统温度不变而降低压力,P 点则向下垂直移动自由基器壁消毁速度加快,当压力下降到某一数值后,f < g, φ < 0 ----------------------第一极限(2)保持系统温度不变而升高压力,P 点则向上垂直移动自由基气相消毁速度加快,当压力身高到某一数值后,f < g, φ < 0 ----------------------第二极限(3)压力再增高,又会发生新的链锁反应导致自由基增长速度增大,于是又能发生爆炸。
3.基于f (链传递过程中链分支引起的自由基增长速率)和g (链终止过程中自由基的消毁速率 )分析链锁自燃着火条件w 0w 123M HO M O H +→++⋅22⋅⋅+→+OH O H H HO 222a.在低温时, f 较小(受温度影响较大),相比而言,g 显得较大,故:这表明,在 的情况下,自由基数目不能积累,反应速率不会自动加速,反应速率随着时间的增加只能趋势某一微小的定值,因此,f<g 系统不会着火。
燃烧与爆炸学复习题
精品文档《燃烧与爆炸学》综合复习资料一、概念题 1、燃烧的必要条件:燃烧物、助燃物、一定的温度。
的物质与氧气进行完全燃烧反应时所放出的热量。
、燃烧热:21mol 可燃液体表面挥发的蒸气与空气形成的混合气,接近火源时产生的瞬间燃易燃、、闪点:3 烧现象称为闪燃。
引起闪燃的最低温度叫闪点。
、自燃点:指可燃物在空气中没有外来火源的作用,靠自热或外热而发生燃烧的所需要的4 最低温度叫自燃点。
5、沸点:液体沸腾时的温度(即蒸汽压等于大气压时的温度)、氧指数:是指在规定的条件下,材料在氮氧混合气流中进行有焰燃烧所需要的最低氧浓6 度。
以氧所占的体积百分数的数值来表示。
人以上;、重伤20人以上;死亡人以上(含本数,同下);重伤20.7、特大火灾:死亡10 50万元以上。
受灾户50户以上;烧毁财物损失、爆炸极限:可燃物质(可燃气体,蒸气或粉尘)与空气(氧气)的混合物,遇着火源能8 够发生爆炸的浓度范围。
:物体由固态转变为液态的最低温度。
、熔点9二、简答题、燃烧的“氧学说”?1年1777法国的化学家拉瓦锡在普利特利发现氧气的基础上,进行研究和做了大量实验,于提出了燃烧的氧学说,认为燃烧是可燃物与氧的化学反应,同时放出光和热。
拉瓦锡指出,它燃烧氧学说的建立是对燃烧科学的一大贡献,物质里根本不存在一种所谓燃烧素的成分。
宣告了燃烧素学说的破灭。
2、气体燃烧的形式及其特点?气体燃烧有两种形式,一是扩散燃烧;二是动力燃烧。
如果可燃气体与空气边混合边燃烧,如果可燃如使用石油液化气罐烧饭就是扩散燃烧。
或称稳定燃烧()。
这种燃烧就叫扩散燃烧这种燃烧就叫动力燃烧。
遇到着火源立即爆炸,形成燃烧,气体与空气在燃烧之前就已混合, 3、化学性爆炸的热爆炸机理是什么?由于物质在短时间内发生极迅速的化学反应,形成了其他物质并且产生高温、高压而引起的爆炸称为化学性爆炸。
化学爆炸前后物质的性质和成分均发生了根本的变化。
化学爆炸按爆炸时所产生的化学变化,可分三类。
工程燃烧学考试复习资料
工程燃烧学1.要使具有评价能力的普通分子变为具有能量超出一定值的活化分子所需的最小能量称为活化能,其量级在42000~420000kJ/kmol。
2.由反应物经一步反应直接生成产物的反应是简单反应。
3.煤气在空气中燃烧时的反应级数约等于2。
4. 悬浮燃烧与层状燃烧相比,煤粉与空气的接触面积大大增加,两者的混合得到了显著的改善,加快着火,燃烧非常剧烈。
5. 天然气的“干气”主要成分是CH4和C2H6。
6.电厂炉渣不属于城市生活垃圾。
7.拉瓦尔管高压油喷嘴是高压燃油燃烧器。
8.过渡燃烧区(扩散-动力燃烧区)的传质速度相当于化学反应速度。
9. 悬浮燃烧容易实现大型化。
10. 按燃烧过程中控制因素可将火焰分为:预混火焰和扩散火焰。
11. 确保良好雾化质量包括:燃油温度,雾化介质参数,油喷嘴的结构,燃油压力。
12. 煤的主要化学组成中包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S) 。
13. 一般喷嘴的均匀性指数n为2~4,转杯喷嘴为8.14. 离子间进行化学反应,由于不需要破坏旧的连续,活化能趋近于015. H2的氧化反应机理,包括频率因子、温度指数、基元反应的活化能。
16. 湍流火焰的稳定性,主要是脱火问题17. 常用脉动燃烧器包括:四分之一波形脉动燃烧器,也叫施密特型脉动燃烧器,亥尔姆霍茨脉动燃烧器。
18.内燃机运行性能指标包括:冷起动性能、噪声和排气品质。
19. 可逆过程的中∆G与∆S的对应关系为∆S<0,∆G>0。
20. 用氧气或富氧空气助燃,大大减少了产物生成量,因而可以有效提高燃烧温度。
21. 煤的化学组成主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。
22. 为了更好地了解垃圾焚烧过程,将其依次分为干燥、热分解和燃烧三个阶段。
23.燃烧过程的三个步骤是:蒸发、混合、燃烧.24. 链式反应的基本过程:链的激发反应、链的传递、链的断裂。
25. 影响汽油机性能的关键性指标主要是辛烷值和馏程。
西安交通大学_燃烧复习题_答案详解
《燃烧学》复习题2011版第一章 燃烧化学反应动力学基础1、 什么叫燃烧?答:燃烧标准化学定义:燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应.燃烧的广义定义:燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应,不一定要有氧气参加 2、 浓度和化学反应速度正确的表达方法?答:浓度:单位体积内所含某种物质的量 1.分子浓度 ni =Ni /V Ni 为分子数 1 /m3 2.摩尔浓度 Ci =Mi /V Mi 为摩尔数 mol / m3 3.质量浓度 ρi=Gi /V kg / m34.相对浓度 摩尔相对浓度:pp c c n n x ii i i i i =∑=∑=质量相对浓度:i ii i i G G f ρρ∑=∑=燃烧的反应速度:通常用单位时间单位体积内消耗的燃料量或者氧量来表示。
化学反应速度既可以用反应物浓度的减少来表示,也可以用生成物浓度的增加来表 示。
但均取正值。
