【正文】 同。單位時間內(nèi)容器中由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量為 EabRT1 0 A BQ W H V k e C C H V???式中 W—— 化學(xué)反應(yīng)速度； H—— 燃氣的熱值； k0—— 常數(shù)； V—— 容器的體積。當(dāng)壓力較高而且超過上限 (C點 )時，由于壓力高而反應(yīng)物濃度增大，活化中心與其它分子碰撞而銷毀的機會增多，所以反應(yīng)又突然變得緩慢。 ? 如果氧化反應(yīng)過程生成的熱量大于散失的熱量，或者活化中心濃度增加的數(shù)量大于其銷毀的數(shù)量，這個過程就稱為不穩(wěn)定的氧化反應(yīng)過程。在分子互相碰撞時，只有活化分子才能破壞原來分子的結(jié)構(gòu)，建立新的分子。這些自由原子和游離基稱為活化中心。 圖 21 鏈反應(yīng)圖式 (a)直鏈反應(yīng)； (b)支鏈反應(yīng) 一、支鏈著火 ?以氫、氧混合物的反應(yīng)為例，它有兩個壓力極限 — 下限和上限。 二、熱力著火 ? 一般工程上遇到的著火是由于系統(tǒng)中熱量的積聚，氧化反應(yīng)過程生成的熱量大于散失的熱量，使溫度急劇上升而引起的。假設(shè)由于偶然的原因使溫度下降一些，則由化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的熱量就小于散失的熱最，溫度將不斷下降。 ? i點是穩(wěn)定狀態(tài)的極限位臵，若容器內(nèi)壁溫度再升高，則發(fā)熱量總是大于散熱量，化學(xué)反應(yīng)就從穩(wěn)定的、緩慢的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變成為不穩(wěn)定、激烈的燃燒。 ? 著火點是一個極限狀態(tài)，超過這個狀態(tài)便有熱量積聚，使穩(wěn)定的氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的氧化反應(yīng)。有一熱金屬顆粒放入可燃混合物中，其附近的溫度分布示于圖 27，當(dāng)發(fā)生放熱反應(yīng)時，溫度梯度較小，因而從表面?zhèn)飨蚪橘|(zhì)的熱流也較小。在球體周圍厚度為 δ 的薄層中，溫度由 Tw直線下降至外部氣體介質(zhì)溫度 T0。第一種情況是，當(dāng)扁平火焰的厚度小于某一臨界尺寸時，溫度場不斷衰減，最終使點火火焰熄滅。電容放電時，釋放能量可由下式表示 212E C U?式中 C—— 電容器的電容； U—— 產(chǎn)生火花前施加于電容器的電壓。 ? 在可燃混合物中放入點火源點火時，產(chǎn)生局部燃燒反應(yīng)而形成點源火焰。正常燃燒屬于穩(wěn)定態(tài)燃燒，可視為等壓過程；而爆振屬不穩(wěn)定態(tài)燃燒，是靠氣體的膨脹來局部壓縮未燃氣體而形成的沖擊波。大多數(shù)火焰中，由于存在溫度梯度和濃度梯度，因此傳熱和傳質(zhì)現(xiàn)象交錯地存在著，很難分清主次。 0dTx T T y yxTx T T yx?? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ???0 n pd d dd d dTTSCx x x????? ????一、層流火焰?zhèn)鞑C理 ? 其邊界條件是 ? 假定 Ti是預(yù)熱區(qū)和反應(yīng)區(qū)交界處 (溫度曲線曲率變化點 )的溫度，從 T0到 Ti進行積分，下標(biāo) “ I”表示預(yù)熱區(qū)。 ? 關(guān)于大尺度強紊動的火焰?zhèn)鞑C理，不同學(xué)者有不同的解釋，因而形成了紊流火焰的表面理論和容積理論。 ? 測定 Sn的實驗方法，一般可歸納為靜力法和動力法兩類。