燃燒學(xué)考試題(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、請(qǐng)解釋下面的基本概念1 燃燒: 是指可燃物跟助燃物（氧化劑）發(fā)生的劇烈的一種發(fā)光、發(fā)熱的氧化反應(yīng)。4 顯光火焰的熱損失機(jī)理5 煙囪效應(yīng)：這種垂直的圍護(hù)物中，由于氣體對(duì)流對(duì)流，促使煙塵和熱氣流向上流動(dòng)的效應(yīng)，稱為“煙囪效應(yīng)”。6 引燃：引燃又稱為強(qiáng)迫著火或點(diǎn)燃，是指由于從外部能源（如電熱線圈、電火花、 熾熱質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)火火焰等）得到能量，使混氣局部范圍受到強(qiáng)烈加熱而著火8 燃燒速度:單位容積內(nèi)，單位時(shí)間完全燃燒掉的燃料量9 通風(fēng)因子：A 為通風(fēng)口的面積，m2，H 為通風(fēng)口自身的高度，m；基本參數(shù) A H成為通風(fēng)因子10 空氣消耗系數(shù):燒所消耗的實(shí)際空氣量與理論空氣量之比

2、定義為空氣消耗系數(shù)將可燃 物完全燃燒11 燃燒熱: 燃燒反應(yīng)中可燃物與助燃物作用生成穩(wěn)定產(chǎn)物時(shí)的反應(yīng)熱稱為燃燒熱12 熱值: 熱值是指單位質(zhì)量（或體積）的燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量 14 自燃: 可燃物在沒有外部火花、火焰等火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒，稱為自燃15 斯蒂芬流：在燃燒問題中，高溫氣流與其相鄰的液體或固體物質(zhì)之間存在著一個(gè)相分界面16 火焰?zhèn)鞑C(jī)理:依靠導(dǎo)熱和分子擴(kuò)散使未燃混合氣溫度升高，并進(jìn) 入反應(yīng)區(qū)而引起化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致火焰?zhèn)鞑?7 粉塵爆炸：可燃物質(zhì)呈粉狀或霧狀而飛散在空氣中遇火源而發(fā)生的爆炸稱為粉塵爆炸18 陰燃：只冒煙而無火焰的燃燒現(xiàn)象19 閃點(diǎn):

3、 在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，液體表面能夠產(chǎn)生閃燃的最低溫度稱為閃點(diǎn)20 可燃液體爆炸溫度極限：蒸氣爆炸濃度上、下限所對(duì)應(yīng)的液體溫度稱為可燃液體的爆炸溫度上、下限 21 反應(yīng)速率：指單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加24 異相燃燒: 液體或固體燃料和氣態(tài)氧化劑的燃燒25 理論火焰溫度（1）可燃物與空氣按化學(xué)計(jì)量比配比；（2）完全燃燒；（3）絕熱等壓燃燒；（4）燃燒的初始溫度是 298K（25）。在以上規(guī)定的條件的基礎(chǔ)上計(jì)算出的燃燒溫度，稱為定壓絕熱火焰溫度，或稱理論燃燒溫度二、簡答題2. 為什么說 Arrhenius 定律的結(jié)論與分子碰撞理論對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的解釋是一致的？3. 什么叫鏈反應(yīng)？

4、它是怎樣分類的？鏈反應(yīng)一般可以分為幾個(gè)階段？通過在反應(yīng)過程中交替和重復(fù)產(chǎn)生的活性中間體（自由基或自由原子）而使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行的一類化學(xué)反應(yīng)直鏈反應(yīng)：直鏈反應(yīng)在鏈傳遞過程中每消耗一個(gè)自由基的同時(shí)又生成一個(gè)自由基，直 至鏈終止。在整個(gè)鏈傳遞過程中，自由基數(shù)目始終保持不變。在鏈傳遞過程中， 自由基數(shù)目保持不變的反應(yīng)稱直鏈反應(yīng)（2）支鏈反應(yīng) 支鏈反應(yīng)，就是指一個(gè)自由基在鏈傳遞的過程中，生成最終產(chǎn)物的同 時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)或兩個(gè)以上的自由基。自由基的數(shù)目在反應(yīng)過程中是隨時(shí)間增加的， 因此反應(yīng)速率是加速的鏈鎖反應(yīng)一般由三個(gè)步驟組成：鏈引發(fā)、鏈傳遞、鏈終止5. 高熱值和低熱值的區(qū)別和轉(zhuǎn)換方法？高熱值（higher c

5、alorific value）和低熱值（lower calorific value）之分。高熱值（QH）是指可 燃物中的水和氫燃燒生成的水以液態(tài)形式存在時(shí)的熱值；而低熱值（QL）是指可燃物中水 和氫燃燒生成的水以氣態(tài)形式存在時(shí)的熱值QL=QH-6×(9H+W)×4.186. 不同狀態(tài)物質(zhì)的燃燒過程如何？7. Stefen 流問題的概念？產(chǎn)生 Stefen 流的條件是什么？在燃燒問題中，高溫氣流與其相鄰的液體或固體物質(zhì)之間存在著一個(gè)相分界面。了解相分界面處物質(zhì)傳遞的情況，對(duì)于正確地寫出邊界條件，正確地研究各種邊界條件下的燃燒問題是十分重要的。在燃燒物體中，在相分界面處存在著法

