燃烧学—第3章作业
燃烧学—第3章4
灭火措施3.改善系统的散热条件
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
11
链锁反应理论中的灭火分析
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
灭火条件：根据链锁反应着火理论， 灭火条件：根据链锁反应着火理论，必须使系统中的自由基 增长速度（ 增长速度（主要是链传递过程中由于链分支而引起的自由基 增长）小于自由基的消毁速度。 增长）小于自由基的消毁速度。 1.降低系统温度，以减慢自由基增长速度。 降低系统温度，以减慢自由基增长速度。 降低系统温度
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5
(T − T∞ )
Tm − T − E / RT & q g = ∆H c ρ ∞ K T − T e m ∞
q E E q
& ql =
GC p V
E
(T − T∞ )
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
（q0，T0）
qL
hF/V增加 增加 qL （ q0 ， T 0 ） q
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8
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
灭火措施1.降低系统氧或者可燃气浓度
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《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
灭火措施.降低系统环境温度
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10
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
燃烧学
燃烧学
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1
《燃烧学》--第三章 燃烧学》--第三章
上节课内容回顾
强迫着火（点火） 强迫着火（点火）
九年级化学上册第三章维持生命之气—氧气燃烧条件与灭火原理第1课时燃烧条件与灭火原理练习课件
第三章 维持生命之气—— 氧气
第1课时 燃烧条件、灭火原理
A知识要点分类练 B规律方法综合练 C高频考题实战练
第1课时 燃烧条件、灭火原理
A知识要点分类练
知识点 1 燃烧的条件
1．打火机给人们的生活带来了方便，图3－3－1是普通电子打 火机的实物照片。下面可以做到符合燃烧条件能打火的组合是 (A)
D．蜡烛用扇子一扇即灭，是因为扇走了 蜡烛周围的空气
图3－3－4
第1课时 燃烧条件、灭火原理
[解析]将固体燃料粉碎或把液体燃料喷成雾状再燃烧，是为了增大可 燃物与氧气的接触面积，促进燃料的燃烧；火柴头竖直向上时，火柴 梗不能充分吸取燃烧放出的热量，其温度不易到达着火点；蜡烛燃烧 放出的热量少，扇子带来的冷空气会使其温度降到着火点以下，所以 蜡烛一扇就熄灭。
第1课时 燃烧条件、灭火原理
[解析]木桌椅是可燃物，放置在空气中已与氧气接触，没有燃烧是因 为其温度没有到达着火点；油锅着火，用锅盖盖上，是为了隔绝氧气 灭火；着火点一般是固定不变的，用水灭火是因为降低了可燃物的温 度到着火点以下。
第1课时 燃烧条件、灭火原理
13．202X·上海 能使煤燃烧更充分的措施是( C ) A．减少空气通入量 B．充分利用热能 C．将块状煤碾成粉末 D．净化尾气
[解析]可燃物与氧气接触越充分、氧气浓度越大，燃烧越剧烈，反应 越充分。把块状煤碾成粉末可以增大煤与氧气的接触面积，使煤燃烧 更充分。
第1课时 燃烧条件、灭火原理
14．202X·日照改编 根据图3－3－7进行实验(夹持仪器略去)。 实验过程如下：
①通入氮气，点燃酒精灯，一段时 间后，a、b中均无明显现象； ②改通氧气片刻，b中红磷燃烧。
《高等燃烧学》习题集与解答
《高等燃烧学》习题集与解答第一章绪论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、燃烧的本质是什么？它有哪些特征？举例说明这些特征。
答：燃烧的本质是一种氧化还原反应。
它的特征是：放热、发光、发烟并伴有火焰。
3、如何正确理解燃烧的条件？根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法？答：可燃物、助燃物和点火原始燃烧的三要素，要发生燃烧，可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量。
根据燃烧的条件，可以提出一下防火和灭火的方法：防火方法：a、控制可燃物；b、隔绝空气；c、清除点火源灭火方法：a、隔离法；b、窒息法；c、冷却法；d、抑制法4、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？答：我国目前能源环境现状：一、能源丰富而人均消费量少我国能源虽然丰富，但是分布不均匀，煤炭资源60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。
虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年0.9吨标准煤，而1吨标准煤的能量大概可以把400吨水从常温加热至沸腾。
