《消防燃燒學(xué)》第9章_著火過程

1、第九章第九章 著火過程著火過程燃燒基本原理2l幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念l著火理論著火理論l點(diǎn)火過程點(diǎn)火過程l燃燒室中的著火和熄滅燃燒室中的著火和熄滅第九章第九章 著火過程著火過程3第一節(jié) 幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念著火分類著火分類 著火過程著火過程是指燃料與氧化劑分子均勻混合后，從開始化學(xué)是指燃料與氧化劑分子均勻混合后，從開始化學(xué)反應(yīng)，溫度升高達(dá)到激烈的燃燒反應(yīng)的一段過程。反應(yīng)，溫度升高達(dá)到激烈的燃燒反應(yīng)的一段過程。自燃：自燃：可燃物在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或可燃物在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒。自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生

2、的自然燃燒。（1 1）熱自燃熱自燃：可燃物因被預(yù)先均勻加熱而產(chǎn)生的著火；：可燃物因被預(yù)先均勻加熱而產(chǎn)生的著火；（2 2）化學(xué)自燃化學(xué)自燃：可燃物在常溫下因自身的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量：可燃物在常溫下因自身的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量造成的著火。造成的著火。點(diǎn)燃：點(diǎn)燃：由于從外部能源（如電熱線圈、電火花、熾熱質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)火由于從外部能源（如電熱線圈、電火花、熾熱質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)火火焰等）得到了能量，致使可燃物局部受到強(qiáng)烈加熱而著火，火焰等）得到了能量，致使可燃物局部受到強(qiáng)烈加熱而著火，然后燃燒傳播到整個(gè)可燃物中。簡言之：火焰的局部引發(fā)及其然后燃燒傳播到整個(gè)可燃物中。簡言之：火焰的局部引發(fā)及其相繼的傳播。也稱相繼的傳

3、播。也稱“強(qiáng)制著火強(qiáng)制著火”、“引燃引燃”。 注意：注意：上述著火方式，并不能恰當(dāng)?shù)胤从吵鏊鼈冎g上述著火方式，并不能恰當(dāng)?shù)胤从吵鏊鼈冎g的聯(lián)系與差別。例如化學(xué)自燃和熱自燃都是既有化學(xué)的聯(lián)系與差別。例如化學(xué)自燃和熱自燃都是既有化學(xué)反應(yīng)的作用，又有熱的作用；而熱自燃和點(diǎn)燃的差別反應(yīng)的作用，又有熱的作用；而熱自燃和點(diǎn)燃的差別只是整體和局部的加熱不同，決不是只是整體和局部的加熱不同，決不是“主動主動”和和“受受迫迫”的差別。的差別。 所謂的所謂的“自燃自燃”、“點(diǎn)燃點(diǎn)燃”“”“爆炸爆炸”實(shí)質(zhì)是相同的，實(shí)質(zhì)是相同的，都是其化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間激增，反應(yīng)過程非常迅速都是其化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間激增，反應(yīng)過程非

4、常迅速第一節(jié) 幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念5著火條件著火條件 如果在一定的如果在一定的初始條件初始條件下，系統(tǒng)將不能在整個(gè)時(shí)間區(qū)段下，系統(tǒng)將不能在整個(gè)時(shí)間區(qū)段保持低溫水平的緩慢反應(yīng)態(tài)，而將出現(xiàn)一個(gè)劇烈的加速保持低溫水平的緩慢反應(yīng)態(tài)，而將出現(xiàn)一個(gè)劇烈的加速的過程，使系統(tǒng)在某個(gè)瞬間達(dá)到高溫反應(yīng)態(tài)，即達(dá)到燃的過程，使系統(tǒng)在某個(gè)瞬間達(dá)到高溫反應(yīng)態(tài)，即達(dá)到燃燒態(tài)，那么這個(gè)初始條件就是著火條件燒態(tài)，那么這個(gè)初始條件就是著火條件 。TWs反應(yīng)速度著火過程第一節(jié) 幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念 注意：注意：（1 1）系統(tǒng)達(dá)到著火條件，并不意味著已經(jīng)著火，而只是系統(tǒng)）系統(tǒng)達(dá)到著火條件，并不意味著已經(jīng)著火，而只是系統(tǒng)具備了著火

