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可燃气体燃烧的分类

时间:2021-01-20 16:23:37 来源:多种气体检测仪器仪表中心 点击:

燃烧学——可燃气体燃烧的分类2可燃性气体:指能够与空气(或氧气)在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气,遇到火源会发生爆炸的,燃烧过程中释放出大量能量的气体,例如氢气、甲烷、乙烯、丙烷等。指能够与空气(或氧气)在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气,遇到火源会发生爆炸的,燃烧过程中释放出大量能量的气体可燃气体,例如氢气、甲烷、乙烯、丙烷等。燃烧学气相燃烧是最主要的燃烧形式。【思考】为什么这么说?气相燃烧是最主要的燃烧形式。【思考】为什么这么说?燃烧学答:液体或固体可燃物受热后一般先发生蒸发或者热解产生可燃蒸气或可燃热解气,然后与氧化剂混合燃烧。答:液体或固体可燃物受热后一般先发生蒸发或者热解产生可燃蒸气或可燃热解气,然后与氧化剂混合燃烧。预混燃烧概念燃料和氧(或空气)预先混合成均匀的混合气,此可燃混合气称为预混合气,预混合气在燃烧器内进行着火、燃烧的过程称为燃料和氧(或空气)预先混合成均匀的混合气,此可燃混合气称为预混合气,预混合气在燃烧器内进行着火、燃烧的过程称为 预混合燃烧。燃烧学根据可燃气体与氧化剂在燃烧的状态不同,可燃气体燃烧分为根据可燃气体与氧化剂在燃烧的状态不同,可燃气体燃烧分为 预混燃烧和扩散燃烧 。

典型预混合燃烧装置燃烧学【思考】预混燃烧器有哪些优缺点?【思考】预混燃烧器有哪些优缺点?燃烧学优点:在点火点之前就完成了氧化剂(空气)和燃料的混合,混合气到达燃烧区后能在瞬间燃烧完毕,燃烧充分,形成短火焰,火焰温度高。在点火点之前就完成了氧化剂(空气)和燃料的混合,混合气到达燃烧区后能在瞬间燃烧完毕,燃烧充分,形成短火焰,火焰温度高。缺点:存在回火的可能性,调节比有限,空气/燃料比受限。 按火焰传播的形式分 按燃料与氧化剂混合模式分 按流动状态分缓燃火焰爆轰火焰(爆震)缓燃火焰爆轰火焰(爆震)预混火焰扩散火焰预混火焰扩散火焰层流火焰湍流火焰层流火焰湍流火焰燃烧学可燃气体燃烧分类燃烧学缓燃:依靠导热与分子扩散使未燃混合气体温度升高,并进入反应区引起化学反应,进而使燃烧波不断向未燃混合气推进。传播速度一般不大于依靠导热与分子扩散使未燃混合气体温度升高,并进入反应区引起化学反应,进而使燃烧波不断向未燃混合气推进。传播速度一般不大于1~3m/s,且传播过程是稳定的。且传播过程是稳定的。燃烧学爆轰:是通过激波的压缩作用使未燃混合气的温度不断升高而引起化学反应。爆轰的传播速度常大于是通过激波的压缩作用使未燃混合气的温度不断升高而引起化学反应。

爆轰的传播速度常大于1000m/s。 。消防关于爆轰的定义:爆轰:以冲击波为特征,超音速传播的爆炸。爆炸:由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象。爆轰:以冲击波为特征,超音速传播的爆炸。爆炸:由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象。10爆炸浓度范围:通常情况下,气体混合物中可燃成分的浓度处于一定范围内时,才会发生爆炸现象。通常情况下,气体混合物中可燃成分的浓度处于一定范围内时,才会发生爆炸现象。能够发生爆炸的最低浓度叫能够发生爆炸的最低浓度叫 爆炸浓度下限,而能够发生爆炸的最高浓度叫做,而能够发生爆炸的最高浓度叫做 爆炸浓度上限 。燃烧学11燃烧学常用可燃气体爆炸极限数据表物质 下限(%) ) 上限(%)甲烷)甲烷CH 4 5 15乙烷C 2 H 6 3 12.5丙烷C 3 H 8 2.1 9.5乙炔C 2 H 2 2.3 72.3 当可燃物含量 很稀 或 很浓时,化学反应进行很慢,单位时间内放出的总化学反应能量较小,就不能支持前沿冲击波去激发下层混合气体的化学反应。即使没有任何能量耗散,也不能使爆轰波稳定传播。时,化学反应进行很慢,单位时间内放出的总化学反应能量较小,就不能支持前沿冲击波去激发下层混合气体的化学反应。