二、能源构成以煤为主，燃煤严重污染环境从目前状况看，煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源，煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。
以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。
据历年的资料估算，燃煤排放的主要大气污染物，如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等，对我国城市的大气污染的危害已十分突出：污染严重、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。
燃烧学—第3章1
ln
Pc T
2 0
A T0
B
——谢苗诺夫方程
安全工程学院：齐黎明
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《燃烧学》--第三章
着火条件的一些基本规律 1、T0与xA的关系（ Pc不变）：
T0 T0
着火
存在爆炸的浓度极限 温度升高，浓度极限范围增大， 反之减小。 温度下降至某一值，系统失去 爆炸性——存在爆炸的温度极限
x2 100% xA
3.2 谢苗诺夫热自燃理论
谢苗诺夫热自燃理论 谢苗诺夫热自燃理论的应用 谢苗诺夫热自燃理论的局限性
安全工程学院：齐黎明
7
《燃烧学》--第三章
1.基本思想： 某个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。
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E RT
散热速度q2与混合气温度之间是直线函数关
e
《燃烧学》--第三章
q
q1
C
q2
A
B T
T01 T02 T03
dq 1 dT dq 2 dT
着火的临界条件：2条曲线相切于B点。
q1 q 2
放热和散热曲线相切于B点——自燃的临界状态 TB——自燃温度（自燃点） T02——自燃临界环境温度Ta,cr
E / RT
散热速率
q2 S (T T0 )
安全工程学院：齐黎明
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《燃烧学》--第三章
式中α为通过器壁的传热系数，S为器壁的 传热面积，T为反应系统温度，T0为容器壁温度。 在反应初期CA，CB与反应开始前的最初浓度 CA0，CB0很相近，Q、V、K0均为常数，因此放热速 度q1 和混合气温度T之间的关系是指数函数关系， 即q1～ 系。
燃烧与爆炸习题 答案
1．填空
（1）燃料、氧化剂、引燃源 （2）必要 （3）控制可燃物、隔绝空气、消除或控制点火源 （4）隔离法、窒息法、冷却法、抑制法 （5）燃烧诱导期或着火延滞期 （6）预混、扩散 （7）蒸发、分解、表面 （8）闪点 （9）活化能理论、过氧化物理论、链锁反应理论 （10）链的引发、链的传递、链的终止 （11）喷射 （12）高
2．简答题
（1）答：原理是：使灭火剂参与到燃烧反应中去，它可以销毁燃烧过程中产生
的游离基，形成稳定分子或低活性游离基，从而使燃烧反应终止。
（2）答：物质发生受热自燃取决于两个条件：一是要有外部热源；二是有热量
积蓄的条件。引起自热自燃也是有一定条件的，其一必须是比较容易产生反应热
的物质；其二此类物质要具有较大的比表面积或是呈多孔隙状的，如纤维、粉末
第三章 答案 1．填空
（1）正常火焰传播、爆轰 （2）低，高 （3）重量，线 （4）辐射 （5）受热分解出可燃气，形成疏松多孔的碳化层结构 （6）有焰，无焰 （7）热解区、炭化区 （8）刚性结构的多孔碳
2．简答题
（1）答：爆轰的特点：①燃烧后气体压力要增加；②燃烧后气体密度要增加； ③燃烧波以超音速进行传播。正常火焰传播的特点：①燃烧后气体压力要减少或 接近不变；②燃烧后气体密度要减少；③燃烧波以亚音速（即小于音速）进行传 播。 （2）答：若在一长管中充满均匀混气，当用电火花或其它火源加热某一局部混 气时，混气的该局部就会着火并形成火焰。火焰产生的热量会由于导热作用而输 送给火焰周围的冷混气层，使冷混气层温度升高，化学反应加速，并形成新的火 焰。这样使一层一层的新鲜混气依次着火，也就是薄薄的化学反应区开始由引燃 的地方向未燃混气传播，它使已燃区和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。 （3）答：①火焰前沿可以分成两部分：预热区和化学反应区；②火焰前沿存在 强烈的导热和物质扩散。 （4）答：热理论认为火焰能在混气中传播是由于火焰中化学反应放出的热量传 播到新鲜冷混气中，使冷混气温度升高，化学反应加速的结果；扩散理论认为凡 是燃烧都属于链式反应。火焰能在新鲜混气中传播是由于火焰中的自由基向新鲜 冷混气中扩散，是新鲜冷混气发生连锁反应的结果。 （5）答：①混气初温：混气初温增加，混气燃烧时火焰温度就越高，化学反应 速度会越快，火焰传播速度就越高；②压力：对二级反应，压力与火焰传播速度 关系不大；③可燃气体浓度：混气中可燃气与空气比值不同，火焰传播速度不同。 实验发现混气中可燃气与空气比值存在一个最佳比值，在此最佳比值条件下火焰 传播速度最快，否则会下降。理论上这个最佳比值应等于化学当量比；④惰性气 体：惰性气体加入量越多，火焰传播速度越小；⑤混气性质：混气导热系数增加， 火焰传播速度增加；热容增加，则火焰传播速度下降。 （6）答：原油在连续燃烧的过程中，其中沸点较低的轻质部分首先被蒸发，离 开液面进入燃烧区。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，或者形成一个热的锋面向液体深层传播，逐渐深入并加热冷的液层。这 一现象称为液体的热波特性，热的锋面称为热波。 （7）答：由于原油的沸程较宽，组分之间的比重相差较大，因此在燃烧时能形
