燃料的着火理论.pptVIP

自燃着火 自燃着火是依靠可燃混合物自身的缓慢氧化反应逐渐积累热能和活化分子，从而自行加速反应，最后导致燃烧。 自燃着火的两个条件： 可燃混合物应有一定的能量储存过程。 在可燃混合物的温度不断提高，以及活化分子的数量不断积累后，从不显著的反应自动地转变到剧烈的反应。 爆燃 在着火过程中，剧烈反应的现象称之为爆燃，分析研究爆燃过程的理论即为爆燃理论。 在可燃混合物的着火过程中，主要依靠热能的不断积累而自行升温，最终达到剧烈的反应的爆燃称为热力爆燃。 如果可燃混合物的着火过程，主要依靠链分支而不断积累活化分子，最终达到剧烈的反应而释放热量的爆燃称为链爆燃。 既有升温而使可燃混合物反应加速，也有分支链反应加强而使可燃混合物反应加速，最终达到剧烈反应和释放热量的爆燃称为链热力爆燃。 强迫着火 强迫着火是有一外加的热源向局部地区的可燃混合物输送热量，使之提高温度和增加活化分子的数量，迫使局部地区的可燃混合物完成着火过程而达到燃烧阶段，然后以一定的速度向其他地区扩展，导致全部可燃混合物燃烧的方式。 热力着火理论 设有一体积为V（m3）容器，其中充满了均匀可燃气体混合物，其浓度为c（mol/m3），容器的壁温为T0（K），容器内的可燃气体混合物正以速率为w[mol/（m3.s）]在进行反应。化学反应后所放出的热量，一部分加热了气体混合物，使反应系统得温度提高，另一部分则通过容器壁传给了周围环境。 假定： 容器内各处的混合物浓度和温度都相同。 在反应过程中，容器内各处的反应速率都相同。 容器的壁温T0及外界环境的温度在反应过程中保持不变。（决定传热强度的温度差就是壁温和混合物之间的温差。） 在着火温度附近，反应所引起的可燃气体混合物浓度的改变是忽略不计的。如以Q1表示在单位时间内由于化学反应而释放的热量（J/s），则 谢苗诺夫热力着火理论 谢苗诺夫采用“零维”模型，即不考虑容器内的温度、反应物浓度等参数的分布，而是把整个容器内的各参数都按平均值来计算。 --------化学反应速率,单位为mol/(m3.s); q----------化学反应的摩尔热效应,单位为J/mol; V----------容器的体积,单位为m3。 化学反应热 周围环境散热 爆燃的临界条件 在B点处混合物的温度为 经一系列的推导 感应周期 感应周期------反应速率由几乎为零增大到可以觉察到一定数值时所需要的时间。 热力着火的自燃范围 无论是均相气体燃料还是固体燃料，当周围介质温度T0达到一定值后，即会发生热力着火。 在一定炉内压力下，可燃物浓度变化时，自燃温度也不同。设混合物中氧化剂A与燃料B是二级反应，临界着火条件下，有： 强迫着火条件 在工程实际中强迫着火方法有： 高温烟气向火焰根部回流、炉拱、卫燃带、用油点燃、电火花点燃等。 强迫着火与热力着火本质上没有差别。 强迫着火要求可燃物某部分在炽热物体表面首先发生高速化学反应，燃料放热量大于其向周围的散热量。反应自动加速效应之后与热力着火不同。局部着火源和火焰向其他未燃烧物扩散。 因而，强迫着火不但与点火源的特性有关，而且与火焰传播特性有关。 强迫着火原理 设有一个炽热点火物体（炽热的燃烧稳定器），放在充满可燃物的容器中。炽热物体附近的可燃物受热加热。 当炽热物体温度为T1时，如周围是惰性气体，则气体中的温度曲线A1如图2-23（a），如为可燃气体，但温度比较低，处于低温氧化状态而不着火，则为A2；当炽热物体温度升至T2时，为惰性气体时，温度曲线为A3，为可燃气体时，炽热体附近发生较剧烈的化学反应，周围可燃气体的放热量等于散热量，使温度曲线成A4，水平线。 强迫着火条件 : 外界对局部的可燃混合物进行加热，并使之着火，之后火焰传播到整个可燃混合物中，这种使燃料着火的方法称为强迫着火。 化学反应作用向周围可燃物导出的热： 可燃物向外散热： 临界着火条件： 对强迫着火的判别 在转折点上的温度为着火温度, 该着火温度是确定于试验条件而异。 谢苗诺夫热力着火理论用于碳着火分析 碳粒表面一级化学反应 氧扩散速度为 谢苗诺夫准则 影响煤粒着火的因素分析 煤种； 粒径； 传热条件、加热速率； 氧化剂含量； 初温、压力。 下面介绍：辐射与对流散热对煤粉着火的影响，介质温度的影响，煤种、煤粒直径的影响，介质含氧量的影响。 煤粒直径对着火的影响 对于处在动力区反应得煤粒：反应热Q1不变，d变小，Q2变大 当d变小、Q2变大、 时 存在一个临着火直径dcr，极限时煤粒与烟气之间相对速度为0。Nu=2 着火临界直径 火焰传播 火焰在容器的一处着火后，无需外界供应热量，着火就能够毫无延迟地向燃料的未燃部分传播，使容器内燃烧过程能自行持续下去。 火焰传播的类型 着火后以一定速度均匀地向