西工大燃烧学各章总结+重点问答题

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西工大燃烧学各章总结+重点问答题

西工大燃烧学各章总结+重点问答题

前沿:燃烧强烈放热和发光的快速氧化反应过程。

按化学反应传播分类:强烈热分解、缓燃、爆震。

燃烧现象是流动、传热、传质和化学反应同时发生又相互作用的复杂的物理化学现象。

第一章:燃烧热力学化学恰当反应:所有参加化学反应的反应物都按化学反应方程规定的比例完全燃烧的反应。

特点:反应物完全消耗,燃烧强度最高。

空气-燃料化学恰当比(空—燃比):化学恰当反应时消耗的空气—燃料质量比。

当量比:实际燃油量所需的理论空气量与实际空气量之比或实际燃油量与理论燃油量之比。

余气系数:实际空气量所需的理论燃油量与实际燃油量之比或实际空气量与理论空气量之比。

热效应:温度不变,对外界只做容积功,所交换的热量。

反应热:化学反应过程中系统与外界交换的热量,统称为反应热。

反应焓:等温、等压条件下,反应物形成生成物时吸收或放出的热量(热效应)热效应:能够表征物质的属性而且是在特定条件下进行的化学反应的反应热,则称为热效应。

绝对焓:某一参考温度下该组分的生成焓和从某一参考温度开始的显焓变化之和。

标准反应热: 标准状态下的反应热。

燃烧焓:当1 mol的燃料与化学当量的空气混合物以一定的标准参考状态(比如1atm,25℃)进入稳定流动的反应器,且生成物(假定为CO2,H2O,N2)也以同样的标准参考状态离开该反应器,此反应释放出来的热量。

燃料的发热量:指单位质量或单位体积(对气体燃料而言)的燃料(在标准状态下)与空气完全燃烧时所能释放出的最大热量。

是衡量燃料作为能源的一个很重要的指标。

燃料热值:1kg燃料在标准状态下与空气完全燃烧所放出的热值。

高热值HHV(凝聚相),低热值LHV(汽态)。

绝热燃烧(火焰)温度(Tad):当燃料和空气的初始状态,即燃料/空气比及温度一定时,绝热过程燃烧产物所能达到的温度。

分类:等容燃烧和等压燃烧。

热离解:燃烧产物的分子在高温下吸收热量而裂变为简单分子或原子的现象。

标准生成吉布斯自由能:在标准状态(压力)下,由稳定单质(包括纯的理想气体,纯的固体或液体)生成1mol化合物时吉布斯自由能的变化值,称为该化合物的标准生成吉布斯自由能。

2.2燃烧焓和热值

2.2燃烧焓和热值

kJ kJ 10 393, 546 11 285, 857 kmol kmol 6, 830, 096kJ
3
例题
所以
hc H c , H 2O (l ) NC10 H 22 6,830, 096kJ 6,830, 096 kJ kmol C10 H 22 1kmol
甲烷的空气/燃料恰当比为17.11,于是反应焓或燃烧焓为
50016 hR 2761.8kJ / kgmix 17.11 1
2
热值
燃料的发热量(热值Calorific Value)
定义:指单位质量或单位体积(对气体燃料而言)的燃料 (在标准状态下)与空气完全燃烧时所能释放出的 最大热量。是衡量燃料作为能源的一个很重要的指标。
6,830, 096
- 12 -
hc hc MWC10 H 22
kJ kmol 48003 kJ kg C10 H 22 kg 142.284 kmol
h h 对于低热值,将 f , H 2O (l ) 换成 f , H 2O ( g ) 即可,因此有
hc 6,345,986 kJ kmol C10 H22
C10 H 22 g 15.5 O2 3.76 N 2 10CO2 11H 2O l或g 15.5 3.76 N 2
- 10 -
无论高热值还是低热值,都有
Hc H R H reac H prod
其中 H prod 的值依产物中的状态而定。
- 3 -
-qCV = -(hprod – hreac)
反应物 (标准状态下化学当 量燃料-空气混合物) 产物
(标准状态下完全燃烧)