第三章燃烧学作业
高等燃烧学第三章课后作业姓名：xx 学号：xxing words only ,explain what is happening in the Stefan problem?解：斯蒂芬问题：玻璃圆筒内装有液体A ，在圆筒内保持一个固定的高度，液体界面设为x=0，气体A 和气体B 的混合物流过圆筒顶部，界面处组分A 的质量分数为i A Y ,。
如果混合物中A 的浓度低于液体-蒸发表面上A 的浓度，就存在传质的驱动力。
需要解决的问题就是求出A 的质量通量''A m 。
利用菲克定律及已知条件最后求得)11ln(,,''iA A AB A Y Y L D m --=∞ρ 。
通过改变i A Y ,的值发现，当i A Y ,很小时，无量纲质量通量)//(''L D m AB A ρ 基本与i A Y ,成正比，当i A Y ,大于0.5后，质量通量增加非常快。
2.How does the mass average velocity vary with distance from the surface of an evaporating droplet at any instant in time ?解：在蒸发过程是准稳态的假设前提下，任意时刻、通过蒸发液滴表面外的任一与液滴同心的球面的质量流量相同，且)1ln(4Y AB s B D r m+=ρπ 。
但质量通量''A m 不同，2''4r m m A π =，随着距液滴表面距离r 的增大而减小。
3.Explain what is meant by “quasi-steady ”flow.解：准稳态流动是指在任何时刻，流动都处于稳定状态。
即流场中的任一点的速度、温度、压力等参数保持恒定，不随时间而变化。
4.Calculate the evaporation rate constant for 1mm-diameter water droplet at 75℃evaporating into dry ,hot air at 500K AND 1 atm.解：已知：水滴mm D 1=，，K T s 34827375=+=，atm P 1=，K T air 500= 物性参数包括：K T boil 100=，kg kJ h fg /2.2257=,18=A MW ,85.28=air MW ， 3/84.974m kg l =ρ，K s m D AB 273@/102.225-⨯=（查附录D ）先计算Y B ：需要先求液滴表面处水的质量分数s A Y ,，利用Clausisus-Clapeyron方程式（2-19）：2/TdT MW R h P dP A u fg = 从参考态（K T T atm P boil 373,1===）到348K 进行积分，可求得：)]11(/exp[)1(boilA u fg sat T T MW R h atm P P --==，代入数据得， 3902.0)]37313481(18/83152257200exp[)1(=-⨯-==atm P P sat ， 3902.0)1(,===∴atm P P sat s A χ 62.2485.28)3902.01(183902.0,=⨯-+⨯=∴s m ix MW 2853.062.24183902.0,,,=⨯==∴s mix A s A s A MW MW Y χ 3992.02853.0102853.01,,,=--=--=∴∞s A A s A Y Y Y Y B 再求AB D ：取平均温度K T T T air s 42425003482=+=+=,用此温度来计算水蒸气的扩散率，由12/3-∝P T D ABs m T D AB /1026.4)273424(102.2)(252/35--⨯=⨯⨯= 最后求ρ：可用理想气体方程和平均混合摩尔质量来估计: 74.26)85.2862.24(21)(21,,=+⨯=+=∞mix s mix MW MW MW 3/7685.0424)74.26/8315(101325)/(m kg T MW R P u =⨯==ρ 最终得蒸发常数:s m B D K Y l AB /1008.9)3992.01ln(84.9741026.47685.08)1ln(8285--⨯=+⨯⨯⨯⨯=+=ρρ。
燃烧与爆炸学第三章着火理论
2θ y12
(
x0 z0
)
2θ z12
ΔHC
KnC
n A0
Ex02
KRT02
e E / RT
论
3.3.1弗兰克-卡门热自燃理论概述
3.3
2
x12
( x0 )2 y0
2
y12
(
x0 z0
)
2
z12
HC KnCAn0 KRTa2
Ex02
eE / RT
弗
兰
δ
ΔHC
K
nC
n A0
Ex02
KRT02
e E /(RT0 )
3.3.1弗兰克-卡门热自燃理论概述
3.3
2
x12
( x0 )2 y0
2
y12
(
x0 z0
)
2
z12
exp( )
弗
-
兰 克 卡
相应边界条件为：在边界面 z1=f (x1,y1) 上， =0；在
论 愈大，或容器壁面积A愈小，混合气着火的临界压力Pc也
愈低，即愈有利于着火。
3.3
大Bi数条件下，物质体系 内部温度分布不均匀。
弗 兰 克
-
卡
门
热
自
燃
理 论
（a）谢苗诺夫模型
（b）弗兰克-卡门涅次基模型
3.3.1弗兰克-卡门热自燃理论概述
3.3
