燃烧学-4气体燃料的燃烧

1、 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-651031140

2、23-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ n着火方式： - 自燃 - 点燃 n着火机理 - 热力着火 - 连锁着火 n气体燃料和氧化剂混合状态 - 预混气体燃烧 - 半预混气体燃烧 - 扩散燃烧 n燃烧状态 -层流燃烧 -湍流燃烧 小尺度湍流火焰 大尺度弱湍流火焰 大尺度强湍流火焰 n工业火焰稳定性 -值班火焰 -钝体稳焰 -小股反向射流 -旋转射流 -受限射流 第第第4 4 4章气体燃料的燃烧章气体燃料的燃烧章气体燃料的燃烧 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institu

3、te of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ n自然界中燃料的着火可分为两种： - 自燃燃料自发地

4、着火 - 点燃依靠外热源强迫加热，使燃料着火 n自燃机理主要包括两种： - 热力着火反应物温度不断升高，反应加快，直到着火，可用 Arrihenius定律和质量作用定律解释 - 连锁着火活化粒子增值数大于销毁数，反应不断加快，分支 链反应和直链反应 4.14.14.1预混可燃气体的着火和自燃理论预混可燃气体的着火和自燃理论预混可燃气体的着火和自燃理论预混可燃气体的着火和自燃理论预混可燃气体的着火和自燃理论预混可燃气体的着火和自燃理论 一、自燃的分类一、自燃的分类一、自燃的分类 Institute of Energy and Environment, Chongqing University I

5、nstitute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ - 可燃气体混合物在反应过程中的释热率（

6、产热率）可用下式表示 d dC QvQQI 11 式中：式中：式中： Q Q Q I I I 燃烧过程的释热率，燃烧过程的释热率，燃烧过程的释热率，kJ/(smkJ/(smkJ/(sm 3 3 3) ) ) Q Q Q1 1 1单位摩尔数燃料的燃烧热，单位摩尔数燃料的燃烧热，单位摩尔数燃料的燃烧热，kJ/mol kJ/molkJ/mol v v v燃烧的化学反应速度，燃烧的化学反应速度，燃烧的化学反应速度，mol/(s mmol/(s mmol/(s m 3 3 3) ) ) C C C反应物浓度，反应物浓度，反应物浓度，mol/mmol/mmol/m 3 3 3 反应时间，反应时间，反应时间

7、，s s s 二、绝热条件下的自燃过程二、绝热条件下的自燃过程二、绝热条件下的自燃过程 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. C

8、HINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 二、绝热条件下的自燃过程二、绝热条件下的自燃过程二、绝热条件下的自燃过程 - 可燃气体混合物在反应过程中的释热率（产热率）可用下式表示 d dC QvQQI 11 式中，式中，式中，Q Q Q 1 1 1 可燃气体混合物的热值，可燃气体混合物的热值，可燃气体混合物的热值，kJ/molkJ/molkJ/mol 可燃气体吸收热量而升温，单位时间单位容积内吸收的热量为：可燃气体吸收热量而升温，单位时间单位容积内吸收的热量为：可燃气体吸收

9、热量而升温，单位时间单位容积内吸收的热量为： kJ/mkJ/mkJ/m3 3 3 s s s d dT CQ pII kJ/mkJ/mkJ/m3 3 3 s s s Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R.

10、CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 二、绝热条件下的自燃过程二、绝热条件下的自燃过程二、绝热条件下的自燃过程 n稳定条件下，QI=QII，即： dC C Q dT dTCdCQ d dT C d dC Q d dT C d dC Q p p p p 1 1 1 1 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Insti

11、tute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 二、绝热条件下的自燃过程二、绝热条件下的自燃过程

12、二、绝热条件下的自燃过程 n对上式进行积分，得到： CC C Q TT C Q CC TT CC C Q TT dC C Q dT pp p C C p T T 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 00 当当当T T T达到着火温度时，即可实现着火，自发着火，自燃。达到着火温度时，即可实现着火，自发着火，自燃。达到着火温度时，即可实现着火，自发着火，自燃。 当燃料燃尽，即当燃料燃尽，即当燃料燃尽，即C C C=0=0=0时，燃烧产物温度达到理论燃烧温度时，燃烧产物温度达到理论燃烧温度时，燃烧产物温度达到理论燃烧温度T T T a a a 0 1 0 C C Q TT p a Institu

