《燃氣應(yīng)用第二章》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 混合氣濕度的影響。臨界直徑在工程上是有意義的，可利用孔徑小于臨界直徑值的金屬網(wǎng)制止火焰通過。 三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定 ? 管徑越大，管壁散熱對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懺叫?，如焰面不發(fā)生皺曲，則隨著管徑的增大火焰?zhèn)鞑ニ俣壬仙?，并趨向于極限值 Sn。在這種情況下，底片上留下的是傾斜的跡印，根據(jù)傾斜角可以確定任何瞬間的火焰?zhèn)鞑ニ俣取? ? 尚缺少完全符合 Sn定義的測定方法。 (2)紊流脈動增加了熱量和活性中心的傳遞速度，反應(yīng)速率加快，從而增大了垂直火焰表面的實際燃燒速度。如果微團的平均尺寸小于層流火焰鋒面的厚度，稱為小尺度紊流火焰；反之，則稱為大尺度紊流火焰。d, , 0dd d d d2d d d dix T TTx T TxT T Tx x x x??? ? ? ? ???? ? ? ?? ??? ? ? ?? ? ? ? ??一、層流火焰?zhèn)鞑C理 ? 乘式 后積分 （下標 “ ??”表示反應(yīng)區(qū)） Ti為未知，進一步變換可得 d2dTx?????? md2 dd iTTT QTx ?????? ?????? ?? ?mn 2220 p 02diTTiQTSC T T??????Id T dddTxx ??? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?? ?m0TTn 2220 p m 02d QTSC T T??????? ?22n 0 p m 02S Q C T T? ? ???表示在 Tm～ T0之間反應(yīng)速率的平均值 ?二、紊流火焰?zhèn)鞑? ? 在紊流流動時，火焰面變得混亂和曲折，形成火焰的紊流傳播。 0dd, 。 ? 在火焰鋒面上取一單位微元，對于一維帶化學反應(yīng)的穩(wěn)定層流流動，其基本方程為： 圖 219 火焰層結(jié)構(gòu)及溫度、 濃度分布 一、層流火焰?zhèn)鞑C理 ? 連續(xù)方程 ? 動量方程 p≈ 常數(shù) ? 能量方程 ? 對于絕熱條件， 火焰的邊界條件為 ? 為求定 Sn(u0)，提出了一種分區(qū)近似解法，把火焰分成預(yù)熱區(qū)和反應(yīng)區(qū)。第二是擴散理論，認為來自反應(yīng)區(qū)的鏈載體的逆向擴散是控制層流火焰?zhèn)鞑サ闹饕蛩亍? ? 若可燃混合氣在一管內(nèi)流動，其速度是均勻分布的，形成一平整的火焰鋒面。點火后，火焰面以一定的速度向未燃方面移動，由于管壁的摩擦和向外的熱量損失、氣體的粘性、熱氣體產(chǎn)生的浮力，使其成為傾斜的彎曲焰面。反應(yīng)依次往外擴張，形成瞬時的球形火焰面。當 d小到無論多大的火花能量都不能使可燃混合物點燃時，這個最小距離就叫熄火距離 dq。放電能量必須有一最小極值。初始火焰中心能否形成，將取決于電極間隙內(nèi)的混合物中燃氣的濃度、壓力、初始溫度、流動狀態(tài)、混合物的性質(zhì)以及電火花提供的能量等。實驗表明，扁平點火火焰的臨界厚度是火焰穩(wěn)定傳播時焰面厚度的兩倍。將扁平火焰放入無限大的充滿可燃混合物的容器中。此式表明，反應(yīng)層中的溫度梯度是支配點燃可能性的一個重要因素。 ? 火焰層單位時間內(nèi)的傳導熱量 Q1 ? 層內(nèi)的化學反應(yīng)放熱量 Q2 ? 按熱量平衡， Q1=Q2 式中 δ f—— 火焰層厚度； A—— 火焰層面積； λ —— 導熱系數(shù)； Tf—— 火焰溫度； T0—— 混合物起始溫度； H—— 混合物的燃燒熱； W—— 火焰層中燃燒反應(yīng)速度。如果顆粒表面溫度稍高于 Tis則反應(yīng)加快，而大部分則流向周圍介質(zhì)。 ? 強制點火要求點火源處的火焰能夠傳至整個容積，因此著火的條件不僅與點火源的性質(zhì)有關(guān)，而且還與火焰的傳播條件有關(guān)。 ? 當可燃混合物的發(fā)熱曲線 L不變時，如果散熱加強，直線M斜率將增大，著火點溫度將升高。位臵時，出現(xiàn)一個切點，就是著火點 i。 二、熱力著火 ? 用升高壓力的辦法也能達到著火的目的。因此交點 1是穩(wěn)定的平衡點?？梢娙魏螠囟鹊奈⑿〔▌佣紩狗磻?yīng)離開平衡狀態(tài)，因而交點 2實際上是不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。 由于容器中溫度變化不大，可以近似地認為 α 是常數(shù) ? ?20Q B T T??圖 24 可燃混合物的熱力著火過程 圖 25 兩種平衡狀態(tài)的分析 二、熱力著火 ? 當溫度 T0較低時，散熱線 M和發(fā)熱曲線 L有兩個交點： l和 2。 ? 分析燃氣與空氣發(fā)生化學反應(yīng)時的熱平衡現(xiàn)象，可以了解熱力著火的條件。 ?氫氧混合物存在一個著火半島 圖 22 著火的壓力極限 圖 23 氫氧混合物的“著火半島” 對于支鏈反應(yīng)，在著火前存在著一個感應(yīng)期，在此期間系統(tǒng)中的能量主要用于活化中心的積聚，反應(yīng)的速度極小，甚至很難察覺出來。因為壓力很低，反應(yīng)物濃度很小，為數(shù)不多的活化中心很容易撞在容器壁上而銷毀。 ? 在鏈反應(yīng)中，如果每一鏈環(huán)中有兩個或更多個活化中心可以引出新鏈環(huán)的反應(yīng)，這種鏈反應(yīng)稱為支鏈反應(yīng)，如果每一鏈環(huán)只產(chǎn)生一個新的活化中心，那么這種鏈反應(yīng)稱為直鏈反應(yīng)。如果氧化反應(yīng)過程發(fā)生的熱量等于散失的熱量，或者活化中心濃度增加的數(shù)量正好補償其銷毀的數(shù)量，這個氧化反應(yīng)過程就會很緩慢，我們把這個過程稱為穩(wěn)定的氧化反應(yīng)過程?？扇細怏w的燃燒反應(yīng)都是鏈反應(yīng)。第二章 燃氣燃燒的基本原理 第一節(jié) 燃氣的著火 燃氣的著火 ? 燃氣的燃燒是一種化學反應(yīng)。 ? 有些化學反應(yīng)的機理十分復(fù)雜，它們往往是通過鏈反應(yīng)方式來進行的。 ? 任何可燃氣體在一定條件下與氧接觸，都要發(fā)生氧化反應(yīng)。 一、支鏈著火 ? 在一定條件下，由于活化中心濃度迅速增加而引起反應(yīng)加速從而使反應(yīng)由穩(wěn)定的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的氧化反應(yīng)的過程，稱為支鏈著火。在壓力下限以左的低壓范圍內(nèi)(AB段 )反應(yīng)是緩慢而穩(wěn)定的。 ?只有當壓力處于下限和上限之間時，支鏈反應(yīng)的活化
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