W=±d C / dτ3、 什么是简单反应、复杂反应、总包反应?答:简单反应:由反应物经一步反应直接生成产物的反应。
(也叫基元反应)复杂反应:反应不是经过简单的一步就完成,而是通过生成中间产物的许多反应步骤来完成的反应,其中每一步反应也称为基元反应。
总包反应,也称为总的化学反应,整体化学反应,是一系列若干基元反应的物质平衡结果,不代表实际的反应历程,是经过各个基元反应过程后的终极结果。
4、 质量作用定律的适用范围?试用质量作用定律讨论物质浓度对反应速度的影响。
答:①反应应为简单反应②严格讲,质量作用定律仅适用于理想气体。
③对于多相反应,仅考虑气相物浓度,对于固相或液相物质蒸汽分压不考虑。
按质量作用定律,如果反应方程式是aA+bB=cC+dD(简单反应)则反应速度和反应物浓度[A][B]成如下关系: W =k[A]a [B]b即:当温度不变时,某化学反应的反应速度与该瞬间各反应物浓度的幂的乘积成正比,如果该反应按照某化学反应方程式一步完成(简单,基元反应),则每种反应物浓度的方次即等于化学反应方程式中的反应比例常数。
西工大燃烧学各章总结+重点问答题
前沿:燃烧强烈放热和发光的快速氧化反应过程。
按化学反应传播分类:强烈热分解、缓燃、爆震。
燃烧现象是流动、传热、传质和化学反应同时发生又相互作用的复杂的物理化学现象。
第一章:燃烧热力学化学恰当反应:所有参加化学反应的反应物都按化学反应方程规定的比例完全燃烧的反应。
特点:反应物完全消耗,燃烧强度最高。
空气-燃料化学恰当比(空—燃比):化学恰当反应时消耗的空气—燃料质量比。
当量比:实际燃油量所需的理论空气量与实际空气量之比或实际燃油量与理论燃油量之比。
余气系数:实际空气量所需的理论燃油量与实际燃油量之比或实际空气量与理论空气量之比。
热效应:温度不变,对外界只做容积功,所交换的热量。
反应热:化学反应过程中系统与外界交换的热量,统称为反应热。
反应焓:等温、等压条件下,反应物形成生成物时吸收或放出的热量(热效应)热效应:能够表征物质的属性而且是在特定条件下进行的化学反应的反应热,则称为热效应。
绝对焓:某一参考温度下该组分的生成焓和从某一参考温度开始的显焓变化之和。
标准反应热: 标准状态下的反应热。
燃烧焓:当1 mol的燃料与化学当量的空气混合物以一定的标准参考状态(比如1atm,25℃)进入稳定流动的反应器,且生成物(假定为CO2,H2O,N2)也以同样的标准参考状态离开该反应器,此反应释放出来的热量。
燃料的发热量:指单位质量或单位体积(对气体燃料而言)的燃料(在标准状态下)与空气完全燃烧时所能释放出的最大热量。
是衡量燃料作为能源的一个很重要的指标。
燃料热值:1kg燃料在标准状态下与空气完全燃烧所放出的热值。
高热值HHV(凝聚相),低热值LHV(汽态)。
绝热燃烧(火焰)温度(Tad):当燃料和空气的初始状态,即燃料/空气比及温度一定时,绝热过程燃烧产物所能达到的温度。
分类:等容燃烧和等压燃烧。
热离解:燃烧产物的分子在高温下吸收热量而裂变为简单分子或原子的现象。
标准生成吉布斯自由能:在标准状态(压力)下,由稳定单质(包括纯的理想气体,纯的固体或液体)生成1mol化合物时吉布斯自由能的变化值,称为该化合物的标准生成吉布斯自由能。
燃烧学复习资料
一、燃烧热力学1.自由能吉布斯自由能又叫吉布斯函数,常用G表示,它的定义是:G = U − TS + pV = H – TS;G = U − TS + pV = H – TS热力学第二定律在闭口系统中表示为:(dG)T,P=d(H-TS)T,P≤0即:等温、等压过程总是向着G减少的方向进行。
热力学平衡的必要条件:(dG)T,P=0T=constP=const生成吉布斯自由能由稳定单质生成1mol的化合物的吉布斯自由能增量。
标准生成吉布斯自由能由标准状态下的稳定单质生成1mol标准状态下化合物的吉布斯自由能增量反应吉布斯自由能在几种化合物(或元素)相互反应形成1mol生成物时吉布斯自由能的增量标准反应吉布斯自由能标准状态下几种化合物(或元素)相互反应形成1mol标准状态生成物时吉布斯自由能的增量。
2.质量作用定律当温度不变时,某化学反应的反应速度与该瞬间各反应物浓度的乘积成正比例,如果该反应按照某化学反应方程式一步完成(简单,基元反应),则每种反应物浓度的方次即等于化学反应方程式中的反应比例常数。
(反映了反应物浓度与反应速度的关系)3.输运定律燃烧过程是物理与化学相互作用的过程。
其中质量、动量以及能量交换起着十分重要的作用。
质量、动量以及能量交换取决于燃烧过程中的浓度梯度、速度梯度以及温度梯热传导定律。
度,服从费克(Fick)扩散定律、牛顿(Newton)粘性定律以及傅立叶(Fourier)热传导定律费克扩散定律在双组分混合物中组分A的扩散通量的方向与该组分当地质量分数梯度方向相反,绝对值正比于该梯度值,比例系数称为扩散系数。
牛顿粘性定律二、燃烧动力学1.化学反应速度单位时间内由于化学反应而使反应物(燃料产物)浓度改变的速度。
(对于多相反应而言指单位时间内单位表面积上参加反应物质的数量)阿累尼乌斯定律(温度对化学反应速度的影响主要表现在反应常数上)简单化学反应(基元反应),或复杂化学反应中的每一步基元反应或有明确反应级数n和速度常数k的复杂反应k= k0 exp(-E/RT),其中K0:频率因子E:活化能反应级数化学反应速度表达式中浓度指数之和化学反应速度影响因素1. 温度 T 温度升高,反应速度加快;到一定温度(10000℃º)后,增加缓慢2. 活化能 E反应本身固有性质; E高,难于反应3. 反应物浓度 C浓度高,反应速度加快4. 反应物分压分压大即p浓度高,反应速度也加快5. 反应级数 n由化学反应本身决定2.碳的反应机理碳粒燃烧过程:扩散、吸附、反应、内扩散、气相反应、脱附用化学反应速度表示碳的反应速度:w = kCb用氧气的扩散速度表示碳的反应速度:w =αd (C0 -Cb )碳粒燃烧的动力区、扩散区和过渡区当温度低于900—1000℃时,碳粒燃烧处于动力区,此时提高燃烧速度的措施主要有:( 1)提高C0( 2)提高温度,k提高当温度高于1400℃时,碳粒燃烧处于扩散区,此时提高燃烧速度的措施主要有:( 1)提高C0( 2)提高扩散速度( 3)减小粒径碳粒燃烧处于过渡区时提高燃烧速度的措施主要有:( 1)提高C02)提高扩散速度( 3)减小粒径( 4)提高温度三、着火理论1.热力着火理论放热量大于散热量时内能增加,温度增大,当达到着火点时即可着火。
