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）。传播速度较低（1～3m/s，远小于声速），传播过程稳定。一般的工程燃烧均为此类。

爆燃：绝热压缩引起的火焰传播，是依靠激波的压缩作用使未燃混合气的温度升高而引起化学反应，从而使燃烧波不断向未燃气推进，传播速度大于1000m/s，大于声速。如爆炸、压燃式内燃机的火焰传播

14．着火浓度界限：可燃气体和空气（或氧气）的混合物能够发生着火并引起着火燃烧的最低燃气浓度称为着火浓度界限的下限，能够发生着火并引起着火燃烧的最高燃气浓度称作着火浓度的上限。上限与下限之间的浓度范围称为着火浓度界限范围。当压力一定时着火浓度界限范围随温度的升高而加大，随温度的下降而减小。

15．火焰传播浓度界限：对于各种不同的可燃气体混合物，其燃料浓度过大或者过小时，燃烧反应产生的热量不足以抵消燃烧区传向外界的热量损失，这时燃烧

区的温度降低到不足以维持燃烧化学反应时火焰就将无法维持传播而熄灭。火焰能够维持正常传播的可燃混合物中燃料的最大极限浓度值称为火焰传播浓度上限。火焰能够维持正常传播的可燃混合气中燃气的最小极限浓度值称为火焰传播浓度下限。

1.热自燃与强制点燃的区别是什么？

强迫着火是局部加热，自燃着火是整体加热；点火温度一般要比自燃温度高得多；点燃过程要比自燃过程复杂得多。

2. 什么是湍流燃烧？与层流相比，气体湍流火焰有哪些特点？

答：雷诺数大于 2300 时的燃烧称为湍流燃烧。湍流火焰特点如下：

1）湍流火焰锥比层流火焰锥短。而且当流量增加时，层流火焰锥的高度有明显变化，而湍流火焰锥的高度变化则不明显。

2）层流火焰区厚度小，约 1 毫米，边界光滑明显。湍流火焰区厚度大，可达几十毫米，刷状火焰，边界不明显，不整齐。

3）湍流燃烧有噪音，密度梯度大。

4）湍流燃烧也有一个火焰传播速度，但它与层流火焰传播速度不同。因为它不仅与预混气体的性质有关，还与流动状态有关。因为在层流火焰中热量或质量的输运是依靠分子运动进行的，而在湍流火焰中，除了分子的运动外，还有流体微团脉动引起的传热传质，而且湍流强度越大，产生的影响也越大。

3. 简述湍流预混火焰的分类和特点。

小尺度湍流火焰：湍流中的微团的平均尺寸小于可燃混合气体在层流下的火焰锋面厚度，能够保持较规则的火焰锋面，其燃烧区的厚度只是略大于层流火焰锋面厚度；

大尺度弱湍流火焰：微团平均尺寸大于可燃混合气体在层流下的火焰锋面厚度，微团脉动速度小于层流火焰传播速度，火焰锋面扭动，微团不能冲破火焰锋面大尺度强湍流火焰：微团平均尺寸大于可燃混合气体在层流下的火焰锋面厚度，微团脉动速度大于层流火焰传播速度，不存在连续的火焰面。

4. 简述化学自燃与热自燃的联系与区别？

答：两种方式中都既有化学反应的作用，又有热的作用；热自燃需要的热量较多，反应活性不如化学自燃；

化学自燃也需要积累热量才能达到着火，只是它不象热自燃方式那样需要外界热量而已。

5，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（简单反应）则反应速度和反应物浓度[A][B]成如下关系：

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。

6. ．简述碳粒气固异相化学反应的通常步骤？

答：第一步：O 2 必须通过扩散到达碳的表面，并被碳表面吸附；第二步：在碳表面上进行碳—氧反应，并生成反应产物；第三步：反应产物从碳的表面上脱离（解吸），并从碳表面向外扩散开去。

5．试论述油燃烧基本过程、基本特点及液滴雾化直径对燃烧的影响。

答：1）基本包含：雾化、受热蒸发、扩散混合、着火燃烧。（2）液滴燃烧属于扩散，燃烧限制油滴燃烧的主要因素是与空气的混合速度，即取决于空气向油滴表面扩散所需的时间。（3）无论是纯蒸发还是有燃烧的蒸发，蒸发速率都与液滴直径成正比，蒸发时间都与液滴直径的平方成正比。

2.根据火焰传播速度和可燃混合气的流动速度，论述一维气体火焰稳定的条件，并列举。列举 5 种工程上常用的火焰稳定方法。

答：1）如果火焰传播速度和可燃混合气的流动速度相等，即 S L =u n ，火焰稳定在管内某处；如果火焰传播速度大于可燃混合气的流动速度，即 S L >u n ，则发生回火；火焰传播速度小于可燃混合气的流动速度，即 S L

2）工程上常用的火焰稳定方法包括：用小型点火火焰稳定主火焰、用钝体稳定火焰、用旋转射流稳定火焰、扩散火焰的稳定、用多孔板形成回流区稳定火焰、采用射流喷入突然扩大的燃烧室使在射流外侧形成回流区稳定火焰等。

3.常用的防止回火的措施有哪些？常用的防止脱火的措施有哪些？

答：采用喉口设计：加装收缩段；直径变小

使用冷却装置：降低混合物温度，从而降低火焰传播速度，甚至直接淬熄火焰。防止 1K>1.0

加稳焰器——使用钝体或者旋流，形成中心回流区，起到稳定点火源的作用稳焰方法：利用钝体，旋转射流稳焰，利用逆向喷流稳焰，等等。

4.燃烧速度（化学反应速度）与火焰传播速度是什么关系？区别是什么？(火焰速度、燃烧速度、新混合气速度关系)

答：燃烧速度（化学反应速度）与火焰传播速度是什么关系？区别是什么？(火焰速度、燃烧速度、新混合气速度关系) 燃烧速度越大层流火焰传播速度越大。燃烧速度的单位是摩尔每立方每秒，表示单位时间单位体积内说消耗的燃料量，而火焰传播速度单位是米每秒，是化学反应燃烧区在空间的移动。层流火焰传播速度定义：火焰锋面在其法线方向相对于新鲜混合气的传播速度。