F-K自燃理论认为：自热体系能否着火，取决于
该体系能否得到稳态温度分布。体系得不到稳态温
3.3
-
弗 兰 克 卡 门
x1 x / x0
燃烧学第三章作业
第三章作业使用编程语言求解常微分方程的方法，求解零维系统自燃问题：k0——频率因子，初值取100.0E——活化能，初值取1.E5R——气体常数，初值取8.314C——可燃混合物中反应物浓度，初值取1.0n——反应级数，初值取1.0 V——容器体积，初值取1.0Q——可燃混合物的燃烧热，初值取2.E7T——容器内可燃混合物温度，初值取与T0相等的数值。
h——散热系数，初值取5.0S——容器壁散热面积，初值取6.0T0——容器壁温度，初值取800.0定解条件：t=0时，T=T0。
以上方程描述了一个零维系统的温度从t=0开始随时间变化的过程。
a)使用在第一章已经介绍过的Euler法，求解上述定解条件下的常微分方程，获得系统温度T随时间t的变化曲线。
b)分别令系统初温T0=300、400、500、600、700、800、900、1000、1100（其他参数不变），获得不同初始温度下的系统升温曲线，并讨论系统初温对热自燃过程的影响。
c)分别令散热系数h＝1.0～10.0（T0保持800K），获得不同初始温度下的系统升温曲线，并讨论散热系数对热自燃过程的影响。
问题求解过程如下：一：程序如下：#include<stdio.h>#include<math.h>#include<fstream>#include<iostream>using namespace std;int main(){ofstream ofile;ofile.open("f:\\myfile.txt"); //打开文件double k0 = 100, R = 8.314, C = 1.0, n = 1.0, V = 1.0, yita = 5.0, S = 6.0;//定义参数double rou = 1.0, cv = 4.02;double E = 1.0e5, Q = 2.0e7;double d, tao[101], T[101];double h = 0.1; //设置时间间隔int i;double f(double x, double y[100]);tao[0] = 0.0, T[0] = 800.0; //设置初值printf("%f,%f\n", T[0], tao[0]);for (T[0] = 300; T[0]<= 1100; T[0] = T[0] + 100) //求解方程在T0=300到1100时的温度变化值{if (T[0]==800) //当初始温度为800度时改变η使其在1.0至10变化for (yita = 1.0; yita <= 10; yita++){ofile << yita<< endl;ofile << '\n'<< endl;for (i = 0; i < 100; i++){d = (k0*exp(-E / R / T[i])*pow(C, n)*V*Q - yita*S*(T[i] - T[0])) / V / rou / cv;//求解温度随时间变化率T[i + 1] = T[i] + h*d; //计算下一时刻温度值tao[i + 1] = tao[0] + h*i;printf("%f,%f\n", T[i + 1], tao[i + 1]);ofile << T[i] << endl; //输出T至文件myfile.txt}}elsefor (i = 0; i < 100; i++) //若T0不等于800，使yita=5.0，不改变yita值{yita = 5.0;d = (k0*exp(-E / R / T[i])*pow(C, n)*V*Q - yita*S*(T[i] - T[0])) / V / rou / cv;T[i + 1] = T[i] + h*d;tao[i + 1] = tao[0] + h*i;printf("%f,%f\n", T[i + 1], tao[i + 1]);ofile << T[i] << endl;}ofile << '\n' << endl;}ofile.close(); //关闭文件}二：程序求解结果图一：反应温度与初始温度、散热系数关系图图二：反应温度与散热系数关系图图三：反应温度与初始温度关系图四：结果分析由图二易知，随着散热系数的增大，燃烧稳定性下降，从正常燃烧的状态变为不能燃烧的工况；由图三易知，随着初始温度的增加，燃烧稳定性改善，从不能着火的状态变为能燃烧的工况。
浙教版八年级下科学第三章3.1-3.2练习及答案解析
浙教版八年级下科学第三章3.1-3.2练习以及答案解析一、单选题1.燃烧是人类最早利用的化学反应之一，人类已有几十万年的利用燃烧反应的历史。
燃烧需要具备的条件是（）①可燃物②氧气或空气③温度达到着火点A. ①②B. ②③C. ①③D. ①②③2.下列各图所示的实验操作中，正确的是（）A. 检查装置的气密性B. 点燃酒精灯C. 制取氧气D. 用滴管滴加液体3.对下列实验指定容器中的水，其解释没有体现水的主要作用的是（）A 集气瓶中的水：吸收放出的热量B 烧杯中的水：加热铜片，隔绝空气C 集气瓶中的水：冷却溅落熔融物，防止集气瓶炸裂D 集气瓶中的水：水先将集气瓶内的空气排尽，后便于观察A. AB. BC. CD. D4.下列做法正确的是( )A. 厨房煤气管道漏气，马上打开抽风机B. 冬天关闭门窗用煤炉取暖C. 实验桌上少量酒精着火，迅速用湿布盖灭D. 家用电器着火，立即浇水灭火5.下列关于氧气性质的叙述中，不属于氧气物理性质的是( )A. 在通常情况下，氧气是无色无味的气体B. 氧气具有助燃性，可以支持燃烧C. 在标准状况下，氧气的密度是1.429克/升D. 氧气不易溶于水6.下列实验操作中，“先”与“后”的顺序正确的是（）A. 制取气体时，先装药品，后检查装置的气密性B. 做氧气的助燃性实验时，先检查氧气的纯度，后点火C. 用排水法收集氧气结束时，先把导管移离水面，后停止加热D. 给试管里的液体加热时先加热，后预热7.实验室用如图所示装置制取氧气，下列有关说法不正确的是（）A. 试管中加入的药品是二氧化锰和过氧化氢B. 实验前应检查装置的气密性C. 待导管口产生连续均匀的气泡时才开始收集氧气D. 实验结束时应先从水槽中取出导管，再停止加热8.“防火胜于救火”，科学认识燃烧，增强安全防范意识是每个公民应具备的安全素养之一。