燃烧学 复习重点概要

燃烧学 复习重点概要

第三章 着火和灭火理论一、谢苗诺夫自燃理论 1. 基本思想:某一反应体系在初始条件下,进行缓慢的氧化还原反应,反应产生的热量,同时向环境散热,当产生的热量大于散热时,体系的温度升高,化学反应速度加快,产生更多的热量,反应体系的温度进一步升高,直至着火燃烧。

2.着火的临界条件:放、散热曲线相切于C 点。

3.∆T=ER 20B T T T ≈-① 改变散热条件 ②增加放热二、区别弗兰克-卡门涅茨基热自燃理论与谢苗诺夫热自燃理论的异同点1.谢苗诺夫热自燃理论适用范围:适用于气体混合物,可以认为体系内部温度均一;对于比渥数 Bi 较小的堆积固体物质,也可认为物体内部温度大致相等; 不适用于比渥数Bi 大的固体。

2.弗兰克-卡门涅茨基热自燃理论:适用于比渥数Bi 大的固体(物质内部温度分布的不均匀性 ); 以体系最终是否能得到稳态温度分布作为自燃着火的判断准则 ;Tq αT自燃临界准则参数 δcr 取决于体系的几何形状。

三、链锁自然理论 1.反应速率与时间的关系 2.运用链锁自燃理论解释着火半岛现象 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,f < g, φ < 0 ----------------------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,当压力身高到某一数值后,f < g, φ < 0 ----------------------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。

3.基于f (链传递过程中链分支引起的自由基增长速率)和g (链终止过程中自由基的消毁速率 )分析链锁自燃着火条件w 0w 123M HO M O H +→++⋅22⋅⋅+→+OH O H H HO 222a.在低温时, f 较小(受温度影响较大),相比而言,g 显得较大,故:这表明,在 的情况下,自由基数目不能积累,反应速率不会自动加速,反应速率随着时间的增加只能趋势某一微小的定值,因此,f<g 系统不会着火。

燃烧学考试重点西工大

燃烧学考试重点西工大

1绝热火焰温度:当燃料和空气的初始状态,即燃料/空气比及温度一定时,绝热过程燃烧产 物所能达到的温度(最理想状态,最高温度)。

2.活化能:活化分子所具有的最小能量(E *)与整个反应物分子的平均能量(E )之差。

简称活化能(E a )。

E a=E *—E3。

标准燃烧焓: 当1mol 的燃料与化学当量的空气混合物以一定的标准参考状态进入稳定流动的反应器,且生成物也以同样的标准参考状态离开该反应器,此反应释放出来的热量。

4.基元反应:能代表反应机理由反应微粒一步实现的反应,而不通过中间或过渡状态的反应。

5。

链锁反应:一种在反应历程中含有被称为链载体的低浓度活性中间产物的反应。

通过活化粒子而进行的一系列化学反应为链锁反应二、1。

为什么紊流火焰传播速度要比层流火焰传播速度大得多?为提高紊流火焰传播速度可 采取哪些措施。

答:原因:(1)湍流流动使火焰变形,火焰表面积增加,因而增大了反应区;(2)湍流加速了热量和活性中间产物的传输,使反应速率增加,即燃烧速率增加; (3)湍流加快了新鲜混气和燃气之间的混合,缩短了混合时间,提高了燃烧速度。

措施:增大Re ,增大P ,增大T ,增大u',改变混气浓度 2.简述支链爆炸的着火(爆炸)的半岛现象?(课本69页)答:在压力—温度半岛图中,可爆与不可爆区域之间的界限称为爆炸极限。