5、所需要的條件；具備了著火所需要的條件；（2 2）著火條件是就）著火條件是就系統(tǒng)的初態(tài)系統(tǒng)的初態(tài)而言的，圖中橫坐標(biāo)不是代表而言的，圖中橫坐標(biāo)不是代表反應(yīng)進(jìn)行的溫度，而是系統(tǒng)的初始溫度。反應(yīng)進(jìn)行的溫度，而是系統(tǒng)的初始溫度。（3 3）著火條件不是一個(gè)簡單的初溫條件，而是化學(xué)動力學(xué)和）著火條件不是一個(gè)簡單的初溫條件，而是化學(xué)動力學(xué)和流體力學(xué)參數(shù)的綜合體現(xiàn)。對一定種類的可燃預(yù)混氣而言流體力學(xué)參數(shù)的綜合體現(xiàn)。對一定種類的可燃預(yù)混氣而言，在封閉條件下，其著火條件可由下列函數(shù)關(guān)系式表示：，在封閉條件下，其著火條件可由下列函數(shù)關(guān)系式表示：0),(0udPhTf：著火條件的函數(shù)表達(dá)式 T0-環(huán)境溫度；環(huán)境溫度；

6、h-對流換熱系數(shù)；對流換熱系數(shù)； p-預(yù)混氣壓力；預(yù)混氣壓力； d-容器直徑；容器直徑； u-環(huán)境氣流速度環(huán)境氣流速度第一節(jié) 幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念7第九章第九章 著火過程著火過程l幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念l著火理論著火理論l點(diǎn)火過程點(diǎn)火過程l燃燒室中的著火和熄滅燃燒室中的著火和熄滅 謝苗諾夫著火理論的基本內(nèi)容謝苗諾夫著火理論的基本內(nèi)容 謝苗諾夫著火理論的應(yīng)用謝苗諾夫著火理論的應(yīng)用 謝苗諾夫著火理論的局限性謝苗諾夫著火理論的局限性第二節(jié) 著火理論1.1.基本思想：基本思想： 某一反應(yīng)體系在初始條件下，進(jìn)行緩慢的氧化還原反應(yīng)，某一反應(yīng)體系在初始條件下，進(jìn)行緩慢的氧化還原反應(yīng)，

7、反應(yīng)產(chǎn)生熱量，同時(shí)向環(huán)境散熱，當(dāng)產(chǎn)生的熱量大于散熱時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生熱量，同時(shí)向環(huán)境散熱，當(dāng)產(chǎn)生的熱量大于散熱時(shí)，體系的溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度加快，產(chǎn)生更多的熱量，反應(yīng)體系的溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度加快，產(chǎn)生更多的熱量，反應(yīng)體系的溫度進(jìn)一步升高，直至著火燃燒。體系的溫度進(jìn)一步升高，直至著火燃燒。 即自熱體系著火成功與否取決于其即自熱體系著火成功與否取決于其放熱因素放熱因素和和散熱因素散熱因素的的相互關(guān)系。相互關(guān)系。謝苗諾夫熱著火理論謝苗諾夫熱著火理論92.2.謝氏理論確定的研究對象和模型謝氏理論確定的研究對象和模型: : 研究對象研究對象：預(yù)混可燃?xì)怏w，閉口系預(yù)混可燃?xì)怏w，閉口系簡化假設(shè)簡化假設(shè): :

