自燃理论燃烧学基础

优选自燃理论燃烧学基础目前一页\总数三十六页\编于十一点放热因素散热因素放热因素散热因素热量积累热量积累能不能目前二页\总数三十六页\编于十一点二、热自燃理论的研究对象和模型研究对象：内部充满预混可燃气体的容器，容器外环境温度为T0简化假设:（1）设容器体积为V，表面积为A。（2）壁温与混气温度始终相同，开始时二者均为T0，随着反应进行二者温度上升为T。（3）容器中各点的温度、浓度相同。（4）容器中既无自然对流，也无强迫对流。（5）环境与容器之间有对流换热，对流换热系数为h，它不随温度变化。（6）着火前反应物浓度变化很小。目前三页\总数三十六页\编于十一点放热速率、散热速率放热速率：单位时间体系中的混气由化学反应放出的热量。用Q1表示.散热速率：单位时间体系中的混气平均向外界环境散发的热量。用Q2表示。目前四页\总数三十六页\编于十一点三、热自燃理论的着火条件

（一）放热速率与散热速率φ

放热速率：散热速率：能量守恒：目前五页\总数三十六页\编于十一点目前六页\总数三十六页\编于十一点目前七页\总数三十六页\编于十一点目前八页\总数三十六页\编于十一点目前九页\总数三十六页\编于十一点目前十页\总数三十六页\编于十一点数形结合法：放热速率：散热速率：TT0决定曲线位置关系的因素：T0，h，P目前十一页\总数三十六页\编于十一点放热速率：散热速率：TT目前十二页\总数三十六页\编于十一点决定曲线位置关系的因素：T0，h，PT0hP变变变不变不变不变不变不变不变目前十三页\总数三十六页\编于十一点决定曲线位置关系的因素：h，P一定；

T0变！TabcT03放热速率：散热速率：T02T01目前十四页\总数三十六页\编于十一点Tabc决定曲线位置关系的因素：h，P一定；

T0变！a点：稳定点，体系只能稳定在交点处作低温、缓慢的氧化反应，反应无法加速，体系不能着火；b点：非稳定点，但是热力学非自发状态。c点：临界点，标志着体系处于由维持低温、稳定氧化反应状态到不能维持这种状态（即到加速反应状态）的过渡状态，体现了体系热自燃着火条件。Tc出现火焰的最低临界温度，为该条件下的自燃点。Tc放热速率：散热速率：T03T02T01目前十五页\总数三十六页\编于十一点Tabc决定曲线位置关系的因素：h，P一定；

T0变！T03相交：

不能自燃；相切：

发生自燃的临界条件；相离：

放热>散热，热量积累温度升高，一定能自燃。Tc放热速率：散热速率：T02T01目前十六页\总数三十六页\编于十一点Tabc决定曲线位置关系的因素：h，P一定；

T0变！T0Tc放热速率：散热速率：T02T013自燃重要的准则：壁温T02是个临界值，超过这个温度，反应就会不断加速直至着火，该温度称为临界环境温度，用Ta,cr表示。目前十七页\总数三十六页\编于十一点决定曲线位置关系的因素：T0，h，PT0hP变变变不变不变不变不变不变不变目前十八页\总数三十六页\编于十一点决定曲线位置关系的因素：T0，P一定；

h变！TT0放热速率：散热速率：目前十九页\总数三十六页\编于十一点决定曲线位置关系的因素：T0，P一定；

h变！TT0放热速率：散热速率：a点：b点：c点：相交：相切：相离：

abc目前二十页\总数三十六页\编于十一点决定曲线位置关系的因素：T0，P一定；

h变！TT0放热速率：散热速率：abc自燃重要的准则：斜率h02是个临界值，超过这个对流换热系数，反应就会不断加速直至着火，该斜率称为临界对流换热系数，用Ha,cr表示。目前二十一页\总数三十六页\编于十一点决定曲线位置关系的因素：T0，h，PT0hP变变变不变不变不变不变不变不变目前二十二页\总数三十六页\编于十一点TT0决定曲线位置关系的因素：T0，h一定；

P变！放热速率：散热速率：目前二十三页\总数三十六页\编于十一点TT0决定曲线位置关系的因素：T0，h一定；

P变！放热速率：散热速率：a点：b点：c点：相交：相切：相离：

abc目前二十四页\总数三十六页\编于十一点TT0决定曲线位置关系的因素：T0，h一定；

P变！放热速率：散热速率：abc自燃重要的准则：反应压力P02是个临界值，体系超过这个压力，反应就会不断加速直至着火，该压力称为临界反应压力，用Pa,cr表示。目前二十五页\总数三十六页\编于十一点三、热自燃理论的着火条件

（二）放热速率的影响因素1、发热量2、温度3、催化物质4、比表面积5、新旧程度6、压力放热量越大，越容易自燃；放热量越小，越不容易自燃。放热量的增大，临界点C的位置左移，说明自燃点随放热量的增大而减小。目前二十六页\总数三十六页\编于十一点三、热自燃理论的着火条件

（二）放热速率的影响因素温度升高，化学反应速度提高，放热量增大，易发生自燃。1、发热量2、温度3、催化物质4、比表面积5、新旧程度6、压力目前二十七页\总数三十六页\编于十一点三、热自燃理论的着火条件

（二）放热速率的影响因素催化物降低反应活化能，加快反应速度。

少量水分可以起到催化剂的效果，自燃点较高的物质含有少量的低自燃点物质。1、发热量2、温度3、催化物质4、比表面积5、新旧程度6、压力目前二十八页\总数三十六页\编于十一点三、热自燃理论的着火条件

（二）放热速率的影响因素在散热条件相同的情况下，比表面积越大，越容易自燃。1、发热量2、温度3、催化物质4、比表面积5、新旧程度6、压力目前二十九页\总数三十六页\编于十一点三、热自燃理论的着火条件

（二）放热速率的影响因素不同的物质有不同的影响新煤、新制备的金属粉末；旧硝化棉1、发热量2、温度3、催化物质4、比表面积5、新旧程度6、压力目前三十页\总数三十六页\编于十一点三、热自燃理论的着火条件

（二）放热速率的影响因素

压力越大，反应物密度越大，单位体积产生的热量越多，易发生自燃。1、发热量2、温度3、催化物质4、比表面积5、新旧程度6、压力目前三十一页\总数三十六页\编于十一点三、热自燃理论的着火条件

（三）散热速率的影响因素1、导热作用导热系数越小，越易蓄热，易自燃；2、对流换热作用对流换热作用差的，容易自燃。如：通风不良角落处的浸油纱团或棉布；3、堆积方式大量堆积的粉末或叠加的薄片物体。如：桐油布雨伞、雨衣。注意：评价堆积方式的参数是表面积/体积比，此比值越大，散热能力越强，自燃点越高。目前三十二页\总数三十六页\编于十一点四、热自燃理论中的着火感应期

直观定义：可燃体系由开始发生化学反应到着火燃烧的一段时间。热着火理论中的定义：可燃体系在已满足热着火条件的情况下，由初始状态到温度开始骤然上升瞬间所需要的时间。着火感应期的存在原因：可燃体系在着火前由低温化学反应到高温燃烧反应，需要有个热量逐渐积累、温度逐渐上升过程，反应才能自动加速，而这个过程是需要时间的。目前三十三页\总数三十六页\编于十一点TabcT0TcTTct（一）T-t曲线图四、热自燃理论中的着火感应期

目前三十四页\总数三十六页\编于十一点一、理论分析

1、基本出发点：F－K理论：谢氏理论：第二节弗兰克-卡门涅茨基自燃理论

Frank-Kame