第一爆炸极限的压力最低,此时 变为 ;显然,第一爆炸极限由碰壁销毁和链分支过程之间谁占优势决定。

第二爆炸极限发生在中等压力下,通常 简化为 ,此时,第二爆炸极限由气相销毁和链分支过程之间谁占优势决定.并不是所有燃料都存在第三爆炸极限。

对大多数燃料,存在第三爆炸极限,它是由热损失决定的,此时爆炸热理论适用。

3.叙述质量、能量、动量输运定律的表达形式和物理意义?答:1.费克扩散定律:在双组分混合物中组分A 的扩散通量的方向与该组分当地质量分数梯度方向相反,绝对值正比于该梯度值, 比例系数称为扩散系数。

高等燃烧学复习题参考答案集

高等燃烧学复习题参考答案集

高等燃烧学复习题参考答案集高等燃烧学复习题参考答案集一、填空题1、当燃料与氧化剂混合并得到足够的能量时,会产生燃烧反应。

燃烧过程中释放的能量可以通过测定火焰的______、______或______进行测量。

2、在高温下,燃烧反应可以在空气中进行,也可以在______或______等更高温度的介质中发生。

3、根据燃烧速度和燃烧规律,可以将燃烧分为四种类型:、、______和爆炸。

二、选择题1、下列哪个选项不是燃烧的特点?() A. 放热 B. 发光 C. 氧化反应 D. 三态转变2、以下哪个物质是燃烧反应的必要条件?() A. 燃料 B. 氧化剂C. 热量D. 以上都是3、下列哪个阶段属于燃烧过程?() A. 预混合阶段 B. 燃烧阶段C. 烟气排放阶段D. 以上都是三、判断题1、燃烧必须是化学反应。

()2、只要有氧气,就能发生燃烧反应。

()3、燃烧过程中,火焰传播速度越快,燃料的燃烧性能越好。

()四、简答题1、请简述燃烧与爆炸的联系和区别。

2、什么是燃烧的三要素?请列举生活中一个燃烧的例子进行说明。

3、请解释什么是着火和灭火,并分别列举相应的实例。

五、分析题1、请分析在燃烧过程中,空气动力学直径对火焰传播速度的影响。

2、某种燃料在纯氧中比在空气中更容易燃烧,请解释其原因,并探讨该现象对燃烧学研究的影响。

六、计算题1、已知某种燃料在常温常压下的燃烧速度为0.5kg/m²·s,求该燃料在高温高压条件下的燃烧速度。

假设压力升高10倍,求该燃料在高温高压下的燃烧速度。

安全学原理复习题及参考答案安全学原理复习题及参考答案一、填空题1、安全科学是一门______学科,它研究人类在______过程中,可能遇到的各种______、______、______和______等安全问题。

2、安全科学的基本原理包括______、______、和。

3、根据系统安全工程的观点,任何事故都是由于______、______、______和______共同作用的结果。

燃烧学思考与练习题全部

燃烧学思考与练习题全部

燃烧学思考与练习题第二章思考与计算题2.1 煤有哪些种类,都有哪些特点,其可燃组分有哪几种?2.2 煤中灰分和煤中不可燃矿物质的含义一样吗?2.3 煤中的含碳量、固定碳和焦炭的含义相同吗?2.4 什么是燃料的发热值?高位发热值和低位发热值有什么区别?如何利用氧弹式热量计测量煤的高位发热值?2.4 什么是标准煤?规定标准煤有何实用意义?2.5 整理一下你所了解的国内外的洁净煤燃烧新技术。

2.6 哪些石油加工产品可以作为工业炉窑的燃料?2.7 燃料油的粘度随温度升高而降低,利用恩格拉粘度计测量燃料油在不同温度下的粘度,并绘出它们之间的关系曲线。

2.8 重油燃烧技术对重油的粘度有什么要求?2.9 何谓燃料油的闪点、燃烧点和着火点?用实验来证明。

2.10 为什么需要了解燃料油的热稳定性和掺和性指标?2.11 与气体燃料有关的单一气体有哪些?它们各自的特点是什么?2.12 高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、天然气等都有哪些特点?按照它们的热值范围排序。