8、 體積為體積為V,V,表面積為表面積為S,S,壁溫壁溫=T=T0 0 混合氣初始溫度為混合氣初始溫度為T T0 0 容器對環(huán)境的總換熱系數(shù)容器對環(huán)境的總換熱系數(shù)不變不變 著火前后容器內(nèi)可燃物濃度著火前后容器內(nèi)可燃物濃度均勻不變均勻不變r(jià)TT00第二節(jié) 著火理論3.3.理論分析理論分析 化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)速率 放熱速率放熱速率 散熱速率散熱速率 系統(tǒng)升溫速率系統(tǒng)升溫速率-/0abE RTABWk C C e/10abE RTABQq Vk C C e20()QSTT/1E RTQAe20()QB T TdtdTCVQQ21CVQQdtdT21Q Q1 1=Q=Q2 2，能夠著火，能夠著火。第二

9、節(jié) 著火理論114.4. 著火條件分析著火條件分析1T0Q1Q223Q2Q2TCT0T0TQ切點(diǎn)切點(diǎn)3的意義：的意義：3 3點(diǎn)點(diǎn)標(biāo)志著體系處于由維持低溫、穩(wěn)定氧標(biāo)志著體系處于由維持低溫、穩(wěn)定氧化反應(yīng)狀態(tài)到不能維持這種狀態(tài)（即到加速反應(yīng)狀態(tài)）化反應(yīng)狀態(tài)到不能維持這種狀態(tài)（即到加速反應(yīng)狀態(tài)）的過渡狀態(tài)，體現(xiàn)了體系的過渡狀態(tài)，體現(xiàn)了體系熱自燃著火條件。熱自燃著火條件。自燃準(zhǔn)則自燃準(zhǔn)則：壁溫：壁溫T T0 0是是個(gè)極限值，超過這個(gè)溫度，個(gè)極限值，超過這個(gè)溫度，反應(yīng)就會不斷加速直至著反應(yīng)就會不斷加速直至著火，該溫度稱為臨界環(huán)境火，該溫度稱為臨界環(huán)境溫度，用溫度，用Ta,crTa,cr表示。表示。臨界條件

10、臨界條件：放熱和散熱曲：放熱和散熱曲線切點(diǎn)線切點(diǎn)3 3，稱為自燃點(diǎn)或，稱為自燃點(diǎn)或著火點(diǎn)，一般用著火點(diǎn)，一般用T TC C表示。表示。/1E RTQAe20()QB T T5.5.熱自燃著火溫度熱自燃著火溫度臨臨界狀界狀態(tài)態(tài)方程：方程：1212CCCCT TT TT TT TQQQQTT 02CCERTCERTCA eB TTEAeBRT2 式相除，有04122CRTEETRRE0222000222122CR TRTRTEETTRREEE200CRTTTTE20CCRTTTE200CRTTTE著火溫度著火溫度04122CRTEETRRE取/1E RTQAe20()QB T T若取若取E=167

11、KJ/molE=167KJ/mol、T T0 0=1000K=1000K時(shí)，計(jì)算時(shí)，計(jì)算T=50KT=50K。在一。在一般情況下，般情況下，T Tc c很接近于很接近于T T0 0, ,因此可認(rèn)為當(dāng)因此可認(rèn)為當(dāng)RTRT0 0/E/E1 1時(shí)時(shí) 0cTTQ Q1Q Q214測定的著火溫度數(shù)值往往被用作燃燒和爆炸的參考指標(biāo)。表測定的著火溫度數(shù)值往往被用作燃燒和爆炸的參考指標(biāo)。表中數(shù)據(jù)為溫度范圍或平均數(shù)值。中數(shù)據(jù)為溫度范圍或平均數(shù)值。著火溫度隨壓力和散熱情況的變化發(fā)生變化，一般著火溫度隨壓力和散熱情況的變化發(fā)生變化，一般是實(shí)驗(yàn)測定。是實(shí)驗(yàn)測定。156.熱自燃著火的影響因素?zé)嶙匀贾鸬挠绊懸蛩豎 Q1

