燃烧学讲义2019-第二章

工程燃烧学讲义-绪论-第1--5章

Vk/V0=α或β
漏风系数和空气平衡
漏风系数与理论空气量之比：Δα/V0
气体燃料燃烧时的空气量计算
第三节：燃烧烟气量计算
理论烟气量计算
理论烟气量：1公斤燃料完全燃烧所生成的烟气量；
完全燃烧时的实际烟气量计算
需考虑过量空气量及其所带水分的影响
不完全燃烧时烟气量的计算
理论烟气量没有变化，但实际烟气量相对于完全燃烧时要增大；如果不完全燃烧只产生CO，烟气中碳燃烧产物的总体积不变，但总的烟气体积会增大
• 不可燃元素，越少越好。
第二节：燃料的组成和特性
燃料的化学成分和性质-煤的元素分析
氮（N） • 不可燃且有害元素，高温下形成氮氧化物
硫（S） • 可燃且有害元素，燃烧时形成硫氧化物； • 煤炭中以S、FeS2及各种硫酸盐形式存在；气体燃料中以H2S形式存在。
灰分（A） • 燃料完全燃烧后的残渣，属有害物质。越少越好。
燃烧过程的监测、诊断与控制
本课程的学习方法
从日常生活中最简单的燃烧现象开始思考；多阅读一些有关燃烧技术、燃烧设备的杂志和书；充分认识到燃烧现象的复杂性，学会利用燃烧理
论来解释日常生活和实际产生过程中的燃烧现象；要记住概念、方法和要领以及物理意义；不要死记公式；不要死记推导过程；
解决能源与环保问题的迫切需要 • 能源的概念与分类
– 一次能源与二次能源 – 清洁能源与非清洁能源 • 能源的主要构成：化石能源 • 节能减排的关键----燃烧过程
几种主要的能源生产过程 • 燃煤发电厂 • 燃油（气）发电厂 • 水力发电站 • 风力发电站 • 核电站
论
几种电力生产过程
核电厂简介
工程燃烧的研究及发展

《消防燃烧学》讲义(DOC)

第一部分绪论第一节前言一、《消防燃烧学》课程的形成与发展背景所谓燃烧，是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象，在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，就是火灾，它是最常见的灾害之一。

消防燃烧学是研究火灾的发生、发展和熄灭的基本规律，以及防火、防爆和灭火的一般原理的科学。

现在在世界范围内，不仅火灾发生的频率增加，而且火灾向着多样化、复杂化的方向发展，由其引起的直接损失及其防治费用均呈上升趋势。

仅在我国，每年发生火灾十几万起，有6 千人死于火灾，直接经济损失高达50 亿以上。

因此，预防和控制火灾对保障人民生命财产的安全具有极其重要的意义。

为了预防和控制火灾，不仅要增加监测和扑救的人力和装备，更要研究火灾燃烧发生、发展和熄灭的基本规律及防火、防爆和灭火的一般原理，把火灾防治建立在对火灾燃烧过程科学认识的基础上，为火灾的预防与控制提供理论指导和基础数据，以不断适应当今消防科技发展进程中火灾认识科学化和火灾预防与控制工程化这一深刻变革，顺应新形势下消防工作对高素质、专家型人才培养的要求。

所有这些，为《消防燃烧学》课程的形成与发展提供了深厚的现实背景。

二、《消防燃烧学》课程的主要内容1、物理、化学基础——包括燃烧反应速度、热量传递和物质传递理论以及燃烧有关参数的计算等内容。

2、着火、灭火理论——包括可燃物着火方式、热着火理论、链锁反应理论、着火和灭火条件、着火感应期、最小引燃能以及火焰传播等内容。

3、可燃物质燃烧特点——包括可燃气体爆炸条件、爆轰理论、有关参量计算及其预防措施；可燃液体闪燃规律、石油及其产品着火后的沸溢和喷溅问题；可燃固体的燃烧模式、阻燃机理、粉尘和火炸药爆炸问题。

