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燃烧必须具备的三个条件

2024-02-22 15:44 575

物质燃烧并不是凭空发生的,而是在一定的条件下才会发生的。就像0度以下才会结冰、水烧到100度才会沸腾一样,都有一些必要的条件。

燃烧必须具备的三个条件

(1)要有可燃物;如木材、天然气、石油等;

(2)要有助燃物质,如氧气、氯酸钾等氧化剂;

(3)要有一定温度,即能引起可燃物质燃烧的热能(点火源)。可燃物、氧化剂和点火源,称为燃烧三要素,当这三个要素同时具备并相互作用时就会产生燃烧。

在燃烧过程中,燃料、氧气和燃烧产物三者之间进行着动量、热量和质量传递,形成火焰这种有多组分浓度梯度和不等温两相流动的复杂结构。

火焰内部的这些传递借层流分子转移或湍流微团转移来实现,工业燃烧装置屮则以湍流微团转移为主。探索燃烧室内的速度、浓度、温度分布的规律以及它们之间的相互影响是从流体力学角度研究燃烧过程的重要内容。

由于燃烧过程的复杂性,实验技术是探讨燃烧工程的主要手段。

燃烧反应可分为几个阶段

1、着火前预备阶段从燃料进炉至达到着火温度这一阶段称预备阶段。在这一阶段内,要完成水分蒸发,挥发分析出、燃料与空气混合物达到着火温度。显然,这一阶段是吸热过程,热量来源是火焰辐射及高温烟气回流。

影响预备阶段时间是非的因素除燃烧器本身外,主要是炉内热烟气为煤粉气流提供热量的强弱,煤粉气流的数目、温度、浓度、挥发分含量及煤粉细度等。

2、燃烧阶段当达到着火温度后,挥发分首先着火燃烧,放出热量,使温度升高,焦炭被加热到较高温度而开始燃烧。燃烧阶段是强烈的放热过程,温度升高较快,化学反应强烈,这时碳粒表面往往会出现缺氧状态。

强化燃烧阶段的关键是加强混合,负气流强烈扰动,以便向碳粒表面提供氧气,而将碳粒表面的二氧化碳扩散出往。

3、燃尽阶段主要是将燃烧阶段未燃尽的碳烧完。燃尽阶段剩余的碳固然未几,但要完全燃尽却很困难,主要是存在着诸多不利于完全燃烧的因素,如少量的固定碳被灰包围着;氧气浓度已较低;气流的扰动渐趋衰减;炉内温度在逐步降低。

燃烧的充分条件

充分条件指燃烧发生需要的必要条件达到一定量的要求,并且存在相互作用的过程。对于有焰燃烧,还包括未受抑制的链式反应。

1.一定的可燃物浓度

只有达到一定浓度,才会发生燃烧或爆炸。例如,常温下用明火接触煤油,煤油并不立即燃烧。灯用煤油在40℃以下、甲醇在低于7℃时,液体表面的蒸汽量均不能达到燃烧所需的浓度。

2.一定的助燃物浓度

各种可燃物燃烧,均有本身固定的最低氧含量要求。如:汽油的最低氧含量要求为14.4%,煤油为15%,乙醚为12%。低于这个值,即使其他必要条件已经具备,燃烧仍不会发生。

3.一定的点火能量

各种不同可燃物发生燃烧,均有本身固定的最小点火能量要求。如汽油的最小点火能量为0.2mj,乙醚(5.1%)0.19mj。

4.燃烧条件的相互作用

燃烧要发生,必须使以上三个条件相互作用。如氧浓度的变化就会改变可燃气体、液体和部分可燃物的燃点等。

5.未受抑制的链式反应

对有焰燃烧,根据燃烧的链锁反应理论,因燃烧过程中存在未受抑制的游离基(自由基)作中间,使燃烧扩展。

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