下列说法错误的是（）A. 身上着火不可乱跑，要就地打滚使火熄灭B. 水能灭火，是因为水能使可燃物的温度降低到着火点以下C. 对于不明原因引起的失火，我们宁可让其自生自灭，也不能贸然采取灭火措施D. 油库、面粉厂、纺织厂、轮穀厂、橡胶厂和煤矿的坑道内等场所要严禁烟火，以避免爆炸的发生9.下列说法中，正确的是（）①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应；②化学能可转化为光能，光能不能转化为化学能；③镁与盐酸的反应中，参加反应的镁、盐酸的能量和大于氯化镁溶液、氢气的能量和；④化学反应一定伴随能量变化，有能量变化一定发生化学反应A. ①②③B. ③④C. ②③④D. 只有③10.下列有关燃烧、灭火的分析正确的是（）A. 火上浇油：增大可燃物与氧气的接触面积B. 钻木取火：提高可燃物的温度达到着火点C. 吹灭烛火：降低着火点D. 电器着火：用水浇灭11.运用如图所示装置探究可燃物的燃烧条件，下列说法错误的是（）A. ①②现象对比，说明温度达到可燃物的着火点是燃烧条件之一B. ①③现象对比，说明有氧气参与是燃烧条件之一C. 白磷的着火点低于80 ℃D. 热水只起到加热作用12.下列说法：①呼吸作用、食物腐烂、铁生锈都是缓慢氧化；②燃烧是可燃物与氧气发生的剧烈的化合反应；③急速的燃烧一定会爆炸；④自燃是缓慢氧化引起的；⑤白磷在空气中和氧气中的着火点不同；⑥燃烧、自燃、缓慢氧化的共同点都是氧化反应并都有热量产生。
3 吉大燃烧学 工程燃烧计算
Aar为燃料中的灰分质量分数； afh为烟气携带出炉膛的飞灰占总灰分的质量分数； my为每公斤燃料的烟气量，kg/kg，包括1kg燃料燃烧所需空气 量及由空气所含水分转入烟气的质量： my=1－Aar+(1+dk)1.293V0 dk为干空气的含湿量
100my
产物成分计算
• 为与燃料成分相区别，上标 ’（体积百分数）
(3-18)
3.3 燃烧烟气量的计算
3.3.1 理论烟气量的计算
• 1kg固体或液体燃料在＝1的情况下完全燃烧，所生成的烟气量称 为理论烟气量（m3/kg）： Vy0=VRO2+VH2O0+VN20 (3-19) • 根据燃烧反应式，式（3-19）右边各项可按下列各式计算： 22.4/28/100 VRO2=0.01866 Car＋0.007Sar= 0.01866 (Car＋0.375Sar) (3-20) VH2O0=0.111Har＋0.0124Mar+0.0161V0 (3-21) VN20=0.008Nar+0.79V0 (3-22)
3.2 燃烧空气量的计算
3.2.1 理论空气量
• 1kg（或1m3）燃料完全燃烧时所需的最小空气量（ 燃烧产物烟气中氧气为零）称为理论空气需要量，简称 理论空气量。 • 理论空气量也就是从燃烧化学反应式出发，计算出 的1kg（或1m3）燃料所含可燃元素完全燃烧所需的空气 量。用容积V0表示，用质量L0表示。 • 通常先求出1kg燃料完全燃烧所需的O2量，然后再 折算成空气量。
2 H2 28 CO 1.293 Vk 22.4 100 22.4 100 Vy
m产物 m燃 m空 Vy Vy
kg/m3
燃烧学—第3章3分析解析
随时间增大而趋于某一定值，不着火
>0
随时间增大而指数级增大，着火
w afn af
dn n0 fn gn n0 dt
（2）当f=g， =0
n0
e
t
1
w fan0 t
n n0 t
6 中国矿业大学能源学院安全与消防工程系 随时间增大而线性增大，临界状态
RO O RH ROOH R
O H RCH2OOH RCH2O
单键链能：293～334kJ/mol 过氧化物中－O－O－链较弱（链能只有 125.61－167.48kJ），容易断裂
R HCHO RCH2O
RH RCH OH R RCH 2 O 2
《燃烧学》--第三章
W
w
>0
w W0 τ 图3-9链式自燃示意图 W’
=0
<0
τ1 τ2 τ3 t
t
图 3-10 反应速率与时间关 系
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》--第三章
着火延迟期τ
较大，则 ≈f 当
w
fan0
exp( ) 1
ln
fan0
0.48 0.10 7.90 0.15
19.60 13.15 20.55 32.98 22.71
乙炔
乙炔 乙烯 乙烯 丙烷 丙烷 丙烷 丙烷 1－3丁二烯 异丁烷 二硫化碳
Air
O2 Air O2 Air Ar+air He+air O2 Air Air Air
0.76
0.09 1.25 0.19 2.03 1.04 2.53 0.24 1.25 2.20 0.51
燃烧学第3章作业
燃烧学第3章作业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.2. 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（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。
