《燃烧理论基础》ppt课件

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1、第五章燃烧理论基础复习1，几种热损失。为了减小热损失，锅炉燃烧需要作到：稳定着火、快速燃尽。2，为实现该目的，需寻找强化燃烧的方法，这就要认识燃烧过程的本质。从而，需要学习基础燃烧理论。前言燃烧概述一、燃烧本质燃烧是气体、液体或固体燃料与氧化剂之间发生的一种强烈的化学反应；流动、传热、传质和化学反应同时发生有相互作用的综合现象；典型的物理化学过程；化学反应动力学、流体力学、传热传质学是研究燃烧反应过程的基础知识；二、燃烧学的发展历史直至18世纪中以前，发展缓慢，对燃烧现象的本质几乎一无所知。之后：燃素的概念出现（物质是否燃烧被归于是否含有燃素）→1765年燃烧是物

2、质的氧化（燃烧理论的萌芽）→19世纪出现热化学和化学热力学（将燃烧作为热力学系统，考察其初态和终态，静态特性的研究）→20世纪初燃烧反应动力学（研究燃烧过程的动态过程的理论）→30~40年代火焰传播的概念→湍流燃烧理论（认识燃烧过程的限制因素往往不是反应动力学，而是传热传质，即受限于物理过程）→50~60年代德国人VonKarmen（对宇航也有巨大的贡献）提出用连续介质力学来研究燃烧，称为化学流体力学或反应流体力学。将经典流体力学的方法、边界层、射流理论等应用与研究燃烧→70年代初，大型电子计算机出现，形成计算流体（计算燃烧）学，建立了燃烧的数学模拟方法和数值计算

3、方法；激光测量技术的出现，使精密测量成为现实。基本理论+数学模型和数值计算+先进的测量技术。三、当代对燃烧应用的要求要求燃烧不断强化和趋于更高能量水平；探讨高温、高压、高速、强湍流条件下的燃烧要求燃烧过程高效率，节省燃料等；洁净燃烧，减轻环境污染火灾的起因与防治第一节、燃烧反应速度及其影响因素燃烧反应和化学反应一样，根据参加反应的物质不同分为：均相燃烧—气体燃料在空气中燃烧异相燃烧—固体燃料在空气中燃烧，煤粉燃烧一、反应速度的定义根据质量作用定律，反应速度有不同的定义方式：第一种定义：单位时间内和单位体积内燃烧掉的燃料量或消耗的氧量举例：在锅炉燃烧技术采用炉膛容积

4、热负荷来表示燃烧反应速度：单位时间内和单位体积内燃烧掉的燃料所释放出的热量在一定的温度下，化学反应速度和各反应物的浓度成正比1867年由Guldberg和Wage提出对均相反应：A+A+A+A++A+B+B+B+B+B++B→ba第二种定义：对于异相反应－煤粉与空气混合物二、影响化学反应速度的主要因素1，浓度从前面反应速度的定义式，可知：浓度越大，反应速度越快。原因：燃烧反应属双分子反应，只有当两个分子发生碰撞时，反应才能发生。浓度越大，即分子数目越多，分子间发生碰撞的几率越大。2．压力气态物质参加的反应，压力升高，体积减少，浓度增加，压力对化学反应速度的影响与浓

5、度相同。对理想气体混合物中的每个组分可以写出其状态方程：3．温度3.1阿累尼乌斯定律温度增加，反应速度近似成指数关系增加，体现在反应速度常数阿累尼乌斯定律(瑞典物理化学家1889年提出)3.2阿累尼乌斯定律的讨论-活化分子、活化能气体分子的运动速度、动能有大有小；动能超过某一数值（活化能E）足以破坏原有结构发生反应的分子称为活化分子；分子发生反应，要提高能量，每摩尔气体分子所吸收的这部分能量---活化能E；化学动力学的基础。第三节热力着火一．热力着火理论的实用性煤粉燃烧过程的着火主要是热力着火着火过程有两层意义：一是着火是否可能发生？二是能否稳定着火？二、实现稳定

6、着火的两个条件可燃混合物燃烧过程的发生与停止，即着火与灭火，燃烧能否稳定地进行，取决于燃烧过程中所提供的热力条件。燃烧中同时存在着放热和散热，在不同的阶段存在着二者的不同工况。A、放热量和散热量达到平衡，放热量等于散热量。B、放热量随系统温度的变化率大于散量热随系统温度的变化率。如果不具备这两个条件，即使在高温状态下也不能稳定着火，燃烧过程将因火焰熄灭而中断，并不断向缓慢氧化的过程发展。三、热力着火的条件放热>散热，系统升温，反应加速，但同时散热也在增加，必达到平衡；放热<散热，系统降温，反应减速，但同时散热也在减少，也必达到平衡；系统在不同条件下达到不同的平衡状

7、态，可能是有利的，燃烧稳定在正常工况，可能是不利的，燃烧处于熄火状态。1、放热与散热曲线以强烈掺混的零维系统（煤粉空气混合物在燃烧室内）为例说明：1．放热与温度的关系，燃烧室内可燃混合物燃烧放热量为：2．散热与温度的关系加热混合物本身所消耗并带走的热量：向周围介质散失的热量（对流+辐射）四、可燃混合物着火与灭火分析将两组曲线综合在一起，可能存在以下三种情况：1）熄火状态；2）可能着火，正常燃烧；也可能熄火；3）正常燃烧五、关于着火温度的说明着火温度不是物性参数，随所处热力条件的变化而不同，各种实验方法所测得的着火温度值的出入很大，过分强调着火温度意义不大，如，褐煤

8、堆，如果通