6、向流動(dòng)，這與單組分流體力學(xué)問題是不相同的。通常單組分粘性流體在流過惰性表面時(shí)，如果氣壓不是很低，則在表面處將形成一層附面層（邊界層）。但是多組分流體在一定條件（相分界面發(fā)生物理或化學(xué)過程等）下，在界面處將形成一定的濃度梯度，因而可能形成各組分法向的擴(kuò)散物質(zhì)流。如果相分界面上有物理或化學(xué)過程存在，那么這種物理或化學(xué)過程也會(huì)產(chǎn)生或消耗一定的質(zhì)量流。于是在物理或化學(xué)過程作用下，表面處又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與擴(kuò)散物質(zhì)流有關(guān)的法向總物質(zhì)流。這個(gè)總物質(zhì)流是由表面本身因素造成的。這一現(xiàn)象是斯蒂芬流在研究水面蒸發(fā)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，因此稱為斯蒂芬流。2 斯蒂芬流產(chǎn)生的條件是在相分界面處既有擴(kuò)散現(xiàn)象存在，又有物理（或）和化學(xué)過程存

7、在，這兩個(gè)條件缺一不可的8. 試分析堆積固體自燃火災(zāi)起火的原因？熱自燃理論認(rèn)為，著火是反應(yīng)放熱因素與散熱因素相互作用的結(jié)果。如果反應(yīng)放熱占優(yōu)勢(shì)，體系就會(huì)出現(xiàn)熱量積累，溫度升高，反應(yīng)加速，發(fā)生自燃；相反，如果散熱因素占優(yōu)勢(shì)，體系溫度下降，不能自燃。9. 試給出液體引燃著火的條件，并加以解釋？10. 試給出固體引燃著火條件，并加以解釋？11.電火花點(diǎn)火機(jī)理？電火花點(diǎn)火機(jī)理：關(guān)于電火花點(diǎn)火的機(jī)理有兩種理論：一種是著火的熱理論，它是把電火花看作為一個(gè)外加的高溫?zé)嵩?，由于它的存在使靠近它的局部混合氣體溫度升高(由于導(dǎo)熱和對(duì)流作用)，以致達(dá)到著火臨界工況而被點(diǎn)燃，然后再靠火焰?zhèn)鞑ナ拐麄€(gè)容器內(nèi)混合氣體著火燃

8、燒；另一種是著火的電理論，它認(rèn)為混合氣的著火是由于靠近火花部分的氣體被電離而形成活性中心，提供了進(jìn)行鏈鎖反應(yīng)的條件，由于鏈鎖反應(yīng)的結(jié)果使混合氣燃燒起來12. 給出兩種不同的熱自燃理論，并說明其應(yīng)用范圍？在Semenov自燃理論中，假定體系內(nèi)部各點(diǎn)溫度相等。謝苗諾夫自燃理論的應(yīng)用場(chǎng)合：氣體混合物：對(duì)于氣體混合物，由于溫度不同的各部分之間對(duì)流混合，可以認(rèn)為體系內(nèi)部溫度均一；畢渥數(shù)Bi 較小的堆積固體物質(zhì)：對(duì)于Bi數(shù)較小的堆積固體物質(zhì)，也可認(rèn)為物體內(nèi)部溫度大致相等。但當(dāng) Bi數(shù)較大時(shí)（Bi>10），體系內(nèi)部各點(diǎn)溫度相差較大，在這種情況下，該自燃理論中溫度均一的假設(shè)顯然不成立F-K自燃模型考慮到

9、了大Bi數(shù)條件下物質(zhì)體系內(nèi)部溫度分布的不均勻性13.何謂閃燃?可燃液體為什么會(huì)發(fā)生閃燃現(xiàn)象?研究閃燃在消防工作有什么重要意義?閃燃：這種在可燃液體上方，蒸氣與空氣的混合氣體遇火源發(fā)生的一閃即滅的燃燒現(xiàn)象即稱之為閃燃液體溫度較低時(shí)，由于蒸發(fā)速度很慢，液面上方蒸氣濃度小于爆炸下限，蒸氣與空氣混合物與火源是點(diǎn)不著的；隨著溫度的升高，蒸氣濃度增大達(dá)到爆炸下限時(shí)，蒸氣與空氣的混合物與火源就能閃出火花，但隨即熄滅閃點(diǎn)在消防安全管理中的重要意義可燃液體火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)分類：甲類液體火災(zāi)：閃點(diǎn)小于28。代表液體：汽油（-38）乙類液體火災(zāi)：閃點(diǎn)在2860 代表液體：煤油（40）丙類液體火災(zāi)：閃點(diǎn)大于60 代表液體