燃烧学历年真题总结大学期末复习资料
燃烧学历年真题总结大学期末复习资料高等燃烧学1简述分支链锁反应的基本步骤,并应用连锁反应机理分析讨论“着火半岛”出现的原因;链的形成:即反应物由于热力活化或其他作用而形成初始活化分子的过程链的传递:活化分子与反应物相互化合而产生反应产物的同时,又再生新的活化分子,在分支链锁反应过程中,再生的新的活化分子数目要大于消耗的活化分子数目链的断裂:亦即为活化分子与器壁,或与惰性分子相碰后失去能量,活化分子消失的过程P.27对于如H2与O2混合气之类的可燃混合气在低压情况下可出现两个甚至三个的爆炸界限(着火界限),形成“着火半岛现象”。
着火半岛的存在可以看作为链锁反流产生的明证。
链锁自燃界限相当于链锁分支的速度开始超过链锁中断速度的状态。
实验表明,对于一定的混合气,在一定的温度下,链的分支速度f 几乎与压力无关,可认为是定值,而链的中断速度g却与压力有关。
第一极限:当压力降低到某一数值时,就有可能使中断速度大于分支速度,那时就出现链锁自燃的低界限。
第二极限:反之,若提高容器内混合气的压力,则此时链锁的中断就主要发生在气相内部活化中心的相撞中。
因而当压力增大到某一数值时,又会遇到分支速度与中断速度相等的临界情况,这时就出现链锁自燃的着火高界限。
第三极限:越过着火高界限后,若再继续提高压力,就会出现第三个爆燃界限。
达到第三爆燃界限时,由于反应放热大于散热而引起的升温和加速已居支配地位,此时的爆燃就纯粹是一种热力爆燃,完全遵循热自燃理论的规律。
P.51-522请给出层流火焰传播速度的定义,并分析影响预混火焰层流传播速度的主要因素;×2如图所示,经过很短的时间τ?后,火焰前沿将传播一个很小的距离,其火焰前沿的位置即如图中F’所示的,如果表面F’上任意一点P的法线方向为n,当表面移动到F’的位置时,火焰前沿在法,则火焰前沿在尸点处的移动速度u表示为:线n方向上移动一个距离n火焰相对于无穷远处的未燃混合气在其法线方向上的速度P.73过量空气系数:随α增大,先增大后减小,存在Uhmax。
燃烧学复习资料
燃烧学复习资料第六章1.固体的阴燃⑴阴燃:可燃固体在堆捆或空气不足的条件下,发生的只冒烟而无火焰的燃烧现象。
在规定的试验条件下,可燃固体发生的持续、有烟、无焰的燃烧现象。
(材料燃烧性能实验定义)⑵阴燃发生条件①内部条件:受热后能产生刚性结构的、多孔性物质(如碳)的可燃固体,具备多孔蓄热和大面积吸附氧。
②引起阴燃的热源:ⅰ自燃热源;ⅱ先阴燃热源;ⅲ有焰燃烧熄火后阴燃;ⅳ物质内部热点或外部热流。
⑶阴燃的结构区域I:热解区。
在该区内温度急剧上升,并且从原始材料中挥发出烟。
相同的固体材料,在阴燃中产生的烟与在有焰燃烧中产生的烟大不相同,因阴燃通常不发生明显的氧化,其烟中含有可燃性气体,冷凝成悬浮粒子的高沸点液体和焦油等。
区域II:炭化区。
在该区中,炭的表面发生氧化并放热,温度升高到最大值。
在静止空气中,纤维素材料阴燃在这个区域的典型温度为600~750℃。
该区产生的热量一部分通过传导进入原始材料,使其温度上升并发生热解,热解产物(烟)挥发后就剩下炭。
对于多数有机材料,完成这种分解、炭化过程,要求温度大于250~300℃。
区域III:残余灰/炭区。
在该区中,灼热燃烧不再进行,温度缓慢下降。
⑷阴燃传播速度的影响因素①颗粒大小;②湿度;③粉尘厚度;④外加气流;⑤外加剂。
⑸阴燃向有焰燃烧的转变(一)阴燃从材料堆垛内部传播到外部时转变为有焰燃烧(二)加热温度提高,阴燃转变为有焰燃烧(三)密闭空间内材料的阴燃转变为有焰燃烧2.固体的燃烧形式(一)蒸发式燃烧火源加热——熔融蒸发——着火燃烧(关键阶段)火源加热——升华——着火燃烧(二)表面燃烧:在可燃固体表面上由氧和物质直接作用而发生的燃烧现象。
(三)分解燃烧火源加热——热解——着火燃烧(关键阶段)(四)熏烟燃烧(阴燃):某些物质在堆积或空气不足的条件下发生的只冒烟而无火焰的燃烧现象。
(五)轰燃:可燃固体析出的可燃挥发分在空气中的爆炸式燃烧。
异相(非均相)燃烧:可燃物与氧化剂处于固、气两种不同状态时的燃烧现象。
《消防燃烧学》燃烧学基础知识复习重点题库
消防燃烧学燃烧学基础知识复习重点题库在消防工作中,燃烧学是一门非常重要的学科。
消防员必须掌握燃烧学的基本知识和常识,才能更好地处理各种火灾事故。
下面是燃烧学基础知识复习重点题库,每个题目都有详细的答案解释。
一、基本概念与定义1. 什么是燃烧?答:燃烧是一种物质与氧气在一定条件下发生的剧烈氧化反应,释放出大量热和光,同时产生气体、水和固体产物。
2. 烈性物质和常温物质的区别是什么?答:烈性物质指在常压、常温下易于挥发、易于燃烧的物质,如酒精、汽油、天然气等;常温物质指在常压、常温下不易挥发、不易燃烧的物质,如水、石墨、金属等。
3. 火焰是什么?答:火焰是一种可见的燃烧现象,是由燃料在氧气中的氧化反应所产生的,火焰是由燃烧产生的高温气体发光而成。
二、燃烧的主要条件4. 燃烧的主要条件有哪些?答:燃烧的主要条件有:燃料、氧气和热源三个因素。
缺一不可。
其中,燃料和氧气是燃烧的基本条件,热源是促进燃烧的必要条件。
5. 什么是自燃?答:自燃是指物质在无外界能量及外部热源影响下发生的自身燃烧现象,如油棕榈、纸张、木材等。
6. 什么是闪点?答:闪点是指液体燃料在一定条件下,达到一定温度时,会产生可燃性蒸汽,这些蒸汽与空气中的氧气混合可以燃烧,这个温度就是闪点。
三、燃烧的种类7. 根据燃料状态,燃烧可以分为哪几种类型?答:根据燃料状态,燃烧可以分为固体燃烧、液体燃烧和气体燃烧。
8. 什么是气体燃烧?答:气体燃烧是指气体在氧气或氧气和其他气体的作用下发生氧化反应,耗散能量,释放光线和热能的过程。
9. 火焰可以分为哪几种类型?答:火焰可以分为大火焰、小火焰和蓝焰、黄焰、红焰等不同颜色的火焰。
四、火灾与灭火10. 什么是火灾?答:火灾是指物质在热源、氧气和可燃物质的条件下,发生氧化反应,放出热和光,并持续蔓延的事件。
11. 灭火的原则是什么?答:灭火的原则是战略性灭火优先,战术性灭火实施。
12. 灭火剂的种类有哪些?答:灭火剂可以分为干粉灭火剂、二氧化碳灭火剂、泡沫灭火剂、水喷雾灭火剂、滤沙灭火剂等多种类型。
燃烧学期末复习.
