燃?xì)鈶?yīng)用第二章ppt課件-文庫吧在線文庫
【正文】 和活性中心的擴(kuò)散對火焰的傳播可能同等重要。 0 。當(dāng)微團(tuán)的脈動速度大于層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?(u′ Sl)時，為大尺度強(qiáng)紊動火焰，反之為大尺度弱紊動火焰。精確測量 Sn的困難在于幾乎不可能得到嚴(yán)格的平面狀火焰面。但實(shí)際上管徑增大時焰面要發(fā)生皺曲。某些碳?xì)淙剂蠈υ砼菽さ臐B透性、皂泡球狀焰面的曲率變化以及紊流脈動等因素，都會給測定結(jié)果帶來誤差。 ? 當(dāng)混合氣出流穩(wěn)定時，按連續(xù)方程有 ? 式中 F0—— 燃燒器出口截面積； υ m—— 燃?xì)?空氣混合物在燃燒器出口處的平均流速； Sn—— 平均法向火焰?zhèn)鞑ニ俣龋? Ff—— 火焰的內(nèi)錐表面積。 圖 225 通過火焰內(nèi)錐的流線分布情況 圖 226 法向火焰?zhèn)鞑ニ俣妊厝紵鹘孛娴姆植? 三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定 平面火焰法 ? Powling燃燒器和 MacheHebra噴嘴可提供平面和盤狀火焰，此類火焰的面積比較容易精確測量。燃?xì)夂涂諝獾幕旌媳壤兓瘯r， Sn 也隨之變化。 (參見圖 221所示曲線 )。歸納實(shí)驗結(jié)果表明，火焰?zhèn)鞑ニ俣?Sn隨初始溫度 T0的變化規(guī)律大致為 ? (2) 火焰溫度的影響 火焰溫度對 Sn的影響較為復(fù)雜。 對大多數(shù)碳?xì)淙剂系娜紵磻?yīng)來說，其反應(yīng)總級數(shù)均小于 2。一般來說，加入惰性氣體 (或降低 O2的濃度 )，將使燃燒溫度大大下降，從而降低了火焰?zhèn)鞑ニ俣?。了解燃?xì)?空氣混合物的火焰?zhèn)鞑舛葮O限，對安全使用燃?xì)馐呛苤匾模渲狄话阌蓪?shí)驗測得。 圖 230 惰性氣體對火焰?zhèn)鞑舛葮O限的影響 思考題 ? 試分析熱力著火與支鏈著火的區(qū)別。 ? 試分析影響火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩亍? ? 法向火焰?zhèn)鞑ニ俣?、可見火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊亩x及它們相互之間的關(guān)系。 2．提高燃?xì)?空氣混合物溫度，會使反應(yīng)速度加快，火焰溫度上升，從而使火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍擴(kuò)大。若混合比例超過極限范圍，即當(dāng)混合物中燃?xì)鉂舛冗^高或過低時，由于可燃混合物的發(fā)熱能力降低，氧化反應(yīng)的生成熱不足以把未燃混合物加熱到著火溫度，火焰就會失去傳播能力而造成燃燒過程的中斷。大多數(shù)添加氣或是改變混合氣的物理性質(zhì) (如導(dǎo)熱系數(shù) )，或是起催化作用。因為在高溫下離解反應(yīng)易于進(jìn)行，從而使自由基濃度大大增加。這些結(jié)果，可用反應(yīng)活化能不同 (含碳多者活化能大 )或者反應(yīng)中離子 (如 H、 O、OH等 )的擴(kuò)散速度不同來解釋。其原因是當(dāng)混合物中燃?xì)夂柯愿邥r，火焰中 H、 OH等自由基的濃度較大，鏈反應(yīng)的斷鏈率較小所致。只要準(zhǔn)確測得火焰平面的面積和混合氣流量，即可求得層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?(Sn=Lmix／ Ff)。根據(jù)示蹤間歇的距離和頻閃速度，可以計算得顆粒在氣流中的運(yùn)動速度。 三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定 （二）、動力法測定 Sn 本生火焰法圖 ? 