x0（立方堆边长mm）25.40 18.6016.00 12.5 9.53T a，cr（临界温度K）408 418 426 432 4413.（1）采取哪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）说明采用不同方法时体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，使之熄灭的条件是什么？用图示法表示几种灭火的可能措施？5.简述谢苗诺夫热自燃理论，并从理论上分析着火条件。
6.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。
7.在Frank-Kamenetski自燃理论中，固体自燃临界准数δcr取决于什么？可燃物的尺寸和环境温度对其自燃准数δ有何影响？该自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？(1)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；(3)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；(5)卤代烷有很好的灭火效能。
9.试用自由基链式着火理论该理论解释H2/O2体系的三个爆炸极限。
燃烧学课后习题答案
2
2
( 3 . 8 2 . 3 24 . 5 2 3 . 7 ) 10
2
0 . 38 m
3
V 0,H
2O
(H
2
H 2O H 2 S
3
m 2
CnH
) 10 m
2
4 4 58 2 24 . 5 3 . 7 10 2 2
18162
KJ
Q l 2 Q l Q l1
1500 1400 19617 18162
t 2 t t1
t 1400
19002 . 28 18162
1458
(C )
5
《燃烧学》--作业
CO 2焦炉气： CO
2
3 . 8 %, H
2
58 %, CH
L
解：首先根据半无限大固体的导热公式： 2 t 及临界条件 0.1, L erf 求得 t ＝0.9。 2 L 假定板可以采用半无限大固体考虑，则3个小时后的 2 t 值可求出来。
L
L
1 erf
L
9
《燃烧学》--作业
L 2 t
2
L
0 .2 5 . 2 10
（3）α＝1.5 完全燃烧所需的空气量，烟气的 组成，体积 3 V a , air V 0 , air 1 . 5 4 . 86 7 . 29 m α＝1.5 CO 2 , H 2 O , N 2 , O 2 烟气的组成：
V CO 0 . 747 m
2
3
VH
浙教版科学八年级下第三章第2节氧化和燃烧同步练习
添加标题
添加标题
添加标题
助燃物：燃烧需要足够的氧气或其 它氧化剂
链式反应：燃烧是链式反应，需要 初始点火源
燃烧的化学反应
燃烧的定义：燃烧是一种放热、发光的化学反应，通常需要可燃物、氧气和达到着火点温度 三个要素。
燃烧的条件：可燃物、助燃物（通常是氧气）和达到着火点温度是燃烧的三个基本条件，通 常称为“火三角”。
氧化反应中物质 得到氧
氧化反应中物质 失去电子
氧化的类型
燃烧氧化：在燃 烧过程中发生的 氧化反应，释放 大量热量。
化学氧化：通过 化学反应进行的 氧化，通常需要 催化剂或特定条 件。
电化学氧化：在 电极上发生的氧 化反应，常用于 电池和电解池。
生物氧化：生物 体内的氧化反应， 是生物呼吸和能 量转换的过程。
实验目的：探究燃烧的条件和过程
实验步骤：点燃蜡烛，观察燃烧现 象；将烧杯盖住蜡烛，观察熄灭过 程
添加标题
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实验材料：蜡烛、火柴、烧杯等
添加标题
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实验结果：蜡烛燃烧产生火焰，放 热；烧杯盖住蜡烛后，火焰逐渐熄 灭
氧化还原反应的实验和观察
第六章
氧化还原反应实验的步骤和操作
准备实验器材和试剂 搭建实验装置 按照实验步骤进行操作 观察实验现象并记录数据
● 题目：下列关于燃烧现象的描述，正确的是（） A. 木炭在空气中燃烧生成二氧化碳 B. 红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾 C. 硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰，生成刺激性气 味气体 D. 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 答案：D ● A. 木炭在空气中燃烧生成二氧化碳
练习题三及答案解析
准备实验器材：确保实验 台干净整洁，准备好必要 的实验器材，如酒精灯、 火柴、燃烧皿等。
九年级化学上册第3章维持生命之气__氧气课题3燃烧条件与灭火原理第1课时物质燃烧的条件习题课件科学版
(2)实验中观察到的现象是_试__管__中__的__白__磷__燃__烧__，__红__磷__不__燃__烧__，__ 水__中__的__白__磷__不__燃__烧____。
(3)通过实验中的现象可得出燃烧的条件是什么？ __燃__烧__需__要__氧__气__，__且__温__度__达__到__可__燃__物__的__着__火__点____。