08 复习题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
如何进行燃烧质量检测?检测过程中最应该注意事项是什么? 如何判断燃烧产物成分分析的准确性? 试写出煤的燃料特性系数b的表达式并推导?并说出其物理意义? 试写出燃烧效率的表达式并说出式中各项的含义?其与锅炉效 率有什么不同? 21 RO RO RO的含义是什么?阐明 试推导公式 与 b二者之 1,其中 b 间的关系,为什么? 写出完全燃烧和不完全燃烧的方程式? 试推导完全燃烧方程式 ? 21 试推导空气过剩系数表达式 21 O? 引起化学与机械不完全燃烧热损失的原因各有哪些?降低这些 热损失各有哪些措施?
02 复习题
煤中水分有几种存在方式(内水分,外水分)?请用应用基 (收到基)表示出分析基(空气干燥基)内水分? 煤中水分的存在对煤炭燃烧有何影响? 煤中硫分有几种存在方式? 一种动力用煤的工业分析成分如下,请判断这种煤的分类?
工业分析实验测量中挥发份的测定:在900±10 ℃的恒温马弗 炉中,隔绝空气加热7分钟,析出气体,放入干燥箱中冷却至 室温再称重,失去的重量就是 的量(挥发分、挥发份与 全水分、挥发份与内水分)。 某种煤收到基含碳量为41%。由于受外界条件的影响,其收到 基水分由15%减少到10%,试求此时其收到基含碳量。
02 复习题
说明煤的化学组成?煤炭挥发份及灰分、水分、碳分、焦渣特 性等对其燃烧性能的影响? 随着煤化程度的增加,煤中的碳含量、氢含量、氧含量、挥发 份产率、机械强度、反应性与可燃性等变化规律如何? 根据煤化程度可将煤分为几大类,请按煤化程度的增加顺序列 出?其主要的分类指标是按工业分析的什么成分划分的,并给 出各类煤这一成分的取值范围? 根据煤化程度可将烟煤分为几大类,请按煤化程度的增加顺序 列出? 何谓煤的粘结性?何谓煤的结焦性及结渣性?它对煤燃烧有何 影响? 什么是有效氢,什么是化合氢?在计算煤的发热量和理论空气 需要量时,为何使用有效氢?
燃烧学期末复习资料
1.阿仑尼乌斯定律:在化学反应的反应物浓度相等的条件下,化学反应速率常数随时间变化的关系。
2.质量作用定律:在一定温度下,基元反应在任何瞬间的反应速率与该瞬间参与反应的反应物浓度幂的乘积成正比。
3.盖斯定律:在条件不变的情况下,化学反应的热效应只与起始和终了状态有关,而与变化途径无关。
4.着火延迟期;在混合气体已达到着火条件下,由初始状态到温度聚升的瞬间所需的时间。
5.层流火焰传播速度:在层流预混可燃气体的燃烧过程中焰面沿其法线方向移动的速度称为层流火焰传播速度(火焰面移动速度:指当预混可燃气体在管中燃烧,产生的火焰不稳定时火焰面沿管轴线移动的速度。
火焰面移动速度反映了火焰不稳定时火焰面移动的快慢)6.折算薄膜:把边界层的传热传质近似看作通过球对称的边界层薄膜传热传质阻力。
7.淬熄距离:刚刚能够维持火焰传播的最小管道尺寸。
8.绝热火焰温度:燃料和空气的初始状态一定,绝热过程燃烧产物能达到的温度。
9.雾化角:喷嘴出口到喷雾炬外包络线的两条切线之间的夹角,也称为喷雾锥角。
10.斯蒂芬流:在燃烧问题中,在相分界面处存在着法向的流动,多组分流体在一定的条件下在表面处将形成一定的浓度梯度,因而可能形成各组分法向的扩散物质流。
如果相分界面上有物理或化学过程存在,那么这种物理或化学过程也会产生或消耗一定的质量流。
于是,在物理或化学过程作用下,表面处又会产生一个与扩散物质流有关的法向总物质流,称为斯蒂芬流。
11.预混火焰和扩散火焰:预混火焰是燃料和氧化剂充分混合后的燃烧火焰。
火焰温度很高,没有黑烟,火焰短而强。
扩散火焰是燃料燃烧所需的空气全部由外界提供,靠可燃气体与空气中的氧相互扩散来完成燃烧过程的火焰。
燃烧过程较长,火焰温度低,燃料不易燃尽,一般有碳烟,火焰很长。
12.盖斯定律:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关13.缓燃与爆燃:缓燃(正常传播):火焰锋面以导热和对流的方式下传热给可燃混合物引起的火焰传播,也可能有辐射(如煤粉燃烧时的火焰传播可能以辐射为主,也有可能为对流和辐射并重)。
燃烧学复习题(超全)
1.说明煤的化学组成、挥发份及灰分、水分、碳分等对煤质特性的影响?煤的化学组成主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)等元素组成:碳是煤中主要的可燃元素,在燃烧过程中放出大量的热;煤的炭化程度越高,含碳量就越大;含碳量高的煤难以着火与燃烬,但是发热量很高。
氢也是煤中主要的可燃元素,有效氢的发热量很高,是碳发热量的3~4倍,煤中氢含量先随着炭化程度的增加而增加,当煤中含碳量为85%时达到最大值,然后随着炭化程度的增加而下降。
氧是煤中有害的不可燃元素,煤中含氧量随着炭化程度的增加而下降,煤中氧含量的存在会使煤发热量降低。
氮是煤中的有害不可燃元素,其存在不但降低煤的发热量,而且会生成NOx 等污染物;硫是煤中的有害元素,在煤燃烧过程中会生成SOx等有害污染物。
挥发分是煤在隔绝空气条件下加热到850℃时析出的气体。
挥发分含量多的煤,着火容易,着火温度低,燃烬容易;挥发分含量少的煤,着火温度高,着火困难,燃烬非常困难。
灰分是指煤中所含的矿物质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成的一些固体残留物。
灰分含量高的煤不仅使煤的发热量减小,而且影响煤的着火与燃烧。
由于燃烧烟气中飞灰浓度大,使受热面易受污染影响传热、降低效率,并使受热面易磨损而减少寿命。
同时,对排烟中的含尘量必须采用高效除尘措施,使排烟中含尘降低到合格的排放指标。
在煤的使用过程中,一定要重视煤的灰熔点,否则容易造成结渣,不利于燃烧过程中空气的流通和气流均匀分布,破坏燃烧过程的稳定运行。
水分是煤中的不可燃成分,其存在不仅降低了燃料的可燃质含量,含水量大的燃料发热量低,不易着火、燃烧,而且在燃烧时还要消耗热量使其蒸发和将蒸发的水蒸气加热,降低燃烧室温度,使锅炉效率降低,并使排烟损失加大,还易在低温处腐蚀设备。
含水量大的煤使得制粉设备制粉困难,需要高温空气或烟气干燥。
同时,水分大的煤也不利于运输,并使成本增加。
