【正文】 度 θ0不變時(shí)，在不同無量綱逗留時(shí)間 τ 下，作 ε1～ θ曲線、 ε2～ θ曲線。 C點(diǎn)上穩(wěn)定點(diǎn)，激烈燃燒狀態(tài)，但如果沒有外界熱量，不可能達(dá)到 C點(diǎn)。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 22 開口系統(tǒng)零維模型與基本假設(shè) 設(shè)系統(tǒng)是一兩端開口體極為 V的圓柱形容器，流入可燃混合物具有均勻的初始溫度 T0和初始濃度 C0； 可燃混合物進(jìn)入系統(tǒng)后迅速反應(yīng)，使其溫度升高為 T、 濃度降低為 C； 且 T、 C處處相等。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 19 第三節(jié)鏈鎖自燃理論 ? 很多燃燒反應(yīng)都屬于鏈鎖反應(yīng)，因此有必要探討鏈鎖自燃的理論。 一定的溫度 TC下，散熱條件加強(qiáng)，自燃著火的范圍將變窄。 TC難以實(shí)驗(yàn)測(cè)量，因此常用 T0表示著火溫度（前提是必須滿足臨界條件） 。因此相切是自燃著火的臨界條件。燃料處于儲(chǔ)存期且有空氣進(jìn)入就類似這種情況。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 3 第一節(jié)閉口系統(tǒng)熱自燃理論 熱自燃現(xiàn)象相當(dāng)復(fù)雜，為了揭示本質(zhì)，一般采用“閉口系統(tǒng)”來分析，并作以下假設(shè)： 反應(yīng)在體積為 V表面積為 S的密閉容器內(nèi)進(jìn)行； 容器壁溫始終保持 T0； 容器內(nèi)可燃物具有相同的溫度、濃度、以及化學(xué)反應(yīng)速度； 容器內(nèi)反應(yīng)初 始溫度為 T0。2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 1 第四章預(yù)混可燃?xì)獾闹鹄碚? 在燃燒裝置中，著火是有條件的；另外，有些時(shí)候我們要防止發(fā)生著火，或者在燃燒后要求盡快熄滅，比如消防。 鏈鎖自燃：由于分枝鏈鎖反應(yīng)造成活性中心迅速繁殖，不需要高溫條件，就可以達(dá)到很高的反應(yīng)速度－－鏈鎖爆炸 實(shí)際自燃過程中，二者兼有，一般低溫下鏈鎖自燃主導(dǎo)，高溫下熱自燃主導(dǎo)。混合物只能處于緩慢氧化狀態(tài)。但是 C點(diǎn)不是穩(wěn)定點(diǎn)，一旦溫度略有提高，放應(yīng)放熱繼續(xù)超過系統(tǒng)散熱而達(dá)到自燃著火。 ERTTTC200 ??冪級(jí)數(shù)展開后，略去高次項(xiàng)，可以得到著火溫度 取 T0=1000K,E=167kJ/mol,可以計(jì)算得到 TCT0=50K。 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 16 保持 PC為常數(shù)自燃界限曲線 以 aS/V為參變數(shù)作出 TC~xf的關(guān)系曲線 對(duì)應(yīng)于某個(gè)溫度 TC，自燃著火僅能夠在一定的 xf范圍內(nèi)發(fā)生；并且溫度越高著火范圍越寬。 提高初溫相當(dāng)于縮短感應(yīng)期；當(dāng)初溫高于臨界溫度時(shí)依然存在，此圖無法示出。 壓力越低，活性中心擴(kuò)散速度越高，碰壁的可能性越大，故 gf； 出現(xiàn)低界限 提高壓力，活性中心濃度增加，相互碰撞的可能性增大，故 gf； 出現(xiàn)高界限 第三界限是由于熱量積累造成的，熱自燃理論 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 21 第四節(jié)開口系統(tǒng)（燃燒室）熱自燃理論 柴油機(jī)燃燒室 蘇 30尾噴 焚燒爐 多數(shù)燃燒裝置都是源源不斷送入可燃物與氧化劑，燃燒產(chǎn)物連續(xù)排出；因此燃料在燃燒室內(nèi)的逗留時(shí)間使有限的，而著火、燃燒過程需要一定時(shí)間，因此需要引出 開口系統(tǒng) 來討論自然著火理論。 B不穩(wěn)定點(diǎn)，只要溫度稍有降低，則趨于 A， 稍有升高則趨向 C。著火與熄火的臨界條件為： ??????dddd 2121??注意：盡管著火與熄火的臨界條件表達(dá)式相同，但是產(chǎn)生的條件卻不同。 對(duì)應(yīng)于著火所要求的無量綱發(fā)熱量要高于熄火時(shí)的無量綱發(fā)熱量，再次說明：熄火要在更加不利的條件下發(fā)生。 火箭 火炬 煤粉火焰 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 30 電火花點(diǎn)火 利用高壓、高頻等在點(diǎn)火電極之間產(chǎn)生高能電火花，點(diǎn)燃可燃混合物。 電弧點(diǎn)火電源 2021/6/16 河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 33 熾熱物體點(diǎn)火 利用電流流過電阻絲、棒等產(chǎn)生的熱量來點(diǎn)燃可燃物，這種點(diǎn)火方式設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但是由于電阻絲容易氧化燒蝕，熱損比較嚴(yán)重。 TC臨界溫度著火 當(dāng) T1大于 TC時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度更高 ， 釋放熱量更多，從而使邊界層溫度高于壁面溫度，此時(shí) dT/dx大于 0，熱量將傳遞給周圍可燃物，于是，發(fā)生著火。因此化學(xué)反應(yīng)僅能在 01～ 02之間的邊界