4、室内火灾燃烧特征——包括室内火灾燃烧的主要特点、发展阶段、轰燃的本质与特点、烟气的流动特征、室内火灾过程的计算机模拟、火灾模化相似理论等。

5、火灾燃烧实验技术——包括各类可燃物质燃烧或爆炸的特性及有关参数测定；火灾模化实验；计算机模拟技术，等等。

燃烧学讲义1.ppt

如喷气发动机中的燃烧
急速的燃烧
氧化140~150万年前，“摩擦生火第爆炸一（次有限使空人间类中的支）配急了速燃烧一种自然缓力慢氧，化从而如最呼终吸把和金人属和锈动蚀等物分开”
自燃（从缓慢氧化转变成剧烈氧化）
西安交通大学能源与动力工程学院
3
人类认识火的过程是一个漫长的过程 “火”对人类而言，是一种非常重要，却又难以驾驭的自然力量
1774年普利斯特列发现了氧。拉瓦锡的正确的燃烧学说得到确立，开始了揭开燃烧学本质的过程。
西安交通大学能源与动力工程学院
6
19世纪，人们将燃烧作为热力学平衡体系来研究，阐明了燃烧过程中重要的平衡热力学特性。
20世纪30年代，美国化学家刘易斯和俄国谢苗诺夫将化学动力学的机理引入燃烧研究，认为化学反应动力学是影响燃烧速率的重要因素，初步奠定了燃烧理论的基础。
-
- 12.0 0.8 4.5
-
5 高炉煤气 1.8 23.5 0.3
-
-
- 56.9 - 17.5 -
6
矿井气
-
52.4 -
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- 36.0 7.0 4.6
-
7 高压气化气 59.3 24.8 14.0 -
-
0.2 0.8
-
共 0.9
8 液化石油气 -
C4H8
1.5 10.0 4.5 26.2
-
54.0
9 液化石油气
16.654 21.73 10.496 14.997 30.464 22.780 11.124 56.610 52.651
499.5 382.6 792.5 554.4 269.9 365.2 747.8 147.0 158.0

燃烧学导论

燃烧学导论以下为各章需要掌握的内容，请对照讲义和课本做好复习工作。

第1章引言z 世界总能源的80％来自于燃烧矿物燃料，绝大部分大气污染物和CO 2也源自于燃烧。

z 燃烧研究的目标：开发替代燃料；研制高性能燃烧器。

第2章化学反应热力学z 摩尔百分数、质量百分数、及两者间的相互转换z 化学反应当量比，分压法配制预混气体z 化学平衡条件，化学反应平衡常数，Le Chatelier 原理z 绝热燃烧温度的计算第3章化学反应动力学z 质量作用定律z Arrhenius 定律z 化学反应活化能与反应放热量z 碰撞理论z 准稳态近似(QSSA)，部分平衡(PE)z Lindermann 理论z 链分支反应z H 2-O 2系统：反S 型曲线，I ，II ，III 三个爆炸极限第4章控制方程z 输运现象：扩散系数定性推导；Lewis 数；分子扩散速度，Fick 定律z 连续方程，动量方程，组分方程，能量方程z 等压假设z 守恒标量方程，耦合函数z 一维问题的简化方程第5章层流预混火焰z 缓燃波(deflagration) vs. 爆震波(detonation)，一维分析, 瑞利(Rayleigh)关系, 兰金-雨贡纽(Rankine-Hugoniot)关系z火焰厚度: Le D M T ==//αδδ，该式的物理意义为... zMallard and Le Chatelier 理论(热理论)，掌握分析方法 z一维层流预混火焰的定性分析(热质理论) ，掌握分析方法 z一维层流预混火焰详细理论分析：Theory of Zeldovich, Frank-Kamenetskii & Semenov z 层流火焰速度的定义：n U S S L ⋅−=)( z影响层流预混火焰速度的因素 z 最小点火能(MIE, Minimum Ignition Energy)，临界熄火距离第6章层流扩散火焰z 守恒标量(Coupling Function)方程, 混合物分数z 从0(氧气侧)到1.0(燃料侧)变化 z 扩散火焰中Y F ，Y O ，T 随混合物分数z 的分布z 扩散火焰的绝热燃烧温度z 一维稳态静态扩散火焰, 掌握求解解法：1), 混合物分数法Mixture Fraction Formulation ；2), 耦合函数法Coupling Function Formulation ；3), 反应面法Reaction-Sheet Formulation 。

燃烧学重点知识(第二部分)

4燃烧理论基础4.1燃烧反应的热力学基础1、单相反应：在一个系统内反应物与生成物属同一物态。

2、多向反应（异相反应）：在一个系统内反应物与生成物不属与同一物态。

3、浓度：单位体积中所含某物质的量。

摩尔浓度：质量浓度：摩尔相对浓度：质量相对浓度： 4、标准生成焓、反应焓、燃烧焓、显焓、绝对焓（P98-100）5、化学反应速率：单位时间内，反应物（或生成物）浓度的变化量。

