第五部分预混可燃气的着火.ppt

第四章预混可燃气的着火理论
在燃烧装置中，着火是有条件的；另外，有些时候我们要防止发生着火，或者在燃烧后要求尽快熄灭，比如消防。因此我们要了解着火的理论。
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基本概念
自燃：使可燃混合物在整个空间内同时达到某一温度，超过该温度，混合物便自动地、不再需要外界作用而达到燃烧状态。俗称自燃着火、着火。
点燃：依靠外界能量（电火花、电弧、炽热物体等）强制性滴在可燃混物某点点火，引起局部燃烧，并自动地向其它地方传播，最终使整个混合物燃烧起来。实际燃烧装置点采用点燃的方式。
热自燃：混合物本身化学反应放热量大于系统散热量时将造成热量的积累，使温度不断升高、反应速度增大，最终达到很高的反应速度－－热爆炸。
链锁自燃：由于分枝链锁反应造成活性中心迅速繁殖，不需要高温条件，就可以达到很高的反应速度－－链锁爆炸
实际自燃过程中，二者兼有，一般低温下链锁自燃主导，高温下热自燃主导。
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第一节闭口系统热自燃理论
热自燃现象相当复杂，为了揭示本质，一般采用“闭口系统”来分析，并作以下假设：
1、反应在体积为V表面积为S的密闭容器内进行；
2、容器壁温始终保持T0；
3、容器内可燃物具有相同的温度、浓度、以及化学反应速度；
4、容器内反应初 始温度为T0;
5、容器内气体与壁面的换热系数不随温度压力的变化而变化；
6、在可燃物着火之前，由于化学反应速度很低，故不计浓度变化
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热自燃着火理论认为，可燃预混物的着火是反应放热因素与系统散热因素之间相互作用的结果，如果某一系统中反应的放热量大于系统的散热量，那么，热量将会在系统内积累并引起系统温度的升高和化学反应速率的增大，并最终导致可燃预混物的着火；反之，则不能发生着火。
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闭口系统自燃条件分析
假设反应热为q，则单位时间单位体积化学反应放出的热量为：
折算到单位时间单位体积上系统的散热量为：
一组超越函数
一组线性函数
我们可以通过作图方法分析两组曲线之间的关系
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低温稳定点
当放热曲线与散热曲线在低温区仅有一个交点的时候，如图所示1点，Q f= Q s。
在1点之前，放热量大于散热量，于是系统温度逐渐升高。到达1点的时候，放热量等于散热量，达到平衡。
1点之后，即使存在某种外部因素促使系统温度上升，但是由于系统散热量大于反应放热量，系统仍将被冷却回到1点。
1点被称为低温稳定点。混合物只能处于缓慢氧化状态。燃料处于储存期且有空气进入就类似这种情况。
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不同壁温情况下Q-T曲线
低温稳定点A
又称下稳定点
T=T01，两个交点A、B。在B，只要温度略高于T，系统温度将不断升高，达到爆炸。但是从A过渡到B很困难。B不属于自燃范畴。
T=T02，两条曲线恰好相切C点。当T<TC时, Qf>Qs,系统将自动升温到C点。但是C点不是稳定点，一旦温度略有提高，放应放热继续超过系统散热而达到自燃着火。因此相切是自燃着火的临界条件。TC称为着火温度。
T=T03，任何时候放热都大于散热，热量不断积累，肯定能够自燃着火
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散热条件对于自燃着火的影响
不同散热条件下可以得到一组不同斜率的Qs曲线。散热加强导致自燃着火条件被破坏，不再能够发生自燃
散热增强的方向。提高放热系数或者增加系统表面积等等
存放易燃物品的仓库要加强通风
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仓库与通风设备
轴流风机
小型仓库
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可燃物浓度、压力对于自燃着火的影响
压力、浓度增加的方向
改变可燃物的浓度或者压力将破坏原有的自燃着火条件。压力提高、浓度提高将有利于自燃着火。
改变压力与浓度将得到一组反应放热曲线
内燃机气缸
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