2.13 试求40%甲种煤和60%乙种煤的混合物发热值。

甲种:C ar=62.1%,H ar=4.2%,S ar=3.3%,N ar=1.2%,O ar=6.4%,M ar=7.0%,A ar=15.8%乙种:C ar=38.6%,H ar =2.6%,S ar =3.8%,N ar =0.8%,O ar =3.1%,M ar =11.0%,A ar =40.1% 2.14 已知某种煤的空干基成分为:C ad=53.97%,H ad=2.91%,S ad=3.54%,N ad=0.76%,O ad=5.1%,W ad=0.91%,A ad=32.81%;V daf=14.76%;Q net,ad=21623.8kJ/kg和收到基水分W ar=4.6%,求煤的收到基其它成分,干燥无灰基成分及收到基低位发热值,并用门捷列夫及我国煤科院的经验公式进行验算。

2.15 某种煤收到基含碳量为41%,由于受外界条件的影响,其收到基水分由15%减少到10%,收到基灰分由25%增加到35%,试求其水分和灰分变化后收到基含碳量?(要求先推导换算公式后计算)2.16 甲乙两厂采用相同型号锅炉,甲厂燃用Q net,ar=22274 kJ/kg的煤,煤耗6.53 kg/s,乙厂燃用Q net,ar=16341 kJ/kg的煤,煤耗8.25kg/s,用标准煤耗比较哪个厂的锅炉燃烧经济?2.17 某加热炉使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气,煤气温度25℃,由化验室分析的煤气组分见下表,求两种煤气的发热值和当高炉煤气和焦炉煤气按7:3混合时,混合煤气的组分和发热值。

