燃?xì)鈶?yīng)用第二章ppt課件-免費(fèi)閱讀
【正文】 ? 比較靜力法和動(dòng)力法測(cè)定法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊膮^(qū)別。 4．可燃?xì)怏w中加入惰性氣體時(shí)，火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍將縮小。上限和下限之間就是火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍，火焰?zhèn)鞑舛葮O限又稱著火濃度極限。圖 226可以看出，當(dāng)混合氣中水蒸氣含量為2 .3%時(shí)，最高 Sn可達(dá) 52cm/s，比干氣燃燒時(shí)高出一倍多。 m0n TS ?圖 224火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c混合物初溫的關(guān)系 1一水煤氣 2一煉焦煤氣 3一汽油增熱煤氣 4一天然氣 5一發(fā)生爐煤氣 圖 225 火焰溫度對(duì)火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊? 4 . 壓力的影響 ? 長(zhǎng)期以來，許多實(shí)驗(yàn)表明，隨著燃燒時(shí)壓力的升高而其他參數(shù)不變時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣葘⒁獪p小。因?yàn)槿剂戏肿恿吭龃?，混合氣總分子量也變大，使得混合氣密度增大，由原理上分析得出的火焰?zhèn)鞑O限值減小 (參見圖 222)。 圖 222 燃?xì)?空氣混合物的 Sn與燃?xì)夂康年P(guān)系 1— H2 2— CO d— C2H4 4— C3H6 5— CH4 6— C2H6 7— C3H8 8— C4H10 9— 煉焦煤氣 10— 發(fā)生爐煤氣 2. 燃?xì)庑再|(zhì)的影響 ? 火焰?zhèn)鞑ニ俣仁紫扰c燃?xì)獾奈镄杂嘘P(guān)。氣流速度 (即火焰?zhèn)鞑ニ俣?)也可用顆粒跟蹤方法或激光測(cè)速法測(cè)定。 (2)激光測(cè)速法 激光測(cè)速的基本原理是利用光學(xué)多普勒效應(yīng)。 nnc o sS ? ? ??? 圖 224 本生火焰示意圖 1— 內(nèi)錐面； 2— 外錐面 三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y(cè)定 ? 如氣體出口速度分布均勻，則可假定內(nèi)錐為一幾何正錐體，并認(rèn)為內(nèi)錐焰面上各點(diǎn)的 Sn均相等。即可計(jì)算得火焰?zhèn)鞑ニ俣?。管徑越大，紊?dòng)越強(qiáng)烈，焰面彎曲度越大，Sv與 Sn的差值也越大。通常是依靠實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得單一燃?xì)饣蚧旌先細(xì)庠谝欢l件下的 Sn值，有時(shí)也可依照經(jīng)驗(yàn)公式和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算混合氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣取? ? 在紊流火焰中有許多大小不同的微團(tuán)作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 。 一、層流火焰?zhèn)鞑C(jī)理 ? 層流火焰?zhèn)鞑ダ碚? 第一是熱理論，它認(rèn)為控制火焰?zhèn)鞑サ闹饕菑姆磻?yīng)區(qū)向未燃?xì)怏w的熱傳導(dǎo)。 圖 217 靜止均勻混合氣體 中的火焰?zhèn)鞑? 圖 218 流管中的火焰鋒面 一、層流火焰?zhèn)鞑C(jī)理 ? 取一根水平管子，一端封住，另一端敞開，管內(nèi)充滿可燃混合氣。 ?熄火距離 當(dāng)其他條件給定時(shí)，點(diǎn)燃可燃混合物所需的能量與電極間距 d有關(guān)。 ? 用電火花進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)，先是由電火花加熱可燃混合物而使之局部著火，形成初始的火焰中心，隨后初始火焰中心向未著火的混合物傳播，使其燃燒。 ? 為簡(jiǎn)化分析，設(shè)有一無限長(zhǎng)的扁平點(diǎn)火火焰，當(dāng)作一維火焰進(jìn)行分析?？捎稍摶鹧鎸拥臒崞胶馇蟮?。點(diǎn)火熱源可以是：灼熱固體顆粒、電熱線圈、電火花、小火焰等。到 L39。假設(shè)溫度偶爾升高，則散熱量將大于發(fā)熱量，使溫度又降回到原處。 ERT1Q A e??二、熱力著火 ?單位時(shí)間內(nèi)燃?xì)馀c空氣的混合物通過容器向外散失的熱量為： ? ?20 Q F T T??式中 α —— 由混合物向內(nèi)壁的散熱系數(shù)； F—— 容器的表面積： T—— 混合物的溫度； T0—— 容器內(nèi)壁溫度。 ?只有當(dāng)壓力處于下限和上限之間時(shí)，支鏈反應(yīng)的活化中心的增加速度才會(huì)超過其銷毀速度，反應(yīng)才會(huì)自動(dòng)加速，引起燃燒和爆炸。 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?gòu)亩狗磻?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。 ? 有些化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理十分復(fù)雜，它們往往是通過鏈反應(yīng)方式來進(jìn)行的?？扇?xì)怏w的燃燒反應(yīng)都是鏈反應(yīng)。 ? 在鏈反應(yīng)中，如果每一鏈環(huán)中有兩個(gè)或更多個(gè)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(gè)新的活化中心，那么這種鏈反應(yīng)稱為直鏈反應(yīng)。 ?氫氧混合物存在一個(gè)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(duì)于支鏈反應(yīng)，在著火前存在著一個(gè)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。 由于容器中溫度變化不大，可以近似地認(rèn)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(dāng)溫度 T0較低時(shí)，散熱線 M和發(fā)熱曲線 L有兩個(gè)交點(diǎn)： l和 2。因此交點(diǎn) 1是穩(wěn)定的平衡點(diǎn)。位臵時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)切點(diǎn)，就是著火點(diǎn) i。 ? 強(qiáng)制點(diǎn)火要求點(diǎn)火源處的火焰能夠傳至整個(gè)容積，因此著火的條件不僅與點(diǎn)火源的性質(zhì)有關(guān)，而且還與火焰的傳播條件有關(guān)。 ? 火焰層單位時(shí)間內(nèi)的傳導(dǎo)熱量 Q1 ? 層內(nèi)的化學(xué)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(dǎo)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。將扁平火焰放入無限大的充滿可燃混合物的容器中。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?xì)獾臐舛?、壓力、初始溫度、流?dòng)狀態(tài)、混合物的性質(zhì)以及電火花提供的能量等。當(dāng) d小到無論多大的火花能量都不能使可燃混合物點(diǎn)燃時(shí)，這個(gè)最小距離就叫熄火距離 dq。點(diǎn)火后，火焰面以一定的速度向未燃方面移動(dòng)，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。第二是擴(kuò)散理論，認(rèn)為來自反應(yīng)區(qū)的鏈載體的逆向擴(kuò)散是控制層流火焰?zhèn)鞑サ闹饕蛩亍?0dd, 。如果微團(tuán)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。 ? 尚缺少完全符合 Sn定義的測(cè)定方法。 三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y(cè)定 ? 管徑越大，管壁散熱對(duì)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。 ? 這種方法的主要缺點(diǎn)是肥皂液蒸發(fā)對(duì)混合氣濕度的影響。
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