A．①燃烧，说明白磷是可燃物 B．对比①③，可说明红磷的着火点比白磷的高 C．对比②③，可验证燃烧需可燃物与氧气接触 D．④未燃烧，说明无烟煤不是可燃物 【点拨】无烟煤是可燃物，④未燃烧，是因为温度没有达到 着火点，不能说明无烟煤不是可燃物。
【答案】D
10．下列说法： ①呼吸作用、食物腐烂、铁生锈都是缓慢氧化 ②燃烧是可燃物与氧气发生的剧烈的化合反应 ③所有氧化反应都是化合反应 ④自燃是由缓慢氧化引起的 ⑤白磷在空气中和在氧气中的着火点不同
6．下列说法错误的是( ) A．燃烧一定属于化学变化 B．缓慢氧化一定引起自燃 C．自燃是缓慢氧化引起的 D．缓慢氧化时也会放出热量
【点拨】自燃是缓慢氧化引起的，但缓慢氧化不一定都会引 起自燃，比如人的呼吸作用属于缓慢氧化，但不会自燃。 【答案】B
7．铁丝在氧气中剧烈燃烧，铁在潮湿的空气中生锈，人的呼 吸，食物的腐烂，这些变化的共同点是( B ) ①放热 ②发光 ③都有氧气参加 ④反应速率都很快 ⑤都属于缓慢氧化 A．①③④ B．①③ C．①②④ D．②③⑤
2．【2020·呼伦贝尔】用如图所示装置探究燃烧的条件，有 关该实验的说法正确的是( )
A．该实验使用了相同的可燃物 B．该实验只能得出燃烧需要氧气这一结论 C．该实验说明燃烧需要使温度达到可燃物的着火点 D．该实验的现象是铜片上的白磷不燃烧，红磷燃烧
《燃烧学》习题
《燃烧学》习题第一章燃烧的化学基础习题1.解释下列基本概念:(1)燃烧(2)火灾(3)烟(4)热容(5)生成热(6)标准燃烧热(7)热值(8)低热值2.燃烧的本质是什么?它有哪些特征?举例说明这些特征.3.如何正确理解燃烧的条件?根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法?5.物质浓度、体系温度和反应活化对反应速度速率有何影响?6.燃烧反应速度方程是如何得出的?在该方程中，KOS(KOS’)和ES是否有直接的物理意义?为什么?8.举例说明燃烧产物(包指烟)有哪些毒害作用?其危害性主要体现在哪几个方面?9.试求出在p＝1atm、T=273K下，1公斤苯(C6H6)完全燃烧所需要的理论空气量。
10.已知木材的组成为:C-46%、H-6.0%、O-37.0%、N-2.0%、W-9.0%，问在p＝1atm、T=273K下木材完全燃烧产物体积是多少?11.木材的组成为C-48%、H-5%、O-40%、N-2%、W-5%.试求在1.5atm、30℃的条件下燃烧5kg 这种木材的实际需要空气体积、实际产物体积和产物密度。
(空气消耗系数数取1.5)l2.已知煤气成分为:C2H4-48%、H2-37.2%、CH4-26.7%、C3H6-1.3%、CO-4.6%、CO2-10.7%、N2-12.7%、02-2.0%，假定P=1atm、T=273K、空气处于干燥状态，问燃烧1m3煤气(1)理论空气量是多少m3？(2)各种燃烧产物是多少m3?(3)总燃烧产物是多少m3?l3.焦炉煤气的组成为:CH4-22.5%、H2-57%、C2H2-3.7%、CO–6.8%、CO2-2.3%、N2-4.7%、H20-3.0%，(体积百分数.在1.2atm、25℃的条件下燃烧3m3的这种煤气，实际需要空气体积、实际产物体积和产物密度分别是多少?(空气消耗系数取1.2)14.试求燃烧lkg甲醇、乙醇和丙醇的混合物(混合质量比为56:30:20)的理论需要空气味积.15.什么叫做恒压热容、恒容热容?什么叫做平均热容?16.在常压下1000Kg甲烷由260℃开温至538℃所需的热量QP是多少？17.已知某可燃物燃烧后的产物组成为：CO2-9%、N2-67%、H20-22%、O2-2%.试分别精确计算和粗略计算4m3的这种产物从0℃上升导1727℃所需要的热量.18.试求甲醇在25℃条件下的标准燃烧热.19.试用气相苯乙烯(C6H5C2H6)的标准燃烧热求它的标准生成热。
燃烧学习题 3
燃烧学习题：1-3章一．名词解释：1.燃烧：2.可燃物：3.助燃物：4.点火源：5.热释放速率：6.空气需要量：7.反应速率：8.质量作用定律：9.费克扩散定律：10.热传导：11.热对流：12.热辐射：13.斯流：14.烟囱效应：15.黑体：二．填空题：1.从本质上讲，燃烧是一种反应。
2.根据着火三角形，可以得出、、和四种防火方法。
根据着火四面体，可以得出、、和四种防火方法。
3.燃烧的三要素：，，。
4.基元反应的速率方程，可根据和得出。
5.质量作用定律的表达式，其中a+b称为：。
6.反应温度对化学反应速度影响很大，范德霍夫研究发现，对于一级反应，如果初始浓度相等，温度每升高10度，反应速度加快倍。
7.根据可累尼乌斯的研究，反应速度常数与温度之间的关系，对该方程两边取对数可以得到一条，可以根据求解活化能。
8.根据燃烧反应的速率方程，可燃物燃烧时，活化能越大，燃烧速度，火场温度越低，燃烧速度。
9.根据燃烧反应速度方程的表达式，燃烧反应速度与、、有关。
10.斯忒藩流产生的条件是相分界面存在和。
11.管道温度，管道内外温差，烟囱效应越明显。
3.选择题1.下列物质不可能做助燃物的是（）。
A.氧气B.氧气、溴水C.二氧化锰、高锰酸钾D.K. Ca. Na2.下列物质可做还原剂的是（）。
A.KClO3、FeCl3B.二氧化锰、高锰酸钾C.浓硫酸、浓硝酸D.Mg、Na3.对于 aA+bB→Ee+Ff 的化学反应，下列系统反应速率表示错误的是（）。
A.-dC A/dtB.-dC B/dtC.-dC B/dt4.下列哪个方程没有为燃烧反应速率的求出做出贡献( )A.质量作用方程B.阿累尼乌斯定律C.费克扩散定律5.在火灾现场，影响燃烧速度的说法正确的是（）。
A.可燃物浓度越低，燃烧速度越快。