燃烧学 课后习题答案

燃烧学 课后习题答案

燃烧学课后习题答案燃烧学是化学工程领域中的一门重要课程,主要研究燃烧过程的基本原理和应用。

通过学习燃烧学,可以深入了解燃烧的机理和特性,为工程实践提供理论指导。

在学习过程中,课后习题是巩固知识和提高理解能力的重要环节。

下面是一些燃烧学课后习题的答案和解析,希望对大家的学习有所帮助。

1. 什么是燃烧反应?燃烧反应的基本要素有哪些?燃烧反应是指物质与氧气发生氧化反应,产生大量热能和光能的过程。

燃烧反应的基本要素包括燃料、氧化剂和着火源。

燃料是被氧化的物质,氧化剂是提供氧气的物质,着火源是引发燃烧反应的能量源。

2. 什么是燃烧温度?燃烧温度是指燃烧反应中产生的热能所对应的温度。

燃烧温度的高低决定了燃烧反应的强弱和产生的热能量。

燃料的燃烧温度越高,燃烧反应越剧烈,产生的热能也越大。

3. 什么是燃烧热?燃烧热是指单位质量燃料完全燃烧时所释放的热能。

燃烧热是燃料的重要性能指标,可以用来评价燃料的燃烧效果和能量利用率。

燃烧热的单位通常为焦耳/克或千焦/克。

4. 什么是燃烧速率?燃烧速率是指燃烧反应进行的快慢程度。

燃烧速率受到多种因素的影响,包括燃料的物理性质、氧化剂的浓度和温度等。

燃烧速率的高低决定了燃烧反应的持续时间和产生的热能量。

5. 什么是燃烧过程的三个阶段?燃烧过程可以分为三个阶段:引燃阶段、燃烧阶段和燃烧结束阶段。

引燃阶段是指燃料与着火源接触后开始燃烧的过程。

燃烧阶段是指燃料与氧化剂充分混合并发生氧化反应的过程。

燃烧结束阶段是指燃料和氧化剂消耗完毕,燃烧反应逐渐停止的过程。

6. 什么是燃烧反应的平衡?燃烧反应的平衡是指燃料和氧化剂之间的反应速率达到动态平衡的状态。

在燃烧反应平衡时,燃料和氧化剂的浓度保持稳定,燃烧速率不再发生变化。

燃烧反应的平衡与反应速率、温度和压力等因素有关。

7. 什么是燃烧反应的爆轰?燃烧反应的爆轰是指燃料和氧化剂之间的反应速率迅速增加,产生剧烈的爆炸性反应。

爆轰一般发生在燃料和氧化剂的混合比例接近理论最佳比例时,温度和压力等条件适宜的情况下。

工程燃烧学复习要点汇总

工程燃烧学复习要点汇总

工程燃烧学复习要点汇总思考题第一章绪论1、燃烧的定义(氧化学说):燃烧一般是指某些物质在较高的温度下与氧气化合而发生激烈的氧化反应并释放大量热量的现象。

2、化石燃料燃烧的主要污染排放物?烟尘,硫氧化物,氮氧化物其次还有CO,CO2等其他污染物。

3、燃素学说;燃素学说认为火是火是由无数细小且活泼的微粒构成的物质实体,这种火的微粒即可愿意与其他元素结合而形成化合物也可以以游离的方式存在,大量游离的火的微粒聚集在一起就形成了明显的火焰,它弥散于大气之中变给人以热的感觉,由这种火微粒构成的火的元素便是燃素。

第二章燃料1.什么叫燃料?它应具备哪些基本要求?是指在燃烧过程中能释放出大量热量,该热量又能经济、有效地应用于生产和生活中的物质。

物质作为燃料的条件:(1)能在燃烧时释放出大量热量;(2)能方便且很好的燃烧;(3)自然界蕴藏量丰富,易于开采且价格低廉;(4)燃烧产物对人类、自然界、环境危害小2.化石燃料主要包括那些燃料?(煤,石油,天然气)3.燃料分类方法?燃料按物态分类及其典型代表燃料(1 固体燃料(煤炭)2 液体燃料(石油、酒精)2气体燃料(天然气、氢气)4.燃料的组成,固液体燃料的元素组成都有那些?固体燃料是各种有机化合物的混合物。

混合物的元素组成为:C、H、O、N、S、A、M 液体燃料是由多种碳氢化合物混合而成的。

其元素组成亦为:C、H、O、N、S、A、M5.气体燃料的主要组成成分有哪些?气体燃料是由若干单一可燃与不可燃气体组成的混合物:CO、H2、CH4、CnHm、CO2、N2、H2O、 O2等。

6.燃料分析有几种,分别是什么?(1)工业分析组成(测定燃料中水分(M)、挥发分(V)灰分(A)和固定碳(FC)等4种组分的含量)。

;(2)元素分析组成(用化学分析的方法测定燃料中主要化学元素组分碳(C)、氢(H)、氮(N)、硫(S)和氧(O)以及灰分(A)和水分(M)的含量);(3)成分分析组成(化学分析方法测定气体燃料各组分的体积或质量百分比)7.燃料的可燃与不可燃部分各包含哪些主要成分?可燃成分:(碳(最主要的可燃元素,氢(发热值最高的可燃元素)硫(有机硫、黄铁矿硫:可燃烧释放出热量,合称为可燃硫或挥发硫。