管徑越大，焰面皺曲越烈，因而 Sv值隨管徑的增加而不斷上升。 ? 另一種類似的方法是球形炸彈法。 ? 再設(shè)內(nèi)錐為一底半徑是 r高度為 h的正錐體，只要準(zhǔn)確測得氣體流量和火焰內(nèi)錐高度，便可按下式求得法向火焰?zhèn)鞑ニ俣? 00 m 0 n f 0 n fF F S F? ? ? ? ???n 22gaLLSr r h????三、法向火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臏y定 ? 有關(guān)火焰中氣流速度比較精確的測量方法簡要介紹如下。可燃均勻混合氣進入直徑較大的圓管，通過裝在管口的多孔板或蜂窩格及整流網(wǎng)等，形成出口平面處速度的均勻分布。由圖 222可見，所有單一燃氣或混合燃氣的 Sn值隨混合物中燃氣含量變化的曲線均呈倒 U形，中間最大，兩側(cè)變小直至最小值，接近于最小值的含量即為混合物著火濃度的上限和下限。 ? 碳氫燃料的結(jié)構(gòu)對火焰?zhèn)鞑ニ俣纫灿胁煌挠绊?。溫度不太高時， Sn隨火焰溫度的增加主要表現(xiàn)為指數(shù)關(guān)系，因而影響很大。據(jù)上述比例關(guān)系式，只有 n2時， Sn才有可能隨壓力的提高而增大，否則 Sn將隨壓力的上升而變小。但是不同惰性氣體的影響可能是相互矛盾的。 火焰?zhèn)鞑舛葮O限 ? 玻璃管一端封閉，一端敞開，其內(nèi)充以燃氣 空氣混合物，將開口端用蓋蓋住，并浸入水銀槽中。 ? 哪些方法可實現(xiàn)熱力著火，各自的原理是什么。 ? 什么是火焰?zhèn)鞑舛葮O限。 ? 概述幾種常用點火方式的點火臨界參數(shù)。 圖 229 火焰?zhèn)鞑舛葮O限測定裝置 1發(fā)火花間隙； 2底板； 3水銀槽； 4壓力計 影響火焰?zhèn)鞑舛葮O限的因素 ? 各種因素對火焰?zhèn)鞑舛葮O限的影響如下： 1．燃氣在純氧中著火燃燒時，火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍將擴大。 ?????? ?? 12n0n PS圖 226 C0空氣混合氣火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c加入水蒸氣量的關(guān)系 圖 227 N2含量對火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊? (預(yù)混氣： CH4+O2) 1一 1 .5%N2+% O2； 2一 20% N2+80% O2 ； 3一 40% N2 +60% O2 ； 4一 60% N2 +40% O2； 5一 70% N2 +30% O2 ； 6一75% N2 +25% O2 ； 7一 79% N2 +21% O2 第四節(jié) 火焰?zhèn)鞑舛葮O限 火焰?zhèn)鞑舛葮O限 ? 在燃氣 空氣 (或氧氣 )混合物中，只有當(dāng)燃氣與空氣的比例在一定極限范圍之內(nèi)時，火焰才有可能傳播。 5 . 濕度和惰性氣體的影響 ? 在單一燃氣或可燃混合氣中加入添加氣時可以增大或減小火焰?zhèn)鞑ニ俣?。?dāng)超過 2500? 時，火焰溫度的影響已不符合熱力理論了。但對不飽和烴燃料，則火焰速度隨 nc的增多而減小，并且在 nc4的范圍內(nèi)， Sn下降很快，但當(dāng) nc4時，則 Sn又下降緩慢，并逐步趨向于一極限值。 ? 實驗觀測表明，以空氣作為氧化劑時，最大值 Sn是在燃氣含量略高于化學(xué)計量比時出現(xiàn)的。管口四周用惰性氣體將火焰包圍，用以限定火焰面的大小。對頻閃照射的粒子進行拍攝，可據(jù)此確定氣流的流線譜。根據(jù)記錄的壓力變化和球狀焰面的尺寸，可算得火焰?zhèn)鞑ニ俣?。臨界直徑在工程上是有意義的，可利用孔徑小