13、te of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103

14、114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 二、绝热条件下的自燃过程二、绝热条件下的自燃过程二、绝热条件下的自燃过程 n自燃过程中，反应物浓度、反应温度、反应速度和反应时间的关系可 用下图表示： T T Tv v v C C C i i i i i i 称为着火感应期，着火延迟期或着火诱导期称为着火感应期，着火延迟期或着火诱导期称为着火感应期，着火延迟期或着火诱导期 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing

15、University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 三、非绝热条件下的自燃过程三、非绝热条件下的自燃过程三、非绝热条件下的自燃过程 n自然界中不存在绝热过程，任何系统总是存在散热过程，

16、在有散热的 条件下，可以用揭示自燃的热力着火规律。 n RT E I CekQvQQ 011 单位时间、单位体积内释放的热量单位时间、单位体积内释放的热量单位时间、单位体积内释放的热量 0 TT V S QII 单位时间、单位容积内散热损失量单位时间、单位容积内散热损失量单位时间、单位容积内散热损失量 式中：式中：式中： 放热系数放热系数放热系数 S S S表面积表面积表面积 V V V系统容积系统容积系统容积 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environmen

17、t, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 三、非绝热条件下的自燃过程三、非绝热条件下的自燃过程三、非绝热条件下的自燃过程 T T T Q Q QI

18、I I 释热率曲线释热率曲线释热率曲线 T T T Q Q QII II II 散热率曲线散热率曲线散热率曲线 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40

19、044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 三、非绝热条件下的自燃过程三、非绝热条件下的自燃过程三、非绝热条件下的自燃过程 - 一般情况下，释热率曲线和散 热率曲线有两个交点，A点和 B点。 - A点稳定。当外界有微小扰动 时，例如T ，散热释热，T ，回到A点;当T ，散热 释热， T ，回到A点。 - B点不稳定。轻微扰动将使B 点失去平衡。 图中图中图中 c c c点为着火临界点点为着火临界点点为着火临界点 T T T c c c 为为为着火温

20、度着火温度着火温度 T T T0c 0c0c为自燃温度 为自燃温度为自燃温度 T T T0c 0c0c T T T c c c 之间的时间为着火感应期之间的时间为着火感应期之间的时间为着火感应期 T T Ta a aT T Tc c cT T Tb b b A A A B B B C C C T T T0c 0c0c Q Q Q T T T Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of

21、 Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 三、非绝热条件下的自燃过程三、非绝热条件下的自燃过程三、非绝热条件下的自燃过程 0)( 0 TTS d dT VcVq pg d dT cqq plg c c c点是曲线点是曲线

22、点是曲线q q q g g g 与与与q q q l l l 的切点，因此可得自燃的临界条件的切点，因此可得自燃的临界条件的切点，因此可得自燃的临界条件 c l c g qq c l c g dT dq dT dq Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqin

23、g Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 四、影响着火的因素四、影响着火的因素四、影响着火的因素 n增加释热量QI -增加燃料浓度 -增加燃料压力 -增加燃料发热量 -增加燃料活性 释热率曲线左移，在相同温度下，释热率曲线左移，在相同温度下，释热率曲线左移，在相同温度下， 燃料放热量增加，着火温度降低，燃料放热量增加，着火温度降低，燃料放热量增加

24、，着火温度降低， 着火温度降低，着火提前着火温度降低，着火提前着火温度降低，着火提前 Q Q Q T T T Q Q QI I I Q Q QI I I Q Q QII II II Q Q QII II II CCC CCC T T T0c 0c0c T T T0c 0c0c Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqin

25、g University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 四、影响着火的因素四、影响着火的因素四、影响着火的因素 n环境温度 环境温度升高，相当于散热环境温度升高，相当于散热环境温度升高，相当于散热 曲线右移，散热率曲线与释曲线右移，散热率曲线与释曲线右移，散热率曲线与释 热率曲线的交点热率曲线的交点

26、热率曲线的交点B B B降低，着降低，着降低，着 火温度降低，着火提前火温度降低，着火提前火温度降低，着火提前 Q Q Q T T T Q Q QI I I Q Q QII1 II1II1 C C C T T T0c 0c0c A A A B B B T T T0b 0b0b T T T0a 0a0a T T T02 0202 T T T01 0101 T T T03 0303 Q Q QII2 II2II2 Q Q QII3 II3II3 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy

27、 and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 四、影响着火的因素四、影响着火的因素四、影响着火的因素 n比表面积和散热系数