12、Q Q216Q Q1Q Q2Q Q1Q Q2 2二、謝苗諾夫自燃理論的應(yīng)用二、謝苗諾夫自燃理論的應(yīng)用 著火感應(yīng)期著火感應(yīng)期 著火極限：著火極限：濃度極限、壓力極限、溫度極限濃度極限、壓力極限、溫度極限 爆炸極限爆炸極限 爆炸濃度極限，爆炸濃度極限，如：甲烷如：甲烷/ /空氣：空氣：5 515%15% 爆炸壓力極限，爆炸壓力極限，如：甲烷如：甲烷/ /空氣：小于空氣：小于0.065MPa0.065MPa，不爆炸，不爆炸 爆炸溫度極限，爆炸溫度極限，如：甲烷如：甲烷/ /空氣：小于空氣：小于690690，不爆炸，不爆炸1. 1. 著火感應(yīng)期著火感應(yīng)期 （也稱為著火延遲時(shí)間、誘導(dǎo)期）（也稱為著火延遲

13、時(shí)間、誘導(dǎo)期）0/00()E RTabiiABVct QVWt QVk C C eVCTT00/0()oVCiE RTabABCTTtQk C C e在較低的溫度在較低的溫度T、壓力、壓力P下，熱自燃著火感應(yīng)下，熱自燃著火感應(yīng)期會延長。期會延長。192. 2. 著火極限著火極限在自燃臨界狀態(tài)：在自燃臨界狀態(tài)：根據(jù)根據(jù)臨臨界狀界狀態(tài)態(tài)方程：方程：1212CCCCT TT TT TT TQQQQTT 00cBERTabAcK QV C C eS TT/02()CE RTabABCEK QVCC eSRT（1）（2）210CCABERTabcT TRTQK QVC C EeSE兩式相除有兩式相除有2

14、0CCRTTTE帶帶入（入（1）得）得20兩邊取對數(shù)、整理，兩邊取對數(shù)、整理， 得：得：設(shè)反應(yīng)物總摩爾濃度為設(shè)反應(yīng)物總摩爾濃度為C，即即CCACBxA為燃料的摩爾分?jǐn)?shù)，為燃料的摩爾分?jǐn)?shù)，xB為空氣（氧）摩爾分?jǐn)?shù)為空氣（氧）摩爾分?jǐn)?shù)AACxCBBCxCccPCRT1201lnln2(1)nncnan accAAPESRTRTK QVExx20cABERTabcRTK QVC C EeSE012(1)CEnRTan acAAnnCQVK PSxxeRTE謝苗諾夫方程謝苗諾夫方程根據(jù)此方程，如果根據(jù)此方程，如果、S,VS,V、E E、Q Q、K K0 0 已知，已知，n=2n=2，可以將，可以將上式

15、簡化為：上式簡化為：21lnln2(1)cccAAPABTTxx21非著火區(qū)著火區(qū)PcTc臨界壓力隨臨界溫度的變化臨界壓力隨臨界溫度的變化著火條件下，壓力、溫度與濃度的關(guān)系（1）Pc與與Tc關(guān)系（關(guān)系（ xA不變）：不變）： 在低壓時(shí)，自燃在低壓時(shí)，自燃著火溫度很高；反著火溫度很高；反之，在高壓時(shí)，自之，在高壓時(shí)，自燃溫度較低。燃溫度較低。21lnln2(1)cccAAPABTTxxTc100% xAx1x2著火（2） Tc 與與xA關(guān)系（關(guān)系（ Pc 不變）：不變）： 存在爆炸的存在爆炸的濃度極限濃度極限 溫度升高，濃度極限范圍溫度升高，濃度極限范圍增大，反之減小。增大，反之減小。 溫度下降