本生火焰由內(nèi)錐和外錐兩層焰面組成，內(nèi)錐面由燃?xì)馀c預(yù)先混合的空氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)而形成的，靜止的內(nèi)錐焰面說明了內(nèi)錐表面上各點(diǎn)的 Sn(指向錐體內(nèi)部 )與該點(diǎn)氣流的法向分速度 υ n是平衡的。 圖 222 火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c管徑 的關(guān)系 圖 223 管子法測得的可見火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c燃?xì)饪諝饣旌衔锍煞值年P(guān)系 (d=) l— 氫； 2— 水煤氣； 3— 一氧化碳； 4— 乙烯； 5— 煉焦煤氣； 6— 乙烷；7— 甲烷； 8— 高壓富氧化煤氣 三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定 皂泡法 ? 將已知成分的可燃均勻混合氣注入皂泡中，再在中心用電點(diǎn)火化點(diǎn)燃中心部分的混合氣，形成的火焰面能自由傳播(氣體可自由膨脹 )，在不同時間間隔出現(xiàn)半徑不同的球狀焰面。 圖 221 用靜力法 (管子法 )測定 Sn的儀器 1— 玻璃管； 2— 閥門； 3— 火花點(diǎn)火器； 4— 裝有惰性氣體的容器 三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定 ? 由于燃燒時氣流的紊動，焰面通常不是一個垂直于管子軸線的平面，而是一個曲面。 (3)紊流脈動加快了已燃?xì)夂臀慈細(xì)獾幕旌?，縮短混合時間，提高燃燒速度。在研究紊流火焰?zhèn)鞑r，把焰面視為一束燃?xì)馀c已燃?xì)庵g的宏觀整體分界面，也稱為火焰鋒面。在預(yù)熱區(qū)中忽略化學(xué)反應(yīng)的影響，在反應(yīng)區(qū)中略去能量方程中溫度的一階導(dǎo)數(shù)項。如 Sn=u，則氣流速度與火焰?zhèn)鞑ニ俣认嗥胶?，火焰面便駐定不動。此火焰面的移動速度稱為法向火焰?zhèn)鞑ニ俣?Sn(或稱層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?Sl，或正常火焰?zhèn)鞑ニ俣?)，簡稱 火焰?zhèn)鞑ニ俣?。能量低于此極值時不能形成初始火焰中心。 ff2 2 2 ,ccy r r??? ? ? ? ?12f0cTTrHW? ???? ?????三、電火花點(diǎn)火 ? 把兩個電極放在可燃混合物中，通高壓電打出火花釋放出一定能量，使可燃混合物點(diǎn)著，稱為電火花點(diǎn)火。 ? ?22 W044r H W r T T? ? ? ? ???2s0 24 iir H WTTNu ?????二、小火焰點(diǎn)火 ? 點(diǎn)燃可燃混合物所需的能量可由點(diǎn)火火焰供給。溫度臨界值 Tis就是強(qiáng)制點(diǎn)火的點(diǎn)火溫度。 圖 26 壓力升高時可燃混合物的 熱力著火過程 圖 27 著火點(diǎn)與散熱條件的關(guān)系 二、熱力著火 ? 著火點(diǎn)是發(fā)熱曲線與散熱曲線的相切點(diǎn)，符合以下關(guān)系： ? 將發(fā)熱和散熱方程代入以上聯(lián)立方程式，合并以上兩式解二次方程就可得到相當(dāng)于切點(diǎn) i的著火溫度： ? 展開成級數(shù)，將其大于二次方的各項略去 (誤差不超過 l／ 100)可得可燃混合物著火的條件 1212ddddTT???????04112iRTETTRE????200iRT T TE??第二節(jié) 燃?xì)獾狞c(diǎn)火 燃?xì)獾狞c(diǎn)火 ? 當(dāng)一微小熱源放入可燃混合物中時，則貼近熱源周圍的一層混合物被迅速加熱，使可燃混合物逐步著火燃燒。如果散熱條件不變，升高壓力將使反應(yīng)物濃度增加，因而使化學(xué)反應(yīng)速度加快。 ? 交點(diǎn) 1的情況則不
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