28、 - 燃料粒径的大小 - 燃烧区周围的散热条件 燃料的比表面积越大，相当于散 热面积越大，散热率增加，燃料 着火条件变差，着火温度上升， 着火推迟； 散热系数越大，散热率越大，燃 料着火条件变差，着火温度上升 ，着火推迟 Q Q QII3 II3II3 T T T Q Q QI I I Q Q QII1 II1II1 C C C T T T0c 0c0c A A A B B B1 1 1 T T T0b1 0b10b1 T T T0a 0a0a T T T01 0101 Q Q QII2 II2II2 T T T0b2 0b20b2 B B B2 2 2 Q Q Q Institute of

29、Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023

30、-65103114 EERCQEERCQEERCQ 五、着火延滞期五、着火延滞期五、着火延滞期 n实际的燃烧设备，不仅要求燃料能稳定地燃烧，而且要求预混气体能及时地 着火，因此了解可燃混合物的着火延滞期具有实际意义 n着火延滞期就是可燃混合物从初始愠度T0上升到着火温度Tc所经历的时间 n c p i C RT E k E RT Q c 00 2 exp 2 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Ins

31、titute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 一、什么是点燃一、什么是点燃一、什么是点燃 n工程上是燃料着火的方式通常为点燃点燃 n点燃定义 - 具有较高能量的外界热源接触可燃气体，依靠外界能源使部分预 混

32、可燃气体首先发生剧烈反应而着火，然后火焰传播到整个混合 气中去，又称为强迫着火，强燃 n常用的外界热源 - 炽热物体（石英球、铂球） - 小火焰（具有一定的温度和火焰厚度） - 电火花，工程上常用，控制电极距离 4.24.24.2预混可燃气体的点燃理论预混可燃气体的点燃理论预混可燃气体的点燃理论预混可燃气体的点燃理论预混可燃气体的点燃理论预混可燃气体的点燃理论 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University In

33、stitute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 二、点燃机理二、点燃机理二、点燃机理 n炽热物体对预混可燃气体的影响 热球热球热球 T T T 预混可燃气体预混可燃气体预混可燃气体 T T Tw w w x

34、 x x T T T T T T- - -T T Tw w w之间温差带来的温升之间温差带来的温升之间温差带来的温升 预混气燃烧带来的温升预混气燃烧带来的温升预混气燃烧带来的温升 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044,

35、 P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 二、点燃机理二、点燃机理二、点燃机理 n对于不可燃气体，当有炽热物体靠近时，只带来边界处温 升，没有燃烧放热带来的温升 n对于可燃气体，当有炽热物体靠近时，既有温差带来的温 升，又有燃烧带来的温升 - 靠近壁面处，T=Tw，反应快，放热多，T高； - 远离壁面处， 传热少，温升小 温度低，燃烧反应慢，温升小 Institute of Ene

36、rgy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65

37、103114 EERCQEERCQEERCQ 二、点燃机理二、点燃机理二、点燃机理 T T T x x x 可燃气体反应发热，但可燃气体反应发热，但可燃气体反应发热，但 是是是dTdTdT/ / /dxdxdx00 0 0 0，能够着火，能够着火，能够着火， 反应速率大，温度升高反应速率大，温度升高反应速率大，温度升高 T T T x x x T T T x x x Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University

38、 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析 n热物体表面附近，预混气温度浓度分析 n条件 - 稳定工况

39、- 定义相对混度：f=c/ 预混气产物浓度/预混气密度） x x x T T T x x xdxdxdx f f f T T T Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R.

40、 CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析 n假设： 稳定状态下，微元体dx的传热与反应处于稳定状态 此时，存在 GI=GII 式中，GII散热量 GI化学反应量 dx df D dx d n RT E Cek 0 n RT E Cek dx df D dx d 0 则则则 Institute of Energy and Environmen

41、t, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQE

42、ERCQ 三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析 同时，存在 QI=QII 式中：QI单位距离导热量，主要是传导热 QII化学反应放热量 2 2 dx Td n RT E CekQ 01 dx df D dx d Q dx Td 1 2 2 整理后得到整理后得到整理后得到 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy a

43、nd Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析 一般情况下，热扩散系数（导热系 数）近似等于物质扩散系数，则： 2 2 1 2 2 2 2 1 2 2