但是,在高温火焰中水蒸气对燃烧具有催化、媒介作用,可以加速煤粉焦碳的燃烧,可以提高火焰黑度,增加火焰及烟气的辐射放热强度,加强燃烧室炉壁的辐射换热。
(完整)燃烧学总复习 题
燃烧1、着火是指:燃料和氧化剂混合后,由无化学反应、缓慢的化学反应向稳定的强烈放热状态的过渡过程,最终在某个瞬间、空间中某个部分出现火焰的现象。
2、热自燃孕育期即为着火延迟期:它的直观意义是指可燃物质由可以反应到燃烧出现的一段时间,更确切的是在可燃物质已达到着火条件下,由初始状态到温度骤升的瞬间所需时间。
3、火焰传播是指:当混合气的某一局部点燃着火时,将形成一个薄层火焰面,火焰面产生的热量将加热临近层的可燃混合气,使其温度升高至着火燃烧,这样一层一层的着火燃烧,把燃烧逐渐扩展到整个可燃混合气的现象。
4、燃烧温度:燃料在炉内实际燃烧后烟气所达到的温度(有散热),它是在边燃烧边传热的情况下烟气达到的温度,在高度方向和炉膛截面的不同处,其燃烧温度是不相同的;此外还与燃烧完全程度及燃料是否热解有关。
5、理论燃烧温度(绝热燃烧温度):假定炉膛边界不传热(绝热系统)时,燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)时炉内烟气所能达到的最高温度(不等于1,燃料和空气均可预热)。
理论燃烧温度是燃料燃烧的一个重要指标,为某种燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度,其对于炉内过程分析和热工计算都是一个极其重要的依据,对于燃料与燃烧条件的选择,温度水平的估计和炉内换热计算,都有实际意义。
6、理论发热温度:假定炉膛边界不传热(绝热系统)时,燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零),燃料和空气均不预热时,空气消耗系数为1时,炉内烟气能达到的温度称为理论发热温度。
理论发热温度只和燃料性质有关,是从燃烧温度的角度评价燃料性质的一个指标。
7、均相燃烧:燃料和氧化剂的物态相同,如气体燃料在空气中的燃烧,燃料和氧化剂都是气体,属于同相燃烧。
8、异相燃烧:燃料和氧化的物态不同,如固体燃料在空气中的燃烧属于异相燃烧.9、动力燃烧:燃料与氧化剂混合时间远小于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和,扩散性能远远超过化学反应性能,燃烧速度取决于化学反应性能,而与扩散性能无关.此时,扩散性能很强,燃料表面有足够的氧气,阻碍燃烧的是不能迅速进行化学反应。
燃烧学 复习重点概要
第三章 着火和灭火理论一、谢苗诺夫自燃理论 1. 基本思想:某一反应体系在初始条件下,进行缓慢的氧化还原反应,反应产生的热量,同时向环境散热,当产生的热量大于散热时,体系的温度升高,化学反应速度加快,产生更多的热量,反应体系的温度进一步升高,直至着火燃烧。
2.着火的临界条件:放、散热曲线相切于C 点。
3.∆T=ER 20B T T T ≈-① 改变散热条件 ②增加放热二、区别弗兰克-卡门涅茨基热自燃理论与谢苗诺夫热自燃理论的异同点1.谢苗诺夫热自燃理论适用范围:适用于气体混合物,可以认为体系内部温度均一;对于比渥数 Bi 较小的堆积固体物质,也可认为物体内部温度大致相等; 不适用于比渥数Bi 大的固体。
2.弗兰克-卡门涅茨基热自燃理论:适用于比渥数Bi 大的固体(物质内部温度分布的不均匀性 ); 以体系最终是否能得到稳态温度分布作为自燃着火的判断准则 ;Tq αT自燃临界准则参数 δcr 取决于体系的几何形状。
三、链锁自然理论 1.反应速率与时间的关系 2.运用链锁自燃理论解释着火半岛现象 在第一、二极限之间的爆炸区内有一点P(1)保持系统温度不变而降低压力,P 点则向下垂直移动自由基器壁消毁速度加快,当压力下降到某一数值后,f < g, φ < 0 ----------------------第一极限(2)保持系统温度不变而升高压力,P 点则向上垂直移动自由基气相消毁速度加快,当压力身高到某一数值后,f < g, φ < 0 ----------------------第二极限(3)压力再增高,又会发生新的链锁反应导致自由基增长速度增大,于是又能发生爆炸。
3.基于f (链传递过程中链分支引起的自由基增长速率)和g (链终止过程中自由基的消毁速率 )分析链锁自燃着火条件w 0w 123M HO M O H +→++⋅22⋅⋅+→+OH O H H HO 222a.在低温时, f 较小(受温度影响较大),相比而言,g 显得较大,故:这表明,在 的情况下,自由基数目不能积累,反应速率不会自动加速,反应速率随着时间的增加只能趋势某一微小的定值,因此,f<g 系统不会着火。
(完整)工程燃烧学复习要点
思考题第一章绪论1、燃烧的定义(氧化学说):燃烧一般是指某些物质在较高的温度下与氧气化合而发生激烈的氧化反应并释放大量热量的现象。
2、化石燃料燃烧的主要污染排放物?烟尘,硫氧化物,氮氧化物其次还有CO,CO2等其他污染物。
3、燃素学说;燃素学说认为火是火是由无数细小且活泼的微粒构成的物质实体,这种火的微粒即可愿意与其他元素结合而形成化合物也可以以游离的方式存在,大量游离的火的微粒聚集在一起就形成了明显的火焰,它弥散于大气之中变给人以热的感觉,由这种火微粒构成的火的元素便是燃素。
第二章燃料1.什么叫燃料?它应具备哪些基本要求?是指在燃烧过程中能释放出大量热量,该热量又能经济、有效地应用于生产和生活中的物质.物质作为燃料的条件:(1)能在燃烧时释放出大量热量;(2)能方便且很好的燃烧;(3)自然界蕴藏量丰富,易于开采且价格低廉;(4)燃烧产物对人类、自然界、环境危害小2.化石燃料主要包括那些燃料?(煤,石油,天然气)3.燃料分类方法?燃料按物态分类及其典型代表燃料(1 固体燃料(煤炭)2 液体燃料(石油、酒精)2气体燃料(天然气、氢气)4.燃料的组成,固液体燃料的元素组成都有那些? 固体燃料是各种有机化合物的混合物。
混合物的元素组成为:C、H、O、N、S、A、M 液体燃料是由多种碳氢化合物混合而成的。
其元素组成亦为:C、H、O、N、S、A、M5.气体燃料的主要组成成分有哪些?气体燃料是由若干单一可燃与不可燃气体组成的混合物:CO、H2、CH4、CnHm、CO2、N2、H2O、 O2等。