16、至某一值，系統(tǒng)溫度下降至某一值，系統(tǒng)失去爆炸性失去爆炸性存在存在爆炸的爆炸的溫度極限溫度極限 甲烷（%）自燃點(diǎn)（）PC=const（3） Pc 與與xA關(guān)系（關(guān)系（ Tc不變）：不變）：Pc100% xAPcx1x2T0=const 存在爆炸的存在爆炸的濃度極限濃度極限 壓力升高，濃度極限范壓力升高，濃度極限范圍增大，反之減小。圍增大，反之減小。 壓力下降至某一值，系壓力下降至某一值，系統(tǒng)失去爆炸性統(tǒng)失去爆炸性存在存在爆炸的爆炸的壓力極限壓力極限 24 工業(yè)上常用點(diǎn)火濃度界限（上限與下限），又稱爆炸極限（上限與下限）。點(diǎn)火濃度極限與著火濃度極限是相近的。可燃混合氣點(diǎn)火濃度界限：%.100332

17、211，lPlPlPl點(diǎn)火濃度極限其中：其中：P Pi i為各單一氣體占混合氣體的體積百分?jǐn)?shù)；為各單一氣體占混合氣體的體積百分?jǐn)?shù)； l li i為各單一氣體的濃度界限，為各單一氣體的濃度界限，% %。一般是實(shí)驗(yàn)測定。一般是實(shí)驗(yàn)測定。 影響因素：1.1.與惰性氣體的含量有關(guān)。與惰性氣體的含量有關(guān)。加入任何惰性氣體會使點(diǎn)加入任何惰性氣體會使點(diǎn)火濃度界限變窄，特別是上限降低。在富氧空氣中燃火濃度界限變窄，特別是上限降低。在富氧空氣中燃燒時(shí)，濃度界限將變寬，特別是濃度上限比在空氣中燒時(shí)，濃度界限將變寬，特別是濃度上限比在空氣中燃燒時(shí)大得多。燃燒時(shí)大得多。 25 2 . 2 .與與可燃預(yù)混合物的初始溫度

18、可燃預(yù)混合物的初始溫度有關(guān)。預(yù)熱至高有關(guān)。預(yù)熱至高溫的可燃混合物易于點(diǎn)火。溫的可燃混合物易于點(diǎn)火。 H H2 2、COCO、CHCH4 4與空氣的可燃混與空氣的可燃混合物，預(yù)熱后，合物，預(yù)熱后，濃度界限變寬，濃度界限變寬，特別是上限有明特別是上限有明顯的增加。顯的增加。三、謝苗諾夫自燃理論的局限性三、謝苗諾夫自燃理論的局限性 氫氫/氧體系的著火氧體系的著火“半島半島” 烴類氣體燃燒的烴類氣體燃燒的“冷焰冷焰”現(xiàn)象現(xiàn)象 鹵代烷的高效滅火性能鹵代烷的高效滅火性能 在氧化反應(yīng)體系中，一方面，隨著熱量的在氧化反應(yīng)體系中，一方面，隨著熱量的積累反應(yīng)自動加速，但也可以通過分支的鏈積累反應(yīng)自動加速，但也可以

19、通過分支的鏈鎖反應(yīng)，迅速增加活化中心（自由基）濃度鎖反應(yīng)，迅速增加活化中心（自由基）濃度來使反應(yīng)不斷加速直至著火爆炸。來使反應(yīng)不斷加速直至著火爆炸。 鏈鎖反應(yīng)理論的基本出發(fā)點(diǎn)：鏈鎖反應(yīng)體系著火與否取決于該體系自由基的生成速度和銷毀速度之間的關(guān)系。鏈鎖反應(yīng)著火理論的基本思想鏈鎖反應(yīng)著火理論的基本思想28工程燃燒學(xué)工程燃燒學(xué)-第九章第九章在第一、二極限之間的爆炸區(qū)內(nèi)有一點(diǎn)P（1）保持系統(tǒng)溫度不變而降低壓力，P點(diǎn)則向下垂直移動。自由基器壁消毀速度加快,當(dāng)壓力下降到某一數(shù)值后 -第一極限（2）保持系統(tǒng)溫度不變而升高壓力，P點(diǎn)則向上垂直移動。自由基氣相消毀速度加快,當(dāng)壓力升高到某一數(shù)值后 -第二極限（3