44、dx fd C Q dx Td dx fd C Q dx Td C D C D p p p p 积分，并代入边界条件积分，并代入边界条件积分，并代入边界条件 x x x=+=+=+，T T T= = =T T T 0 0 0 ，f f f= = =f f f 0 0 0 同时考虑理论燃烧温度同时考虑理论燃烧温度同时考虑理论燃烧温度T T T a a a 与与与 Q Q Q1 1 1的关系的关系的关系 Q Q Q1 1 1C C C0 0 0= = =C C Cp p p 0 0 0 ( ( (T T Ta a a-T-T-T0 0 0) ) ) 得到得到得到 0 0 0 0 01 f TT C

45、 TT C Q aa p Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，0

46、23-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析三、热物体表面附近温度浓度分析 代入积分式 )( 0 0 00 TT f f TT TT TT f f aa a a 可见，点燃条件与下列因素有关：可见，点燃条件与下列因素有关：可见，点燃条件与下列因素有关： 气体的物理性质（决定气体的物理性质（决定气体的物理性质（决定T T T a a a ） 气体燃料的浓度（决定气体燃料的浓度（决定气体燃料的浓度（决定T T T a a a ） 周围环境温度（决定周围环境温度（决定周围环境温度（

47、决定T T T 0 0 0 ） 点燃物质能量（决定点燃物质能量（决定点燃物质能量（决定f f f） Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P

48、. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 四、点燃热力理论四、点燃热力理论四、点燃热力理论 n在点燃临界状态下，可燃气体层中的温度和浓度分布应满足下述条件： 0 0exp 00 0 2 2 w a a n dx dT TT TT f f RT E CQk dx Td Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Cho

49、ngqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 四、点燃热力理论四、点燃热力理论四、点燃热力理论 Institute of Energy and Environmen

50、t, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQE

51、ERCQ 五、可燃界限五、可燃界限五、可燃界限 n要使可燃混合物着火，不仅要求热源要有一定的温度水平 ，而且热源与可燃混合物的接触要保证有一定的时间。 n在一定的能源性质、形状及大小等条件下，使一定的可燃 混合物发生着火所必须的能源与混合物的接触时间，称临 界点燃时间tc。 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing

52、 University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ 五、可燃界限五、可燃界限五、可燃界限 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing

53、 University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ n层流燃烧 -预混可燃气体与流速不高（层流状态）的火焰传播称为层流燃烧 n火焰传播 -可燃气体混合物的局部首先着火，着火部分向未燃

54、部分传递热量 和活性粒子，使之相继着火的过程称为火焰传播 n火焰传播速度 -沿火焰锋面的法向，火焰移动的速度称为火焰传播速度 4.34.34.3层流火焰传播层流火焰传播层流火焰传播层流火焰传播层流火焰传播层流火焰传播 一、层流燃烧的主要内容一、层流燃烧的主要内容一、层流燃烧的主要内容 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chon

55、gqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ n火焰锋面很薄，通常只有 1mm到几mm厚 n层流火焰压力变化很小， 可以认为是等压流动、燃 烧过程 n层流火焰传播速度很低， un通常在1m/s以下 生成物生成物生成物未燃物未燃物未燃物 u u un n n 2 1 0 22 0 1

56、 2 v TTC Q u ap n v v v为平均化学反应速度为平均化学反应速度为平均化学反应速度 二、层流火焰传播二、层流火焰传播二、层流火焰传播 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 4

57、0044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ n可燃混合气体初温 - unT01.52 n绝热火焰温度 - v e-E/RT影响很大 - 而1/(Ta-T0)影响很小, - v起决定性作用 u u un n n T T T0 0 0 CHCHCH4 4 4 C C C2 2 2H H H4 4 4 u u un n n T T Ta a a CHCHCH4 4 4 C C C2 2 2H H H4 4 4 三、影

58、响层流火焰传播速度的因素三、影响层流火焰传播速度的因素三、影响层流火焰传播速度的因素 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CHINA 40044, P. R. CH

59、INA E-mail: E-mail: E-mail: ，023-65103114023-65103114023-65103114 EERCQEERCQEERCQ n压力 1/p； p； v pn un pn/2-1 n反应级数，通常为12 n小于2,降低 n等于2，无关 n大于2，升高 u u un n n =1=1=1 化学当量比化学当量比化学当量比 化学当量比在略小于化学当量比在略小于化学当量比在略小于1 1 1 时，火焰传播速度最大时，火焰传播速度最大时，火焰传播速度最大 u u un n n p p p 0 0 0u u un n n p p p 三、影响层流火焰传播速度的因素三、影响层流火焰传播速度的因素三、影响层流火焰传播速度的因素 Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Institute of Energy and Environment, Chongqing University Chongqing Chongqing Chongqing 400