其单位为：kg/(m3s)、 kmol/(m3s)、分子数/(m3s)①例： a 、b 、c 、d 为对应于反应物A 、B 和产物C 、D 的化学反应计量系数②反应速率可以表示为：③化学反应速率与计量系数之间有如下关系：/i i mi i i i i i i i i n N VM VN n C X N n C M Y M nρρ=====∑∑∑∑∑＝＝aA bB cC dD+→+,,C A B D A B C D dC dC dC dC r r r r d d d d ττττ=-=-==或1111::::::C A B D A B C D dC dC dC dC a d b d c d d d r r r r a b c dττττ-=-==⇒=④化学反应速率的三种表示方法：反应物的消耗速度、生成物的生成速度、r 为反应速度⑤影响化学反应的因素：（温度、活化能、压力、浓度、可燃混合气的配比、混合气中的惰性成分）1. 浓度：浓度越大，反应速度越快。

2. 压力：对于气体燃料，压力升高，体积减少，浓度增加，反应速度加快。

（压力对化学反应速度的影响与浓度相同。

）3. 温度：温度增加，反应速度近似成指数关系增加，体现在反应速度常数。

①阿累尼乌斯定律： A —常数，频率因子，由实验确定；R —通用气体常数，8.28kJ/molK ，1.98kcal/molK ；E —活化能，J/mol ，由实验确定⏹ 气体分子的运动速度、动能有大有小；⏹ 在相同温度下，分子的能量不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，这样的分子称为活1111G A B H A B G H dC dC dC dC r a d b d g d h d r ar r br r grr hrττττ-=-====-=-==b B a A C kC =rRT E Ae k -=化分子（自由基、活化中心、活化络合物、中间不稳物）⏹ 化学反应中，由普通分子到达活化分子所需最小能量---活化能E ；（讨论活化能对反应速率影响，通过阿累尼乌斯定律） ⏹ 阿累尼乌斯定律反应了温度对反应速率的影响；阿累尼乌斯定律是实验得出的结果；并不是所有的化学反应都符合阿累尼乌斯定律。

19_消防燃烧学完整版

(4-72)
式中，ρs为烟密度。
(二) 烟在建筑物内旳流动和扩散
烟在单层或多层建筑物内蔓延时，首先冲上屋顶，逐渐充斥门窗以上旳空间。然后越过门窗过梁或屋架梁，流到走廊，进入其他敞开屋门旳房间，或呈水平方向漫流。此时，烟气旳流动方向和速度在很大程度上受外界风力旳影响。如图4-31所示。
第七小节节火名灾在建筑物内旳蔓延
过程中不停向环境散热，使可燃物升温自燃。由于木材旳内蔓延旳形式和途径
自燃点在400~500℃之间，因此温度在500℃以上热烟气二、热烟气、火风旳所到之处，可燃物均有被引燃旳危险。尤其在密闭建筑物内，高温热烟气中具有大量CO等不完全燃烧旳产物，当蔓延压和烟囱效应对火
到走廊尽头和旳新鲜空气相遇时，还会产生爆燃，从而使灾蔓延旳作用*
火灾蔓延旳本质是热量在建筑物内传播旳成果。火灾第七节火灾在
中热量重要以热对流、热辐射、热传导和飞火等形式传播。建筑物内旳蔓延
在实际火灾中多种热传播形式常常同步出现，但又以某一
种或某几种传播形式为主。火灾在室内和室外、在起火房一、火灾在建筑物
间内部和在起火房间外部（如走廊等）及在不一样建筑群内蔓延旳形式和途径
第七小节节火名灾在
筑物旳下部，并且火风压不小于进风口处压1-34a所示）。而当火风压不不小于进风口旳压力时，热烟气则只能从建筑物内部旳
一、火灾在建筑物
通道向上蔓延。起火层旳位置越低，受烟气影响旳层数越内蔓延旳形式和途径
多（图1-34b所示）。相反，当起火层位于建筑物旳上部时，二、热烟气、火风
管旳任何一点，它是使火灾蔓延扩大旳重要途径，也火灾
蔓延最为便利旳条件。
(一) 热烟气对火灾蔓延旳作用
第七小节节火名灾在