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前沿:燃烧强烈放热和发光的快速氧化反应过程。

按化学反应传播分类:强烈热分解、缓燃、爆震。

燃烧现象是流动、传热、传质和化学反应同时发生又相互作用的复杂的物理化学现象。

第一章:燃烧热力学化学恰当反应:所有参加化学反应的反应物都按化学反应方程规定的比例完全燃烧的反应。

特点:反应物完全消耗,燃烧强度最高。

空气-燃料化学恰当比(空—燃比):化学恰当反应时消耗的空气—燃料质量比。

当量比:实际燃油量所需的理论空气量与实际空气量之比或实际燃油量与理论燃油量之比。

余气系数:实际空气量所需的理论燃油量与实际燃油量之比或实际空气量与理论空气量之比。

热效应:温度不变,对外界只做容积功,所交换的热量。

反应热:化学反应过程中系统与外界交换的热量,统称为反应热。

反应焓:等温、等压条件下,反应物形成生成物时吸收或放出的热量(热效应)热效应:能够表征物质的属性而且是在特定条件下进行的化学反应的反应热,则称为热效应。

绝对焓:某一参考温度下该组分的生成焓和从某一参考温度开始的显焓变化之和。

标准反应热: 标准状态下的反应热。

燃烧焓:当1 mol的燃料与化学当量的空气混合物以一定的标准参考状态(比如1atm,25℃)进入稳定流动的反应器,且生成物(假定为CO2,H2O,N2)也以同样的标准参考状态离开该反应器,此反应释放出来的热量。

燃料的发热量:指单位质量或单位体积(对气体燃料而言)的燃料(在标准状态下)与空气完全燃烧时所能释放出的最大热量。

是衡量燃料作为能源的一个很重要的指标。

燃料热值:1kg燃料在标准状态下与空气完全燃烧所放出的热值。

高热值HHV(凝聚相),低热值LHV(汽态)。

绝热燃烧(火焰)温度(Tad):当燃料和空气的初始状态,即燃料/空气比及温度一定时,绝热过程燃烧产物所能达到的温度。

分类:等容燃烧和等压燃烧。

热离解:燃烧产物的分子在高温下吸收热量而裂变为简单分子或原子的现象。

标准生成吉布斯自由能:在标准状态(压力)下,由稳定单质(包括纯的理想气体,纯的固体或液体)生成1mol化合物时吉布斯自由能的变化值,称为该化合物的标准生成吉布斯自由能。

单位:kJ/mol。

第二章:一维燃烧波燃烧波:传播到预混可燃气体混合物中去的化学反应波,是一种由波驱动的化学反应。

分类:缓燃波,爆震波。

因素:与反应物的成分等因素以及管道点火端是开口的还是闭口的有关。

正常燃烧波:通过传热、传质发生的。

压力下降,比体积升高。

爆震波:通过激波压缩,使混合气温度不断升高。

压力升高,比体积下降。

ZND模型:假定爆震波由一个以爆震波速度运动的激波和跟在后面的厚度比激波厚得多的化学反应区组成。

反应区与激波同速。

结论:只有强爆震、C-J爆震、弱缓燃和C-J缓燃是可能的,这就是Chapman-Jouguet假说。

C-J爆震波和强爆震波波前是超音速,强爆震波波后是亚音速。

弱缓燃波和C-J缓燃波波前是亚音速,弱缓燃波波后也是亚音速。

激波压缩和释热不耦合的原因是:控制这些现象的时间尺度明显不同。

对爆震波而言,化学反应之前,激波压缩提高了可燃混合物的温度和压力。

Rayleigh质量守恒和动量守恒的结合。

初始状态和最终状态的压力和比体积的性质关系。

Hugoniot能量守恒。

燃烧波主要问题:波的传播速度,燃烧产物的流动特性参数。

C—J理论把化学反应区假认为一个强间断面,认为反应区厚度为零。

激波形成:直接起爆(巨大的点火能量)间接起爆(不断加速)由缓燃向爆震转变。

爆震极限:激波对化学反应起诱导作用,而化学反应对激波起驱动作用,提供激波传播所需的能量。

如果化学反应释放的能量小于维持激波传播所需能量时,爆震波衰减或熄灭。

爆震波的形成与可爆震混合物的成分有关,即存在混合气余气系数的贫、富燃料极限。

多维爆震波的结构特征是存在一个非平面的前导激波,这个前导激波由许多向来流反向凸出的弯曲激波组成。

第三章:化学动力学化学动力学:研究化学反应速率(反应过程和时间)及其影响因素,用反应历程解释化学反应机理的一门科学。

反应速度=正确取向的空间因子(p)*具有足够动能的碰撞分数(f )*气体分子碰撞频率(Z)首先形成活化络合物,然后离解为反应物,或者分解形成产物。

碰撞能量非常大,反应可能性趋于零,因为不可能形成中间络合物。

活化分子:能量超出一定值,直接作用后能发生化学作用的分子(能量大于活化能的分子) 活化能:活化分子所具有的最低能量(E*)与整个反应物分子的平均能量(E )之差,称为实验活化能或Arrhenius活化能,简称活化能(Ea)。