6.燃料分析有几种,分别是什么?(1)工业分析组成(测定燃料中水分(M)、挥发分(V)灰分(A)和固定碳(FC)等4种组分的含量)。
;(2) 元素分析组成(用化学分析的方法测定燃料中主要化学元素组分碳(C)、氢(H)、氮(N)、硫(S)和氧(O) 以及灰分(A)和水分(M)的含量);(3)成分分析组成(化学分析方法测定气体燃料各组分的体积或质量百分比)7.燃料的可燃与不可燃部分各包含哪些主要成分?可燃成分:(碳(最主要的可燃元素,氢(发热值最高的可燃元素)硫(有机硫、黄铁矿硫:可燃烧释放出热量,合称为可燃硫或挥发硫。
燃烧学考试复习题
燃烧学课程作业(期末考试复习题)一、请解释下面的基本概念1.燃烧2.轰然3.回燃4.显光火焰的热损失机理5.引燃6.热释放速率7.燃烧速度8.完全燃烧9.空气消耗系数10.燃烧热11.热值12.烟囱效应13.自燃14.斯蒂芬流15.火焰传播机理16.粉尘爆炸17.阴燃18.闪点19.可燃液体爆炸温度极限20.反应速率21.临界环境温度22.爆炸极限23.异相燃烧24.理论火焰温度25.分解爆炸二、简答题1. 燃烧的本质是什么?有什么特征?其发生有什么条件?2. 为什么说阿累尼乌斯定律的结论与分子碰撞理论对化学反应速度的解释是一致的?3. 什么叫链反应?它是怎样分类的?链反应一般可以分为几个阶段?4. 重质油品的沸溢过程?5. 高热值和低热值的区别和转换方法?6. 不同状态物质的燃烧过程如何?7. Stefen流问题的概念?产生Stefen流的条件是什么?8. 试分析堆积固体自燃火灾起火的原因?9. 试给出液体引燃着火的条件,并加以解释?10. 试给出固体引燃着火条件,并加以解释?11. 电火花点火机理?12. 给出两种不同的热自燃理论,并说明其应用范围?13. 何谓闪燃?可燃液体为什么会发生闪燃现象?研究闪燃在消防工作有什么重要意义?14.何谓液体的爆炸温度极限?分析说明可燃液体存在爆炸温度极限的原因。
15. 如何用爆炸温度极限判断可燃液体的蒸汽在室温条件下爆炸的危险性?16. 燃烧产物的危害性主要体现在哪些方面?17. 形成爆轰要具备哪些条件?爆轰对设备的破环有什么特点?18. 什么叫火焰前沿?火焰前沿有什么特点?19. 总结可燃液体火灾有什么特点,在消防灭火时应注意哪些问题,并说明在扑救油罐火灾时,为什么要对着火油罐进行冷却?20. 有机液体的自燃点遵循什么规律?它和闪点的变化规律有什么不同?为什么?三、论述题1.谢苗诺夫自燃理论的基础是什么?该理论的主要内容是什么?2. 试用两种着火理论解释阻火器的阻火机理?3. 论述炸药的爆炸机理?4. 粉尘爆炸的条件是什么?满足这些条件的粉尘为什么会发生爆炸?5. 利用所学的燃烧学理论解释阻燃剂的阻燃机理?6.论述理论燃烧温度的近似计算过程,并给计算式?7. 高层建筑火灾的特点?8. 矿井火灾的特点?9.利用所学知识分析我国煤矿瓦斯事故(瓦斯爆炸)频发的原因?10. 在热着火理论中,存在哪些自燃着火极限?这些自燃着火极限是如何得出的?(结合图示说明)11. 试用图示说明安全水封的工作原理?四、计算题题型1. 利用集总参数法估算薄片状固体(Bi=hL/K数较小),如窗帘、幕布之类的引燃时间。
燃烧学历年真题总结大学期末复习资料
高等燃烧学1简述分支链锁反应的基本步骤,并应用连锁反应机理分析讨论“着火半岛”出现的原因;链的形成:即反应物由于热力活化或其他作用而形成初始活化分子的过程链的传递:活化分子与反应物相互化合而产生反应产物的同时,又再生新的活化分子,在分支链锁反应过程中,再生的新的活化分子数目要大于消耗的活化分子数目链的断裂:亦即为活化分子与器壁,或与惰性分子相碰后失去能量,活化分子消失的过程P.27对于如H2与O2混合气之类的可燃混合气在低压情况下可出现两个甚至三个的爆炸界限(着火界限),形成“着火半岛现象”。
着火半岛的存在可以看作为链锁反流产生的明证。
链锁自燃界限相当于链锁分支的速度开始超过链锁中断速度的状态。
实验表明,对于一定的混合气,在一定的温度下,链的分支速度f几乎与压力无关,可认为是定值,而链的中断速度g却与压力有关。
第一极限:当压力降低到某一数值时,就有可能使中断速度大于分支速度,那时就出现链锁自燃的低界限。
第二极限:反之,若提高容器内混合气的压力,则此时链锁的中断就主要发生在气相内部活化中心的相撞中。
因而当压力增大到某一数值时,又会遇到分支速度与中断速度相等的临界情况,这时就出现链锁自燃的着火高界限。
第三极限:越过着火高界限后,若再继续提高压力,就会出现第三个爆燃界限。
达到第三爆燃界限时,由于反应放热大于散热而引起的升温和加速已居支配地位,此时的爆燃就纯粹是一种热力爆燃,完全遵循热自燃理论的规律。
P.51-522请给出层流火焰传播速度的定义,并分析影响预混火焰层流传播速度的主要因素;×2如图所示,经过很短的时间τ∆后,火焰前沿将传播一个很小的距离,其火焰前沿的位置即如图中F’所示的,如果表面F’上任意一点P的法线方向为n,当表面移动到F’的位置时,火焰前沿在法∆,则火焰前沿在尸点处的移动速度u表示为:线n方向上移动一个距离n火焰相对于无穷远处的未燃混合气在其法线方向上的速度P.73过量空气系数:随α增大,先增大后减小,存在Uhmax。
《燃烧学》总复习提纲
《燃烧学》总复习提纲考虑到课程的难度,现将复习提纲发给大家,希望大家按提纲好好复习。
一句话与大家共勉:一分耕耘一分收获,学好知识才是王道。
另外,请大家在考试之前把作业和实验报告交上来,以便统计平时成绩,谢谢!一、名词解释(20选10)1、化学当量比2、空燃比3、燃烧焓4、平衡常数5、等压绝热火焰温度6、活化能7、化学反应速率常数8、化学反应速率9、基元反应10、链锁反应11、层流火焰传播速度12、湍流火焰传播速度13、邓克尔Damkohler数14、扩散燃烧15、动力扩散燃烧16、斯蒂芬stefan流17、费克扩散定律18、可燃极限 19、蒸发常数k 20、淬熄距离二.简答题(20选8,简单请尽量详细) 1、 试说明等压绝热火焰温度计算过程2、 什么是离解?试说明离解对火焰温度的影响?3、 试说明温度与压力对化学平衡的影响?4、 试说明反应级数、质量作用定律、反应分子数间的关系5、 试说明准稳态假设的思想,及其意义。
