燃烧理论-1（含绪论）-o(1).pptVIP

在反应中，反应速率取决于反应速率最慢的一步，即取决于： H + O2 →OH + O ，因此反应速率为： 其中系数 2 是因为一个 H 原子将产生两份水和两个H 原子。 我们假定： 1、H 原子的数量取决于最慢的一步反应，即： H + O2 →OH + O 并认为在反应开始时H 原子很少，因此H + H → H2 的反应可以忽略不计。 2、在最初反应时，原有氧浓度和氢浓度不变，并等于起始浓度。 3、反应开始时温度变化很小，可以认为 T = const 。 上式如下图所示。 于是可得如下结论： （1）在反应开始阶段反应速率很小，在这一时期内，系统内积累了必要的活化中心，当活化中心积累到一定程度时，则反应速率随时间剧烈的增加，这一时间 τi 称为感应期。 感应期不是物性参数，主要与初始时活化中心的浓度、温度、容器的形状及材料有关。 （2）反应速率是自动加速的，因此对分支链来说，即使过程是在等温条件下进行的，反应也会发展成爆炸性反应。这与双分子反应或不分支链反应有显著差别。下图分别表示了三中反应速率随时间的变化。 连锁反应：活化中心的形成； 活化中心的发展或增殖； 活化中心的销毁——链的中断。 链的中断：两个原子和一个中性分子碰撞而重新结合，能量传 给中性分子。 两个原子在器壁碰撞而重新结合。能量给器壁。 反应初期，活化中心浓度小，不易重新结合，链中断少； 反应后期，活化中心浓度大，就会发生链的中断，到一定时间， 活化中心会停止增加，将影响反应速率。 钻木取火的传说 田单的火牛阵 超音燃烧 ?超音燃烧主要在“超燃”发动机中，所谓“超燃”发动机，即冲压超音燃烧发动机，又名“S”发动机。说来话长，上个世纪40年代，航空燃气涡轮发动机代替了活塞发动机，使飞机的时速可达数百公里，从而跨越了“音障”。不过这种发动机的时速只稍高于3倍音速。后来发明了冲压喷气发动机。猛一看，这种发动机构造十分简单。要是在飞行速度达到2倍音速时启动，飞行速度可达到6倍音速以上。问题是这时进入发动机的空气变成高达数千度的高温空气。这样的高温是任何材料也经受不起的，任何冷却系统也帮不上忙。而且，温度过高，燃烧效率变差。通常，冲压发动机的燃烧是以低于音速的速度进行的。能不能以高超音速燃烧呢?20世纪50年代世界上出现了“S”发动机。80年代，“S”发动机取得了辉煌成绩，其标志是把6~8倍音速的“S”发动机推向了成熟。 在研制“S”发动机的过程中，最大的问题是如何对8倍音速的“S”发动机进行地面试验验证。90年代中，世界强国调整了“S”发动机计划，暂缓飞行器的研制，把重点转向了大于8倍音速的“S”发动机推进系统的研究和地面验证试验方面。这时，不少国家的军方看准了“S”发动机研制的大量成果———“S”发动机、燃料技术、高超声空气动力、高超声飞行器外形、热结构材料以及热防护技术等，主张把“S”发动机的技术同精确制导技术相结合，发展高超音速巡航导弹。其中，俄罗斯于1991年11月27日进行了世界首次试验飞行。接着确定了代号为“针”的武器发展计划。据透露，“针”的样机长约8米，携带18公斤液氢燃料，飞行速度为6~14倍音速，比较适合于“白杨”洲际导弹投送。随着苏联解体，俄罗斯财政拮据，整个计划陷于停顿。 脉冲燃烧 采用的是一种间断燃烧的方式，使用脉宽调制技术，通过调节燃烧时间的占空比(通断比)实现窑炉的温度控制。燃烧状态下的燃料流量可通过主燃料控制阀门在线调节，燃烧器一但燃烧，就处于其设计的最佳燃烧状态，保证燃烧器燃烧时的燃气出口速度不变。控制系统使窑内燃烧器交替燃烧，通过燃气在窑内的不断搅拌，使窑内温度场均匀分布。当需要升温时，燃烧器燃烧时间加长，间断时间减小；需要降温时，燃烧器燃烧时间减小，间断时间加长。并根据窑炉的设定温度来控制燃烧时的燃料流量，当设定温度较低时，将主燃料控制阀门关小，当设定温度较高时，将主燃料控制阀门开大，避免窑内处于低温状态时，燃气与窑炉的温度差过大，对窑内制品造成的直接热冲击。? 脉冲燃烧系统的主要优点为：?1. 系统简单可靠，造价低。?2. 可提高窑内温度场的均匀性。?3. 传热效率高，大大降低能耗。?4. 燃烧器的负荷调节比大。?5. 无需在线调整，即可实现空燃比的精确控制。?6. 减少NOx的生成。?  与传统的比例燃烧控制相比，脉冲燃烧控制系统中参与控制的仪表大大减少，仅有温度传感器、控制器和执行器，省略了大量价