反应热:等于正反应的活化能与逆反应的活化能之差。

小于零放热。

化学反应速率:指单位时间内反应物或生成物浓度的变化量。

以反应物摩尔浓度表示的反应速率又常常表示为一个与温度有关的反应速率常数和反应物组分的摩尔浓度的乘积。

简单反应:由反应物经一步反应直接生成产物的反应。

仅由一个基元反应构成。

复杂反应:反应不是经过简单的一步就完成,而是要通过生成中间产物的许多反应步骤来完成,其中每一步反应称为基元反应。

由两个以上基元反应构成。

质量作用定律:描述化学反应速率和反应物浓度的关系。

只适用于基元反应。

反应速率正比于各反应物浓度乘积。

化学反应级数:化学反应级数反映化学反应速率与反应物浓度的关系。

分数、负数、零到四。

Kp是温度的函数,所以基元反应的速率常数只依赖于温度。

由于平衡常数一般比反应速率常数更精确,故通常用平衡常数来表示反应速率。

阿累尼乌斯速率-温度关系曲线。

适用于高活化能状态。

不适应:活性中间体的重新组合;活性中间体的交换反应。

动力学近似:“准稳态”假设,局部平衡近似。

反应机理:连续或同时发生的所有基元反应称为反应机理,它是根据反应速率与反应物浓度、温度和其它因素之间的关系提出来的一种化学反应过程进行的理论模式,用以解释实验现象。

一个详细的化学反应机理:反应物、中间产物、生成物。

链锁反应理论:一种在反应历程中含有被称为链载体的低浓度活性中间产物的反应,这种链载体参加到反应的循环中,并且它在每次生成产物的同时又重新生成。

链的形成、链的传播或增殖、链的终止。

起链反应、链分支\链传递、碰撞销毁、气相销毁。

不分枝链锁反应-直链反应:在链锁反应的基元反应中,若消耗活性中心的数量同新生成的活性中心数量相等。

不分枝链反应的速率随时间增加一开始就迅速增加,在活性中间产物的浓度达到平衡后,反应速率不再增加,然后随反应物浓度的减少反应速率减少。

分枝链锁反应-爆炸反应:反应在生成最终产物的同时,新生成的活性中心多于起始反应的活性中心,称为分枝链锁反应。

分枝连反应的速率开始随时间增长并不显著增加,等一段感应期后就急速增加形成爆炸,然后随反应物浓度的减少而减少。

第四章:燃烧中的输运现象质量交换浓度梯度~ Fick扩散定律,动量交换速度梯度~ Newton粘性定律,能量交换温度梯度~ Fourier热传导定律。

化学反应是碰撞分子间原子的交换或重组。

强度参数:与系统的尺寸(容积)无关的参数。

可以由相应的非强度参数(取决于系统的容积)与系统的体积比来定义。

由相应的非强度参数与系统的体积比来定义。

费克扩散定律:组分A的扩散通量方向与该组分当地质量分数梯度方向相反,绝对值正比于该梯度值,比例系数称为扩散系数。

傅里叶导热定律:导热通量的方向与温度梯度方向相反,绝对值正比于该梯度值,比例系数称为导热系数。

牛顿粘性定律:单位面积上剪切力方向与速度梯度方向相反,绝对值正比于该梯度值,比例系数称为粘性系数。

Pr称为普朗特数动量输运速率与能量输运速率之比。

Sc称为斯密特数动量输运速率与质量输运速率之比。

Le称为路易斯数质量输运速率与能量输运速率之比。

第五章:多组分反应流体守恒方程(混合物质量守恒方程、组分的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)混合物分数f:燃料中所含元素的质量除以混合物的质量。