10、：柴油（65）14. 何謂液體的爆炸溫度極限?分析說明可燃液體存在爆炸溫度極限的原因。15. 如何用爆炸溫度極限判斷可燃液體的蒸汽在室溫條件下爆炸的危險(xiǎn)性?三、論述題Semonov 自燃理論的基礎(chǔ)是什么？該理論的主要內(nèi)容是什么？任何反應(yīng)體系中的可燃混氣，一方面它會(huì)進(jìn)行緩慢氧化而放出熱量，使體系溫度升高，同時(shí)體系又會(huì)通過器壁向外散熱，使體系溫度下降。熱自燃理論認(rèn)為，著火是反應(yīng)放熱因素與散熱因素相互作用的結(jié)果。如果反應(yīng)放熱占優(yōu)勢(shì)，體系就會(huì)出現(xiàn)熱量積累，溫度升高，反應(yīng)加速，發(fā)生自燃；相反，如果散熱因素占優(yōu)勢(shì)，體系溫度下降，不能自燃。試用兩種著火理論解釋阻火器的阻火機(jī)理？3. 論述炸藥的爆炸機(jī)理？炸藥

11、是能夠發(fā)生自身燃燒反應(yīng)的物質(zhì)，其自身含有可燃元素C、H和助燃元素O，一旦炸藥得到了發(fā)火的能量，原來的分子結(jié)構(gòu)就破壞了，氧元素就與C、H等元素相化合，生成氣體，這種變化無需外界氧元素參加，因而叫自身燃燒反應(yīng)。4. 粉塵爆炸的條件是什么?滿足這些條件的粉塵為什么會(huì)發(fā)生爆炸?1、粉塵本身是可燃的2、粉塵以一定濃度懸浮在空氣中3、存在足以引起粉塵爆炸的火源具備上述條件的粉塵之所以能爆炸，是因?yàn)榉蹓m懸浮在空氣中形成了一個(gè)高度分散體系，分散相的粉塵分散度較大，因而表面積極大的增大，必然具有巨大的表面能(體現(xiàn)為吸附性和活性)，同時(shí)分散度的增加使粉塵粒子與空氣中氧之間的界面加氧氣的供給更加充足，所以反應(yīng)速度也

12、大為加快。粉塵的分散度增加，必然起導(dǎo)熱性差，熱容減少，因而引起體系的局部變熱，以致引起危險(xiǎn)性的爆炸，同時(shí)，分散度大，加快了反應(yīng)速度，釋放出很大的熱量，促使爆炸蔓延。6論述理論燃燒溫度的近似計(jì)算過程，并給計(jì)算式？7. 高層建筑火災(zāi)的特點(diǎn)？一、火勢(shì)蔓延快，途徑多 二、疏散困難，傷亡嚴(yán)重 三、撲救難度大 四、依然合成材料多，燃燒猛烈8. 礦井火災(zāi)的特點(diǎn)？生過程緩慢，供氧有限9利用所學(xué)知識(shí)分析我國煤礦瓦斯事故(瓦斯爆炸)頻發(fā)的原因？10. 在熱著火理論中，存在哪些自燃著火極限?這些自燃著火極限是如何得出的?(結(jié)合圖示說明)(一) 濃度極限存在著火濃度下限L和上限U。如果混合物太貧燃或太富燃，則不管溫度

13、多高都不會(huì)著火。(二) 溫度極限由圖4-5可以看出，在壓力保持不變的條件下，降低溫度，兩個(gè)濃度極限相互靠近，使著火范圍變窄；當(dāng)溫度低至某一臨界值時(shí)，兩極限合二為一；再降低溫度，任何比例的混合氣均不能著火。這一臨界溫度值就稱為該壓力下的自燃溫度極限。(三) 壓力極限由圖4-6可以看出，在溫度保持不變的條件下，降低壓力，兩個(gè)濃度極限相互靠近，使著火范圍變窄；再降低壓力，任何比例的混合氣均不能自燃。這一臨界壓力就稱為該溫度下的自燃?jí)毫O限。很顯然，不同的混合氣體，其濃度極限，溫度極限和壓力極限是不相同的。圖 4-5臨界溫度曲線 圖 4-6臨界壓力曲線四、計(jì)算題利用集總參數(shù)法估算薄片狀固體（Bi=hL/K 數(shù)較小），如窗簾、幕布之類的引燃時(shí)間。例7-2：一塊厚度為0.8mm的幕布，密度、熱容及其與周圍空氣的對(duì)流換熱系數(shù)分別為：0.3 g/m3，1.2 KJ/(kg K)，15 W/m2，初始溫度20，燃點(diǎn)260，求幕布懸掛在300的熱空氣中時(shí)的引燃時(shí)間?如果該幕布一面受熱通量為20kW/m2 輻射加熱，兩面均有散熱損失，幕布吸收系數(shù)為0.8 時(shí)的引燃時(shí)間為多少？答案：利用公式(7-4)求得時(shí)間約為19s；利用公式(7-8)求得時(shí)間約為6s2. 可燃液體爆炸溫度極限的計(jì)算。例 6-2：已知甲苯的爆