20、）壓力再增高，又會發(fā)生新的鏈鎖反應(yīng)導(dǎo)致自由基增長速度增大，于是又能發(fā)生爆炸。 -第三極限MHOMOH22OHOHHHO222第九章第九章 著火過程著火過程29l幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念l著火理論著火理論l點(diǎn)火過程點(diǎn)火過程l燃燒室中的著火和熄滅燃燒室中的著火和熄滅30第三節(jié) 點(diǎn)火過程1.1.強(qiáng)制著火與自發(fā)著火的區(qū)別強(qiáng)制著火與自發(fā)著火的區(qū)別 復(fù)習(xí)自燃與點(diǎn)燃復(fù)習(xí)自燃與點(diǎn)燃自燃：自燃：可燃物在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或可燃物在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒。自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒。（1 1）熱自燃熱自燃：可燃物因被預(yù)

21、先均勻加熱而產(chǎn)生的著火；：可燃物因被預(yù)先均勻加熱而產(chǎn)生的著火；（2 2）化學(xué)自燃化學(xué)自燃：可燃物在常溫下因自身的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱：可燃物在常溫下因自身的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量造成的著火。量造成的著火。點(diǎn)燃：點(diǎn)燃：由于從外部能源（如電熱線圈、電火花、熾熱質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)火由于從外部能源（如電熱線圈、電火花、熾熱質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)火火焰等）得到了能量，致使可燃物局部受到強(qiáng)烈加熱而著火，火焰等）得到了能量，致使可燃物局部受到強(qiáng)烈加熱而著火，然后燃燒傳播到整個(gè)可燃物中。簡言之：火焰的局部引發(fā)及其然后燃燒傳播到整個(gè)可燃物中。簡言之：火焰的局部引發(fā)及其相繼的傳播。也稱相繼的傳播。也稱“強(qiáng)制著火強(qiáng)制著火”、“引燃引燃”。 強(qiáng)

22、制著火與自發(fā)著火的不同強(qiáng)制著火與自發(fā)著火的不同第一，強(qiáng)制著火僅僅在混合氣局部（點(diǎn)火源附近）第一，強(qiáng)制著火僅僅在混合氣局部（點(diǎn)火源附近）中進(jìn)行，而自燃著火則在整個(gè)混氣空間進(jìn)行。中進(jìn)行，而自燃著火則在整個(gè)混氣空間進(jìn)行。第二，自燃著火是全部混合氣體都處于環(huán)境溫度第二，自燃著火是全部混合氣體都處于環(huán)境溫度T T0 0包圍下，由于反應(yīng)自動加速，使全部可燃混合氣體包圍下，由于反應(yīng)自動加速，使全部可燃混合氣體的溫度逐步提高到自燃溫度而引起。強(qiáng)制著火時(shí)，的溫度逐步提高到自燃溫度而引起。強(qiáng)制著火時(shí)，混氣處于較低的溫度狀態(tài)，為了保證火焰能在較冷混氣處于較低的溫度狀態(tài)，為了保證火焰能在較冷的混合氣體中傳播，的混合氣

23、體中傳播，點(diǎn)火溫度一般要比自燃溫度高點(diǎn)火溫度一般要比自燃溫度高得多得多。第三，可燃混合氣能否被點(diǎn)燃，不僅取決于熾熱物第三，可燃混合氣能否被點(diǎn)燃，不僅取決于熾熱物體附面層內(nèi)局部混合氣能否著火，而且還取決于火體附面層內(nèi)局部混合氣能否著火，而且還取決于火焰能否在混合氣中自行傳播。焰能否在混合氣中自行傳播。 3.3.點(diǎn)燃條件分析點(diǎn)燃條件分析33點(diǎn)火溫度點(diǎn)火溫度 點(diǎn)火溫度與著火溫度均指可以實(shí)現(xiàn)著火的最低溫點(diǎn)火溫度與著火溫度均指可以實(shí)現(xiàn)著火的最低溫度，度，數(shù)值上點(diǎn)火溫度高于著火溫度數(shù)值上點(diǎn)火溫度高于著火溫度。原因：離開熱源表面稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)，溫度即會下降。原因：離開熱源表面稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)，溫度即會下降。由于化學(xué)反

