第五章燃燒理論基礎(chǔ)(已修改)
2025-10-22 21:44 本頁面
【正文】 第五章 燃燒理論基礎(chǔ) 復(fù) 習(xí) ? 1，幾種熱損失。為了減小熱損失，鍋爐燃燒需要作到： 穩(wěn)定著火、快速燃盡。 ? 2，為實(shí)現(xiàn)該目的，需尋找強(qiáng)化燃燒的方法，這就要認(rèn) 識燃燒過程的本質(zhì)。從而，需要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)燃燒理論。 前言 燃燒概述 一、燃燒本質(zhì) ? 燃燒是氣體、液體或固體燃料與氧化劑之間發(fā)生的一種強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)； ? 流動、傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)同時發(fā)生有相互作用的綜合現(xiàn)象； ? 典型的物理化學(xué)過程； ? 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)是研究燃燒反應(yīng)過程的基礎(chǔ)知識； 二、燃燒學(xué)的發(fā)展歷史 ? 直至 18世紀(jì)中以前 ， 發(fā)展緩慢 ， 對燃燒現(xiàn)象的本質(zhì)幾乎一無所知 。 ? 之后：燃素的概念出現(xiàn) （ 物質(zhì)是否燃燒被歸于是否含有燃素 ） ? → 1765年燃燒是物質(zhì)的氧化 （ 燃燒理論的萌芽 ） ? → 19世紀(jì)出現(xiàn)熱化學(xué)和化學(xué)熱力學(xué) （ 將燃燒作為熱力學(xué)系統(tǒng) ， 考察其初態(tài)和終態(tài) ， 靜態(tài)特性的研究 ） ? →20 世紀(jì)初燃燒反應(yīng)動力學(xué)（研究燃燒過程的動態(tài)過程的理論） ? → 30~40年代火焰?zhèn)鞑サ母拍?→ 湍流燃燒理論（認(rèn)識燃燒過程的限制因素往往不是反應(yīng)動力學(xué)，而是傳熱傳質(zhì)，即受限于物理過程） ? → 50~60年代德國人 Von Karmen（對宇航也有巨大的貢獻(xiàn)）提出用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)來研究燃燒，稱為化學(xué)流體力學(xué)或反應(yīng)流體力學(xué)。 ? 將經(jīng)典流體力學(xué)的方法、邊界層、射流理論等應(yīng)用與研究燃燒 ? → 70年代初，大型電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)，形成計(jì)算流體（計(jì)算燃燒）學(xué)，建立了燃燒的數(shù)學(xué)模擬方法和數(shù)值計(jì)算方法； ? 激光測量技術(shù)的出現(xiàn)，使精密測量成為現(xiàn)實(shí)。 ? 基本理論 +數(shù)學(xué)模型和數(shù)值計(jì)算 +先進(jìn)的測量技術(shù)。 三、當(dāng)代對燃燒應(yīng)用的要求 ? 要求燃燒不斷強(qiáng)化和趨于更高能量水平； ? 探討高溫 、 高壓 、 高速 、 強(qiáng)湍流條件下的燃燒 ? 要求燃燒過程高效率 ， 節(jié)省燃料等； ? 潔凈燃燒 ， 減輕環(huán)境污染 ? 火災(zāi)的起因與防治 第一節(jié)、 燃燒反應(yīng)速度及其影響因素 ? 燃燒反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)一樣，根據(jù)參加反應(yīng)的物質(zhì)不同分為： 均相燃燒 — 氣體燃料在空氣中燃燒 異相燃燒 — 固體燃料在空氣中燃燒 ， 煤粉燃燒 一、反應(yīng)速度的定義 ? 根據(jù)質(zhì)量作用定律，反應(yīng)速度有不同的定義方式： ? 第一種定義：單位時間內(nèi)和單位體積內(nèi)燃燒掉的燃料量或消耗的氧量 hHgGbBaA ???dtdCbadtdCw BAA ????單位：可以用摩爾濃度表示， smm o l 3/ ? 舉例： ? 在鍋爐燃燒技術(shù)采用 爐膛容積熱負(fù)荷 來表示燃燒反應(yīng)速度： ? 單位時間內(nèi)和單位體積內(nèi)燃燒掉的燃料所釋放出的熱量 OHOH 222 22 ??22 2 OH ww ?33 /,/, mkWhmk c a lVBQq ydwV ?? 在一定的溫度下，化學(xué)反應(yīng)速度和各反應(yīng)物的濃度成正比 ? 1867年由 Guldberg和 Wage提出 ? 對均相反應(yīng)： ?A+A+A+A+ +A + B+B+B+B+B+ +B→ . . . . . . . .?? bBaAb a bBaACkCw ?k —反應(yīng)速度常數(shù)；bBaA CC , —反應(yīng)物 A （燃料）， B （氧化劑）的濃度 （摩爾濃度或質(zhì)量濃度）。第二種定義：
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