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燃燒必須具備的三個條件

時間:2024-02-22 15:44閱讀數(shù):468

物質(zhì)燃燒并不是憑空發(fā)生的,而是在一定的條件下才會發(fā)生的。就像0度以下才會結(jié)冰、水燒到100度才會沸騰一樣,都有一些必要的條件。

燃燒必須具備的三個條件

(1)要有可燃物;如木材、天然氣、石油等;

(2)要有助燃物質(zhì),如氧氣、氯酸鉀等氧化劑;

(3)要有一定溫度,即能引起可燃物質(zhì)燃燒的熱能(點火源)。可燃物、氧化劑和點火源,稱為燃燒三要素,當(dāng)這三個要素同時具備并相互作用時就會產(chǎn)生燃燒。

在燃燒過程中,燃料、氧氣和燃燒產(chǎn)物三者之間進行著動量、熱量和質(zhì)量傳遞,形成火焰這種有多組分濃度梯度和不等溫兩相流動的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

火焰內(nèi)部的這些傳遞借層流分子轉(zhuǎn)移或湍流微團轉(zhuǎn)移來實現(xiàn),工業(yè)燃燒裝置屮則以湍流微團轉(zhuǎn)移為主。探索燃燒室內(nèi)的速度、濃度、溫度分布的規(guī)律以及它們之間的相互影響是從流體力學(xué)角度研究燃燒過程的重要內(nèi)容。

由于燃燒過程的復(fù)雜性,實驗技術(shù)是探討燃燒工程的主要手段。

燃燒反應(yīng)可分為幾個階段

1、著火前預(yù)備階段從燃料進爐至達到著火溫度這一階段稱預(yù)備階段。在這一階段內(nèi),要完成水分蒸發(fā),揮發(fā)分析出、燃料與空氣混合物達到著火溫度。顯然,這一階段是吸熱過程,熱量來源是火焰輻射及高溫?zé)煔饣亓鳌?/p>

影響預(yù)備階段時間是非的因素除燃燒器本身外,主要是爐內(nèi)熱煙氣為煤粉氣流提供熱量的強弱,煤粉氣流的數(shù)目、溫度、濃度、揮發(fā)分含量及煤粉細度等。

2、燃燒階段當(dāng)達到著火溫度后,揮發(fā)分首先著火燃燒,放出熱量,使溫度升高,焦炭被加熱到較高溫度而開始燃燒。燃燒階段是強烈的放熱過程,溫度升高較快,化學(xué)反應(yīng)強烈,這時碳粒表面往往會出現(xiàn)缺氧狀態(tài)。

強化燃燒階段的關(guān)鍵是加強混合,負氣流強烈擾動,以便向碳粒表面提供氧氣,而將碳粒表面的二氧化碳擴散出往。

3、燃盡階段主要是將燃燒階段未燃盡的碳燒完。燃盡階段剩余的碳固然未幾,但要完全燃盡卻很困難,主要是存在著諸多不利于完全燃燒的因素,如少量的固定碳被灰包圍著;氧氣濃度已較低;氣流的擾動漸趨衰減;爐內(nèi)溫度在逐步降低。

燃燒的充分條件

充分條件指燃燒發(fā)生需要的必要條件達到一定量的要求,并且存在相互作用的過程。對于有焰燃燒,還包括未受抑制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

1.一定的可燃物濃度

只有達到一定濃度,才會發(fā)生燃燒或爆炸。例如,常溫下用明火接觸煤油,煤油并不立即燃燒。燈用煤油在40℃以下、甲醇在低于7℃時,液體表面的蒸汽量均不能達到燃燒所需的濃度。

2.一定的助燃物濃度

各種可燃物燃燒,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為14.4%,煤油為15%,乙醚為12%。低于這個值,即使其他必要條件已經(jīng)具備,燃燒仍不會發(fā)生。

3.一定的點火能量

各種不同可燃物發(fā)生燃燒,均有本身固定的最小點火能量要求。如汽油的最小點火能量為0.2mj,乙醚(5.1%)0.19mj。

4.燃燒條件的相互作用

燃燒要發(fā)生,必須使以上三個條件相互作用。如氧濃度的變化就會改變可燃氣體、液體和部分可燃物的燃點等。

5.未受抑制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

對有焰燃燒,根據(jù)燃燒的鏈鎖反應(yīng)理論,因燃燒過程中存在未受抑制的游離基(自由基)作中間,使燃燒擴展。