6、某一反应F O =c a b +,其反应速度可以表示成d [F ][F ][O ]e x p (/)dtabA E R T =-或d[F]ln()ln ln[F]ln[O ]dt EA a b R T=++-,试设计实验求解该反应的反应级数a,b 以及活化能E 。
提示:进行单因素实验,改变某个变量,比如改变反应物浓度[F],测量其反应速率d[F]dt,将这些测量结果画在图上(d[F]dt~[F]),其斜率即为反应物的反应级数b 。
其他以此类推。
7、试举例说明如何通过实验获取反应的表观活化能。
提示:比如第6题,或热重试验。
8、试说明多组分反应流体一维流动守恒方程各符号、各项的物理意义。
+=+u S t x x x φφρφρφφ∂∂∂∂Γ∂∂∂∂ ④①②③()()()9、 已知层流预混火焰传播速度计算公式:0.5(2)TLf D S R Rρ=, 试证明层流预混火焰传播速度与压力之间服从如下关系:(2)/2,n l S pn -∝为反应级数10、 试说明层流火焰传播速度计算中分区思想,及其给求解问题带来的方便。
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燃烧1、着火是指:燃料和氧化剂混合后,由无化学反应、缓慢的化学反应向稳定的强烈放热状态的过渡过程,最终在某个瞬间、空间中某个部分出现火焰的现象。
2、热自燃孕育期即为着火延迟期:它的直观意义是指可燃物质由可以反应到燃烧出现的一段时间,更确切的是在可燃物质已达到着火条件下,由初始状态到温度骤升的瞬间所需时间。
3、火焰传播是指:当混合气的某一局部点燃着火时,将形成一个薄层火焰面,火焰面产生的热量将加热临近层的可燃混合气,使其温度升高至着火燃烧,这样一层一层的着火燃烧,把燃烧逐渐扩展到整个可燃混合气的现象。
4、燃烧温度:燃料在炉内实际燃烧后烟气所达到的温度(有散热),它是在边燃烧边传热的情况下烟气达到的温度,在高度方向和炉膛截面的不同处,其燃烧温度是不相同的;此外还与燃烧完全程度及燃料是否热解有关。
5、理论燃烧温度(绝热燃烧温度):假定炉膛边界不传热(绝热系统)时,燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)时炉内烟气所能达到的最高温度(不等于1,燃料和空气均可预热)。
理论燃烧温度是燃料燃烧的一个重要指标,为某种燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度,其对于炉内过程分析和热工计算都是一个极其重要的依据,对于燃料与燃烧条件的选择,温度水平的估计和炉内换热计算,都有实际意义。
6、理论发热温度:假定炉膛边界不传热(绝热系统)时,燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零),燃料和空气均不预热时,空气消耗系数为1时,炉内烟气能达到的温度称为理论发热温度。
理论发热温度只和燃料性质有关,是从燃烧温度的角度评价燃料性质的一个指标。
7、均相燃烧:燃料和氧化剂的物态相同,如气体燃料在空气中的燃烧,燃料和氧化剂都是气体,属于同相燃烧。
8、异相燃烧:燃料和氧化的物态不同,如固体燃料在空气中的燃烧属于异相燃烧。
9、动力燃烧:燃料与氧化剂混合时间远小于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和,扩散性能远远超过化学反应性能,燃烧速度取决于化学反应性能,而与扩散性能无关。
此时,扩散性能很强,燃料表面有足够的氧气,阻碍燃烧的是不能迅速进行化学反应。
如预先混合好的可燃气体与空气混合物的燃烧过程、层燃炉尾部燃烬区的燃烧过程、细小颗粒煤粉的燃烧过程和煤粉炉尾部的燃烧等,即动力燃烧不只在气体燃料燃烧时才存在。
其主要影响因素是可燃物与氧的化学反应速度,化学反应速度与反应空间的压力、温度、反应物质浓度有关。
对于锅炉的实际燃烧,影响化学反应速度的主要因素是炉内温度,炉温高,化学反应速度快。
10、扩散燃烧:燃料与氧化剂混合时间远大于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和,化学反应性能远远超过扩散性能时,燃烧速度取决于扩散性能,而与化学反应能力无关,化学反应能力很强,只要氧气扩散到燃料表面,就能立即燃烧掉,阻碍燃烧的是氧气供给不足。
如气体燃料与空气分别由两个喷口进入燃烧室的燃烧过程和大颗粒煤的燃烧过程。
对于扩散燃烧,对其燃烧进行强化的主要方法是加强燃料与空气的混合,其次是提高二者的温度等。
11、何为阿累尼乌斯定律?何为活化能E?活化能与何因素有关?阿累尼乌斯定律:阿累尼乌斯通过对反应过程中浓度随时间的变化关系的研究发现,温度对反应速率的影响,集中反映在反应速率常数k 上,即)exp(RT E A k -=。
阿累尼乌斯定律说明了燃料本身的活性与反应温度对化学反应速度的影响。
阿累尼乌斯定律是实验得出的结果,并不是所有的化学反应都符合阿累尼乌斯定律。
活化能(E):根据活化分子碰撞理论,活化分子所具有的平均能量(E e )与反应物分子的平均能量(E m )之差称为活化能( Activation Energy, 用E a 表示),表明反应物分子由普通分子转化为活化分子所需要吸收的平均能量,单位kJ ·mol -1 。
在一定温度下,某一燃料的活化能越小,其反应能力越强,反应速度受温度的影响也就越小,在较低的温度下也容易着火与燃尽;活化能越大的燃料,其反应能力越差,反应速度受温度的影响越大,不但着火困难,而且需要在较高的温度下经过长时间才能燃尽。
活化能的水平是决定燃烧反应速度的内因条件。
活化能的影响因素:反应物性质及浓度、温度、压力、反应混合物中惰性物质、催化剂等。
12、何为质量作用定律?化学反应速度与哪些因素有关?质量作用定律反映了参加反应物质的浓度对化学反应速度的影响,其意义为:对于均相反应,在一定温度下,简单反应或复杂反应的基元反应,其反应速率与各反应物浓度以其化学计量系数为指数幂的乘积成正比,即b B a A C kC W =。
影响因素:温度、活化能、反应物浓度、压力、混合气组成、反应混合气中不可燃气体组成。
