第五章燃燒理論基礎(chǔ)-資料下載頁
2024-10-11 21:44本頁面
【導(dǎo)讀】1，幾種熱損失。為了減小熱損失，鍋爐燃燒需要作到：。穩(wěn)定著火、快速燃盡。2，為實現(xiàn)該目的，需尋找強(qiáng)化燃燒的方法，這就要認(rèn)。從而，需要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)燃燒理論。燃燒是氣體、液體或固體燃料與氧化劑之間發(fā)生的一種強(qiáng)烈的化。流動、傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)同時發(fā)生有相互作用的綜合現(xiàn)象；典型的物理化學(xué)過程；化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱傳質(zhì)學(xué)是研究燃燒反應(yīng)過程的。直至18世紀(jì)中以前，發(fā)展緩慢，對燃燒現(xiàn)象的本質(zhì)幾乎一?！?9世紀(jì)出現(xiàn)熱化學(xué)和化學(xué)熱力學(xué)（將燃燒作為熱力學(xué)系。激光測量技術(shù)的出現(xiàn)，使精密測量成為現(xiàn)實。要求燃燒不斷強(qiáng)化和趨于更高能量水平；探討高溫、高壓、高速、強(qiáng)湍流條件下的燃燒。潔凈燃燒，減輕環(huán)境污染?；馂?zāi)的起因與防治。單位時間內(nèi)和單位體積內(nèi)燃燒掉的燃料所釋放出的熱量。1867年由Guldberg和Wage提出。濃度越大，即分子數(shù)目越多，分子間發(fā)生碰撞的幾。氣態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)，壓力升高，體積減少，濃度增
【正文】 ???（ 1） 動力區(qū) （ 化學(xué)動力控制區(qū) ） ?溫度較低：碳表面化學(xué)反應(yīng)速度遠(yuǎn)小于氧氣向表面的擴(kuò)散速度 ， 氧氣供應(yīng)充分 ， 足夠反應(yīng)所需 。燃燒速度取決于化學(xué)反應(yīng)速度 ， 反應(yīng)處于動力區(qū) 。 ? K很小 （ 溫度很低 ） ， 1/k很大 ， 所以 ? 氧氣從遠(yuǎn)處擴(kuò)散到固體表面 ， 消耗不多 ? k服從阿定律的 ， 與 k的規(guī)律一樣 ksk ?11 ??0kCw ?0CC b ?0kCw ?（ 2） 擴(kuò)散區(qū) （ 擴(kuò)散控制區(qū) ） 溫度增加 ， k急劇增大 ， 耗氧量急劇增加 ， 消耗掉擴(kuò)散來的氧 氣 ， 還處于 “ 待料 ” ， 燃燒速度取決于擴(kuò)散 ， 反應(yīng)處于擴(kuò)散區(qū) 。 k很大 （ 溫度很高 ） ， 1/k很小 ， 所以 ， ? ? 與溫度 T的關(guān)系十分微弱 ， 而且擴(kuò)散燃燒速度隨 的增大而增大 ksk ?11 ?? 0Cw ks??ks?（ 3） 過渡區(qū) ? k與大小相差不多 ， 服從： kCwks11 ???動力與擴(kuò)散燃燒理論應(yīng)用 討論 ? 不同溫度區(qū)域內(nèi) ， 為提高反應(yīng)速度 ， 有不同的措施： ? 溫度較低時 ， 提高燃燒速度的關(guān)鍵： 提高溫度 ， 氧氣很充足 ， 不必大量鼓風(fēng)； ? 溫度較高時 ， 提高燃燒速度的關(guān)鍵： 提高 ， 缺氧是關(guān)鍵 ， 要提高出力 ， 應(yīng)大量鼓風(fēng) 。 ks? 第八節(jié)碳粒的一次反應(yīng)和二次反應(yīng)機(jī)理 ? 一、碳粒一次反應(yīng)機(jī)理 ? 將碳和氧氣之間的直接反應(yīng)稱為一次反應(yīng)。一次反應(yīng)產(chǎn)物繼續(xù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)稱為二次反應(yīng)。 ? 溫度在 1300℃ 以下時的反應(yīng) ? 第一步是形成碳氧絡(luò)合物。即被碳粒所吸附的氧分子溶入碳粒晶格中，形成碳氧絡(luò)合物： ? ? (524) 43223 OCOC ??? 第二步是碳氧絡(luò)合物的離解。即在高能量氧分子撞擊下，碳氧絡(luò)合物發(fā)生離解： ? COCOOCOC 22 2243 ????以上兩個方程式相加： COCOOC 2234 22 ???溫度在 1600℃ 以上時的反應(yīng) ? 第一步仍然是形成碳氧絡(luò)合物。 ? 第二步同樣是碳氧絡(luò)合物在高溫下受熱分解： ? 以上兩式相加： 43223 OCOC ??COCOOC 2243 ??COCOOC 223 22 ???溫度范圍在 1300～ 1600℃ 之間時的反應(yīng) ? 由于同時存在氧分子溶于碳粒晶格和在晶格邊界上化學(xué)吸附。和的比例取決于和的綜合作用。在常壓下，若碳粒表面氧濃度不很大時，化學(xué)吸附環(huán)節(jié)對化學(xué)反應(yīng)起主導(dǎo)作用，也可近似認(rèn)為是一級反應(yīng)。 二、二次反應(yīng)對碳粒燃燒影響 ? 在幾乎靜止的空氣中碳粒的反應(yīng)可認(rèn)為是二次反應(yīng)。 ? 溫度為 800～ 1200℃ 時的反應(yīng) ? 由圖 58可知，碳粒表面和濃度最高。由于在火焰鋒面內(nèi)已經(jīng)完全燃燒，火焰鋒面外濃度為零。氧氣在向碳粒表面擴(kuò)散過程中，在火焰鋒面內(nèi)被消耗一部分，氧氣濃度在火焰鋒面處下降很快。由碳粒表面和火焰鋒面向周圍擴(kuò)散。 溫度為 1200～ 1300℃ 時的反應(yīng) ? 在高溫下碳粒表面的反應(yīng)實際上是還原反應(yīng)。如圖 59所示。
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