24、應(yīng)，靠近表面處的濃度會下降。由于化學(xué)反應(yīng)，靠近表面處的濃度會下降。00ndTdn點(diǎn)火臨界條件：34第九章第九章 著火過程著火過程l幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念幾個(gè)有關(guān)著火的基本概念l著火理論著火理論l點(diǎn)火過程點(diǎn)火過程l燃燒室中的著火和熄滅燃燒室中的著火和熄滅35第四節(jié)第四節(jié) 燃燒室中的著火和熄滅燃燒室中的著火和熄滅濃度濃度C C不變；不變；可燃混合物在燃燒室內(nèi)有一定的逗留時(shí)間可燃混合物在燃燒室內(nèi)有一定的逗留時(shí)間 ；具有一定的燃燒完全系數(shù)具有一定的燃燒完全系數(shù) 。燃燒室著火過程的特點(diǎn)燃燒室著火過程的特點(diǎn) 燃燒室著火過程的簡化模型燃燒室著火過程的簡化模型燃燒室絕熱；燃燒室絕熱；著火過程和燃燒過程為絕著火

25、過程和燃燒過程為絕熱過程；熱過程；零維模型：即燃燒室內(nèi)的零維模型：即燃燒室內(nèi)的溫度、濃度、壓力（常壓）溫度、濃度、壓力（常壓）等參數(shù)的平均值與出口參等參數(shù)的平均值與出口參數(shù)相同。數(shù)相同。 燃燒化學(xué)反應(yīng)為一級反應(yīng)。燃燒化學(xué)反應(yīng)為一級反應(yīng)。 連續(xù)流入燃燒室的可燃物的初始溫度連續(xù)流入燃燒室的可燃物的初始溫度T T0 0，濃度為，濃度為C C0 0；燃；燃燒產(chǎn)物流出溫度為燒產(chǎn)物流出溫度為T T，沒有燃盡的可燃混合物的濃度為，沒有燃盡的可燃混合物的濃度為C C；可燃物在燃燒室內(nèi)停留時(shí)間為可燃物在燃燒室內(nèi)停留時(shí)間為1 1，完成燃燒反應(yīng)所需要，完成燃燒反應(yīng)所需要的時(shí)間為的時(shí)間為2 2。37取無量綱參數(shù)：取無

26、量綱參數(shù)：（1 1）無量綱放熱率）無量綱放熱率（2 2）無量綱溫度）無量綱溫度（3 3）無量綱停留時(shí)間）無量綱停留時(shí)間01CC 燃燒完全系數(shù)：0,0,00,11CCC沒有放熱，燃燒系數(shù)為，完全燃燒，燃燒系數(shù)為RTE1122放熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：（2）Q1 = q W = q（C C0）/1Q1 = q k0 exp（ E /RT）C（1）qCeQ1211一級反應(yīng)：一級反應(yīng)： k0 = 1 / 2（3）3812101111eCC112e（1- ）（4）（5）散熱反應(yīng)：散熱反應(yīng)：Q 2 = cP / 1 （T T0）在燃燒室內(nèi)，在燃燒室內(nèi)，Q Q1 1全部轉(zhuǎn)為燃燒全部轉(zhuǎn)為燃燒產(chǎn)物的熱量。燃燒產(chǎn)物的熱量產(chǎn)物的熱量。燃燒產(chǎn)物的熱量增量為：增量為：（6）0110TTcqccp令（令（1）=（6）得，）得，（7）200pcEqCR（8）令令(1)=(3)整理得，整理得，整理后得到整理后得到記為記為1發(fā)熱曲線發(fā)熱曲線整理后得到整理后得到記為記為2散熱曲線散熱曲線39 以無量綱熱量以無量綱