《消防燃烧学》第9章_着火过程.ppt

第九章 着火过程 注意： （1）系统达到着火条件，并不意味着已经着火，而只是系统具备了着火所需要的条件； （2）着火条件是就系统的初态而言的，图中横坐标不是代表反应进行的温度，而是系统的初始温度。 （3）着火条件不是一个简单的初温条件，而是化学动力学和流体力学参数的综合体现。对一定种类的可燃预混气而言，在封闭条件下，其着火条件可由下列函数关系式表示： 谢苗诺夫着火理论的基本内容 谢苗诺夫着火理论的应用 谢苗诺夫着火理论的局限性 氢/氧体系的着火“半岛” 烃类气体燃烧的“冷焰”现象 卤代烷的高效灭火性能 强制着火与自发着火的不同 燃烧室着火过程的简化模型 作业 1.假设某爆炸性气体活化能为40KJ/mol, 储存在温度为300K的容器内。容器是绝热的，试求发生爆炸的临界温度. 2.（1）采取那些方法可使不自燃的体系达到临界着火条件，并用示意图表示。（2）采用不同方法时体系的自燃点是否相同？比较其大小 3.在自由基链锁着火理论中，其基本思想是什么？着火的条件是什么？试分析，基于该理论，可以采取哪些方法灭火？ 4.下列现象或实验结果可用哪种着火理论解释？ (1)可燃气体爆炸存在浓度极限； (2)可燃物燃烧或爆炸存在着火感应期； (3)氢气/氧气体系有三个着火极限； (4)当可燃气体的压力低于某一极限压力时，不能燃烧或爆炸； (5)卤代烷有很好的灭火效能。 * 《工程燃烧学》--第九章 在第一、二极限之间的爆炸区内有一点P （1）保持系统温度不变而降低压力，P点则向下垂直移动。 自由基器壁消毁速度加快,当压力下降到某一数值后 ------第一极限 （2）保持系统温度不变而升高压力，P点则向上垂直移动。 自由基气相消毁速度加快,当压力升高到某一数值后 ------第二极限 （3）压力再增高，又会发生新的链锁反应 导致自由基增长速度增大，于是又能发生爆炸。 ------第三极限 第九章 着火过程 * 几个有关着火的基本概念 着火理论 点火过程 燃烧室中的着火和熄灭 * 第三节 点火过程 1.强制着火与自发着火的区别 复习自燃与点燃 自燃：可燃物在没有外部火花、火焰等火源的作用下，因受热或自身发热并蓄热所产生的自然燃烧。 （1）热自燃：可燃物因被预先均匀加热而产生的着火； （2）化学自燃：可燃物在常温下因自身的化学反应所产生的热量造成的着火。 点燃：由于从外部能源（如电热线圈、电火花、炽热质点、点火火焰等）得到了能量，致使可燃物局部受到强烈加热而着火，然后燃烧传播到整个可燃物中。简言之：火焰的局部引发及其相继的传播。也称“强制着火”、“引燃”。 第一，强制着火仅仅在混合气局部（点火源附近）中进行，而自燃着火则在整个混气空间进行。 第二，自燃着火是全部混合气体都处于环境温度T0包围下，由于反应自动加速，使全部可燃混合气体的温度逐步提高到自燃温度而引起。强制着火时，混气处于较低的温度状态，为了保证火焰能在较冷的混合气体中传播，点火温度一般要比自燃温度高得多。 第三，可燃混合气能否被点燃，不仅取决于炽热物体附面层内局部混合气能否着火，而且还取决于火焰能否在混合气中自行传播。 3.点燃条件分析 * 点火温度 点火温度与着火温度均指可以实现着火的最低温度，数值上点火温度高于着火温度。 原因：①离开热源表面稍微远一点，温度即会下降。②由于化学反应，靠近表面处的浓度会下降。 * 第九章 着火过程 几个有关着火的基本概念 着火理论 点火过程 燃烧室中的着火和熄灭 * 第四节 燃烧室中的着火和熄灭 浓度C不变； 可燃混合物在燃烧室内有一定的逗留时间τ； 具有一定的燃烧完全系数φ。 燃烧室着火过程的特点 燃烧室绝热； 着火过程和燃烧过程为绝热过程； 零维模型：即燃烧室内的温度、浓度、压力（常压）等参数的平均值与出口参数相同。 燃烧化学反应为一级反应。 连续流入燃烧室的可燃物的初始温度T0，浓度为C0；燃烧产物流出温度为T，没有燃尽的可燃混合物的浓度为C；可燃物在燃烧室内停留时间为τ1，完成燃烧反应所需要的时间为τ2。 取无量纲参数： （1）无量纲放热率 （2）无量纲温度 （3）无量纲停留时间 放热反应： （2） Q1 = q W = q（C – C0）/?1 Q1 = q k0 exp（– E /RT）·C （1） 一级反应： k0 = 1 / ?2 （3） * （4） （5） 散热反应： Q 2 = cP / ?1 （T – T0） 在燃烧室内，Q1全部转为燃烧产物的热量。燃烧产