13、影响煤粉气流着火的主要因素有哪些?a 燃煤特性:挥发份含量越高的煤,着火所需热量越少,火焰传播速度越高,着火越容易、稳定;水分、灰分含量越高,着火所需热量越多,着火越困难;灰分含量高的煤,其火焰传播速度越低,着火越不稳定。
b 煤粉气流的初始温度:煤粉气流初始温度越高,着火所需热量越少,着火越容易。
c 煤粉细度:煤粉越细,温升越快,着火越容易;同时,由于煤粉表面积大,燃烧释放的热量越多,着火越迅速。
d 一次风风率:一次风风率为一次风量占炉膛总风量(包括炉膛漏风在内)的百分比。
一次风风率增大,煤粉气流着火所需热量增加,着火延迟。
对于着火困难的煤,一次风风率应选得很低,但是必须满足输送煤粉及煤粉着火后燃烧的需要。
e 着火区的烟气温度:着火区烟气温度越高,着火越迅速稳定。
f 炉内高温烟气组织:组织好炉内高温烟气的合理流动是改善着火性能的重要措施。
14、煤粉炉燃烧器基本要求是什么?常用煤粉燃烧器有几类?旋流式粉煤燃烧器:蜗壳型旋流式燃烧器,分为单蜗壳、双蜗壳和三蜗壳型;叶片型旋流式粉煤燃烧器,分为切向叶片型和轴向叶片型直流式煤粉燃烧器:按一、二次风喷口的布置方式分为均等配风、分级配风和侧二次风等。
煤粉炉燃烧的基本要求:组织良好的空气动力场,使煤粉气流能够及时稳定地着火;着火以后,一、二次风能及时合理混合,确保较高的燃烧效率;炉内温度场及热负荷均匀,火焰在炉内的充满程度好,且不会冲墙贴壁,避免结渣和高温腐蚀;有较好的燃料适应性和负荷调节范围,运行可靠;阻力较小;能减少NOx的生成,减少对环境的污染。
对于大型煤粉锅炉,炉膛的深度和宽度较大,宜采用矩形喷口燃烧器。
因为由于大型煤粉锅炉炉膛深度和宽度较大,必须保证射流具有足够的穿透深度,因此,射流衰减速度必须降低。
为了减弱射流速度的衰减,宜采用直流式煤粉燃烧器。
根据动量守恒原理,射流每个断面上的动量总和不变,射流范围扩大,卷入射流的气体量增加,射流流速就会衰减。
但是,如果继续降低射流的衰减速度,则可采用喷口是扁矩形的喷口燃烧器,此时起主要作用的是矩形两个短边,扩散角很小,只能从气流外边缘的边界层卷吸热烟气,射流卷吸能力差,被带入射流的周围气体数量少,早期混合较弱;燃烧器结构简单,通风阻力小,气流出口速度高,射流动量大,刚性大,衰减较慢,射流穿透深度大,气流在炉内的后期混合较好。
15、何为火焰稳定性?何谓回火?何谓脱火?工程上如何防止回火和脱火?火焰稳定性:火焰传播速度与新鲜可燃混合气的流动速度两者大小相等,方向相反。
回火:预混可燃气体的火焰传播速度UL大于新鲜可燃混合气的流动速率W,火焰前沿位置将向新鲜可燃物的上游方向移动,则火焰向预混气体内部烧去称为回火。
回火不仅仅发生于预混可燃气体的燃烧过程中,在固体燃料如煤粉燃烧过程中,也会发生回火。
在工程上采用小孔或缩口等方法减小喷口直径、均匀喷口流速及冷却喷口等措施防止回火。
具体措施如下:可燃混合气体从烧嘴流出的速度必须大于某一临界速度,后者与煤气成分、预热温度、烧嘴口径及气流性质等有关;当空气或煤气预热时,其出口速度还应该提高;注意保证出口断面上速度的均匀分布,避免使气流受到外界的扰动;对于燃烧能力大的烧嘴,需用气冷或水冷将烧嘴头进行冷却。
脱火:预混可燃气体的火焰传播速度UL远小于新鲜可燃混合气的流动速率W,火焰前沿位置将向燃烧产物的下游方向移动,则火焰被吹息或吹脱称为脱火。
工程上采用各种形式的气流稳焰器或组织大小适中的高温回流区、合理控制预混气体流速W、各种形式的钝体等综合措施来防止脱火。
具体措施如下:使气体的喷出速度与火焰传播速度相适应;采取措施构成强有力的点火源,如:燃烧通道突扩保证部分高温烟气回流到火焰根部;采用带涡流稳定器或带点火环的烧;在燃烧器上安装辅助点火烧嘴或者在烧嘴前方设置起点火作用的高温砌体。
16、理论燃烧温度与哪些因素有关?提高理论燃烧温度的措施?理论燃烧温度(绝热燃烧温度):假定炉膛边界不传热(绝热系统)时,燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)时炉内烟气所能达到的最高温度(不等于1,燃料和空气均可预热)。
理论燃烧温度是燃料燃烧的一个重要指标,为某种燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度,其对于炉内过程分析和热工计算都是一个极其重要的依据,对于燃料与燃烧条件的选择,温度水平的估计和炉内换热计算,都有实际意义。
其影响因素如下:燃料的种类和发热量,理论燃烧温度的增加正比于Qnet /Vy;空气消耗系数;空气或燃料的预热温度;空气的富氧程度,氧气浓度在30%以下增加氧气浓度效果明显;燃烧速度及减少散热。
提高理论燃烧温度的措施:提高空气和燃料的预热温度;选择合适的空气消耗系数,在较小的烟气排放量下保证燃料的快速燃烧与燃尽;提高氧气浓度等。
17、什么是着火温度和着火?什么是点火温度和点火?着火与点火的相同点与不同点是什么?预混可燃气体由于自身温度的升高而导致可燃混合物系统化学反应自行加速、不需要外界作用而引起的着火燃烧称为“自燃着火”或“着火”;可燃混合物热自燃需要有一定的能量储存过程。
可燃混合物系统化学反应可以自动加速、不需要外界作用而达到自燃着火的最低温度称为“着火温度”。
对某一可燃混合物来说,着火温度随着具体的热力条件变化而变化,并不是一个物性参数。
用小火焰或高温气体、炽热物体、电火花等外界能量强迫可燃混合物的化学反应速度急剧加快所引起的着火过程,即用一个不大的点热源,使某一局部可燃混合物着火燃烧,依靠火焰传播使整个可燃混合物达到着火燃烧称“被迫着火”或“强制点火”,简称“点火”。
能使可燃混合物点燃的最低温度称为“点火温度”。
影响预混可燃气体点燃的主要因素有:可燃混合物的性质(发热量、导热系数、活化能、浓度、流速、温度、化学反应常数等);点火热源的性质(点火能量、固体表面的比表面积、形状大小与催化性质等);可燃混合物的流速及速度场分布等。
自燃和点燃的相同之处在于燃烧反应都有低速度突然加速为极高速度的过程;不同之处:a. 点燃促使混合气体局部(点火源附近)化学反应加速,而自燃则在整个预混可燃气体内进行;b. 点燃温度一般高于自燃温度;c. 预混可燃气体能否点燃不仅取决于点火源附近局部预混气体能否着火,而且取决于火焰能否在混合气中顺利传播。