用流动中任一点的燃料、氧化剂和燃烧产物的质量分数之和来表示。

完全预混f均匀分布。

热流通量:包括热传导产生的热通量和由于组分扩散引起的附加焓通量。

守恒标量:流动过程中数值保持不变的量。

质量流量=对流通量+扩散通量;动量变化率=表面力+体积力;能量变化率=外热的总和和对外做功的总和;扩散速度=组分速度-质量平均速度。

一维直角坐标系,忽略粘性力、体积力、只有控制体上的压力。

第六章:层流预混火焰传播火焰传播速度等于可燃混气的流动速度,否者回火或者吹熄。

各组分的传播方式:质量守恒和能量守恒。

影响层流火焰传播速度:物理因素:压力P、初始温度、火焰温度化学因素:混气比、混气性质、惰性物质或添加剂、燃料分子结构。

惰性物质:一方面直接影响燃烧温度从而影响燃烧速度,另一方面,通过影响可燃混合气的物理性质(热扩散系数)来(明显)影响火焰传播速度。

火焰的厚度:热扩散系数、火焰厚度与火焰速度成反比。

火焰稳定:关键是能量与活性组分的损失。

高速建立回流区。

流动必要条件——火焰传播余弦定理(要保持火焰稳定,必须满足火焰传播速度等于气流速度的余弦即法向分速度的条件);的热力必要条件——稳定的点火源。

第七章:点火、可燃性和熄火燃烧三阶段:着火、燃烧、熄火。

着火条件:反应物、温度、时间、湍流。

着火方式:连锁自燃、热自燃、点燃。

着火机理:连锁机理、热机理。

(实际燃烧过程中热机理和链锁机理常常是同时存在,互相促进的。

一般而言,热自燃所需要的热量较多,在高温高压下热机理是主要原因,低温低压下链锁机理是主要原因。

)着火模型:链式分支着火模型、均匀热着火模型、局部热力点火模型。

着火的本质:化学反应速率急剧升高。

热自燃条件:反应热大于散热。

相等是慢速氧化反应。

混合物的可燃性:取决于点燃和容器特定的几何外形。

可燃极限:在一定的温度或压力条件下,并不是所有混合气成分都能够着火,而是存在着一定的浓度范围,超出这个范围,混合气就不可能着火。

影响因素:可燃边界取决于反应容器的尺寸、点火源的能量、火焰传播的方向(向上,向下,水平)、压力、温度和混合物中稀释气体的量和性质。

最小点火能量:能将一个最小混气团点着,并能使这个混气团的火焰在主燃区传播所需的火花能量。

(受可燃混合气的混合比、压力、初温影响)熄火(淬熄)距离:当管径或容器尺寸小到某个临界值时,由于火焰单位容积的散热量太大,生热量不足,火焰便不能传播。

这个临界管径叫淬熄距离。

(与火焰传播速度及压力反比)。

设计点火系统重要参数:最小点火能量、淬熄距离。

火焰在管中淬熄有两种原因:(1)管径过小,火焰区单位容积的表面积增大,因而通过管壁的散热率上升。

(2)管径过小,火焰传播时活性中间产物碰壁销毁的几率增大。

点火性能准则:点火性能准则参数I代表点火时在点火器附近的混气中生热率与散热率之比。

I值高,则认为点火性能好。

点火过程的影响因素:1.燃料的物理化学性质2.燃料的雾化程度和分布特性3.燃料与空气的混合比4.点火区域内可燃混合物的压力和温度5.可燃混合物的流动速度6.联焰管的尺寸和安装位置第八章:湍流预混火焰层流火焰:火焰锋面光滑,焰锋厚度很薄,火焰传播速度小。

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