B.火场温度越低，燃烧速度越快C.可燃物反应所需的活化能越低，燃烧速度越快6.碳板在纯氧中燃烧时，斯忒藩流（）碳板的燃烧速率。
燃烧学—第3章3
H OH H O H 2 2 （5）
（链传递）
（6） H 器壁破坏
（7） OH 器壁破坏
（8） OH ＋H H 2O
（器壁销毁） （链终止） （气相销毁）
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2
《燃烧学》--第三章
自由基 含有未成对电子的基团 自由基的生成 光解 Cl 热解
H
CH 3
2
2Cl
加热
h
CH3 CH3 2 CH3
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3
《燃烧学》--第三章
自由基反应历程：
H 2 Cl 2 2HCl （总反应）
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 提高混合气的温度，可使临界着火压力降
低，谢苗诺夫把这一关系归纳为
Pi Ae
=0
W’
<0
τ1 τ2 τ3 t
t
图3-9链式自燃示意图
图3-10反应速率与时间关系
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11
《燃烧学》--第三章
着火延迟期τ 当 较大，则 ≈f fan0 fan0 exp( ) 1 w exp( ) an0 exp
上式取对数后，得
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8
《燃烧学》--第三章
设t=0，n=0，积分上式得 产物生成速率： w afn af
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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
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4
《燃烧学》--第五章 燃烧学》--第五章
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？
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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9
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 − ,
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。
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。
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
7
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
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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《燃烧学》--第五章 燃烧学》--第五章
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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《燃烧学》--第五章 燃烧学》--第五章
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.
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
《燃烧学》--第五章 燃烧学》--第五章
q放 C q散
T0
T2T3T1
T
T >T >T2， 明 然 不 常 说 自 点 是 数 1 3
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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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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《燃烧学》--第五章 燃烧学》--第五章
燃烧学
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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.
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《燃烧学》--第五章 燃烧学》--第五章
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
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T0
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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.