燃烧学 教学课件 作者 陈长坤 第4章 着火与灭火理论.ppt

《燃烧学 教学课件 作者 陈长坤 第4章 着火与灭火理论.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、燃烧学主编4.1　着火与灭火的基本概念4.2　谢苗诺夫热自燃理论4.3　强迫着火4.4　开口系统的着火和灭火分析4.5　链锁反应自燃理论4.6　链锁理论的灭火分析第4章着火与灭火理论4.1　着火与灭火的基本概念(1)着火。(2)热自燃。(3)链锁自燃。(4)强迫着火(点燃或称引燃)。(5)灭火。(6)着火条件。(1)着火。燃烧反应的一个重要的外部标志，指预混气自动反应加速并自动升温，以致引起空间某部分或某瞬间有火焰出现的过程，即由空间的这一部分到那一部分，或由时间的某瞬间到另一瞬间化学反应的作用

2、在数量上有跃变的现象。影响着火的因素包括化学动力学因素和流体力学因素。(2)热自燃。在可燃混合物的着火过程中，主要依靠热量的不断积累而自行升温，最终达到剧烈的反应速度的自燃。(3)链锁自燃。可燃混合物的着火过程，主要依靠链锁分支不断积累自由基(活化分子)，最终达到剧烈的反应速度的自燃。(4)强迫着火(点燃或称引燃)。可燃物局部受高温热源(电热线圈、电火花、炽热质点、点火火焰等)加热而着火、燃烧，然后依靠燃烧波传播到整个可燃混合物中。简言之：火焰的局部引发及其相继的传播。(5)灭火。由于散热、做功

3、等因素将能量或自由基从燃烧区域移走，使反应不能自持，由燃烧态向低温缓慢氧化态过渡，使燃烧中断。(6)着火条件。如果在一定的初始条件(闭口系统)或边界条件(开口系统)之下，系统将不能在整个时间区段内或空间区段内保持低温水平的缓慢反应态，而会出现一个剧烈加速的过渡过程，使整个系统在某个瞬间或空间某部分达到高温反应态(即燃烧态)，实现这个过渡过程的初始条件或边界条件便称为“着火条件”。对于给定的可燃混合气体，在闭口系统条件下，其着火条件可表示为：（4-1）在开口系统条件下，着火的临界边界条件经常用着火

4、距离xi表示，这时着火条件可表示为：（4-2）4.2　谢苗诺夫热自燃理论4.2.1　热自燃理论的基本出发点4.2.2　谢苗诺夫(Simonov)热自燃理论分析法4.2.3　着火感应期4.2.4　着火界限4.2.5　谢苗诺夫自燃理论的适用性4.2.1　热自燃理论的基本出发点任何反应体系中的可燃混合气体，一方面进行着放热的氧化反应，反应的放热使预混气温度升高，温度的升高又会促进反应加速，因而化学反应的放热速度和放热量是促进着火的有利因素。另一方面，体系又会向环境散热，使体系温度下降，因此散热是阻碍着

5、火的不利因素。4.2.2　谢苗诺夫(Simonov)热自燃理论分析法(1)初始的混合气体温度和容器壁温T0相同，在反应过程中，容器壁温T0及外界环境温度始终保持不变，而混合气体的瞬时温度为T，容器壁温与混合气温度相同。(2)容器内各点的温度、浓度和化学反应速度相同。(3)混合气体与容器壁之间有对流换热，表面传热系数为h，它不随温度的改变而变化。(4)在着火温度附近，由于反应所引起的可燃混合气的浓度变化忽略不计。4.2.2　谢苗诺夫(Simonov)热自燃理论分析法单位时间内化学反应释放的热量qr

6、为：（4-3）单位时间内容器壁的散热量ql为：(4-4)系统化学反应在产生热量的同时通过容器壁散失热量，总的能量守恒方程为：(4-5)图4 - 1　与随温度变化曲线4.2.2　谢苗诺夫(Simonov)热自燃理论分析法4.2.2　谢苗诺夫(Simonov)热自燃理论分析法(1)当散热强度(hS)较大，如图4 - 2中的ql1，qr与ql1曲线交于点a和点b。(2)当散热强度(hS)较小，如图4 - 2中的ql3，qr与ql3曲线相离。(3)当散热曲线为ql2，qr与ql2曲线相切。4.2.2

7、　谢苗诺夫(Simonov)热自燃理论分析法根据以上分析，谢苗诺夫给出了热力着火临界条件的数学表达式：(4-6)(4-7)(4-8)(4-9)(4-10)4.2.2　谢苗诺夫(Simonov)热自燃理论分析法4.2.2　谢苗诺夫(Simonov)热自燃理论分析法(4-11)(4-12)(4-13)(4-14)(4-15)4.2.3　着火感应期图4 - 3　与随外界温度变化曲线(不同环境温度)4.2.3　着火感应期4.2.4　着火界限(4-16)(4-17)(4-18)(4-19)(4-20)

8、4.2.4　着火界限(4-21)(4-22)(4-23)(4-24)(4-25)4.2.4　着火界限图4 - 5　着火界限4.2.4　着火界限4.2.4　着火界限图4 - 7　自燃温度与混合气体成分关系4.2.4　着火界限4.2.5　谢苗诺夫自燃理论的适用性图4 - 9　自动加热体系内的温度分布示意图a)谢苗诺夫模型　b)弗兰克-卡门涅茨基模型4.3　强迫着火4.3.1　炽热物体点燃理论——零值边界梯度法4.3.2　热平板点燃理论4.3.3　电火花点燃4.3.1　炽热物体点燃理论——零值边界梯度