即使没有任何能量耗散,也不能使爆轰波稳定传播。燃烧学在混合气体的爆炸浓度范围内,存在一个在混合气体的爆炸浓度范围内,存在一个 最佳浓度 ,爆速最大爆速最大 、 压力 和 反应放出热也最大。从安全角度看,最佳浓度时的威力最大、破坏效应也最严重。也最大。从安全角度看,最佳浓度时的威力最大、破坏效应也最严重。浓度和爆速的关系(C 2 H 2 + +O 2 )燃烧学爆炸浓度极限与 点火能 、 初始温度 、 压力 等因素有关。 点火能一般来说,点火能量越大,传给周围可燃混合物的能量越多,引起临层爆炸的能力越强,火焰越易自行传播,从而爆炸浓度范围变宽。即[a,b]中的a变小,b变大。但当点火能达到一定程度时,爆炸浓度范围变化就不明显了。一般来说,点火能量越大,传给周围可燃混合物的能量越多,引起临层爆炸的能力越强,火焰越易自行传播,从而爆炸浓度范围变宽。即[a,b]中的a变小,b变大。但当点火能达到一定程度时,爆炸浓度范围变化就不明显了。燃烧学下表为甲烷和空气混合物在不同能量的点火条件下爆炸浓度极限的实验结果。当点火能达到一定程度时,对爆炸浓度极限的影响就不明显了。下表为甲烷和空气混合物在不同能量的点火条件下爆炸浓度极限的实验结果。

七氟丙烷气体可燃吗?_可燃有毒气体报警器_可燃气体

当点火能达到一定程度时,对爆炸浓度极限的影响就不明显了。点火能 对 甲烷空气混合气体 爆炸浓度极限的影响燃烧学 初始温度初始温度升高,会使化学反应的速度加快。在相同的点火能下,可燃气体混合物的初始温度升高,会使化学反应的速度加快。在相同的点火能下,可燃气体混合物的 初始温度越高 ,燃烧反应越快越快 ,于是单位时间 放热越多,火焰越易传播,因而爆炸极限范围,火焰越易传播,因而爆炸极限范围 变宽 。燃烧学温度对爆炸极限的影响燃烧学 压力混合气体压力提高,爆炸浓度范围扩大。处于高压下的气体,其分子比较密集,单位体积中所含混合气分子较多,分子间传热和发生化学反应比较容易,反应速度加快,而散热损失显著减少,因此混合气体压力提高,爆炸浓度范围扩大。处于高压下的气体,其分子比较密集,单位体积中所含混合气分子较多,分子间传热和发生化学反应比较容易,反应速度加快,而散热损失显著减少,因此 爆炸浓度范围扩大。压力对爆炸浓度上限的影响较大。。压力对爆炸浓度上限的影响较大。燃烧学压力对甲烷空气混合气体爆炸极限的影响燃烧学在减压的情况下,随着压力的降低,爆炸范围不断缩小。当压力降到某一数值时,则会出现上限浓度和下限浓度重合。

如果压力再继续下降,则混合气便不会爆炸了可燃气体报警器,这一压力称为在减压的情况下,随着压力的降低,爆炸范围不断缩小。当压力降到某一数值时可燃气体,则会出现上限浓度和下限浓度重合。如果压力再继续下降可燃气体报警器,则混合气便不会爆炸了可燃气体,这一压力称为爆炸极限的临界压力 。燃烧学 惰性气体在可燃混合气中添加惰性气体,可使混合气体爆炸范围缩小爆炸范围缩小。当惰性气体大于一定浓度时,混合气体便不能发生燃烧、爆炸。。当惰性气体大于一定浓度时,混合气体便不能发生燃烧、爆炸。燃烧学CO 2 对汽油蒸气爆炸浓度极限的影响燃烧学按化学计量浓度估算 可燃气体爆炸极限可燃混合物中的可燃物与氧或空气中的氧燃烧时到达完全氧化反应的浓度称为可燃混合物中的可燃物与氧或空气中的氧燃烧时到达完全氧化反应的浓度称为 化学计量浓度。设可燃气体的分子式为:。设可燃气体的分子式为:C a H b O c +n 0 O 2 ——aCO 2 +b/2H 2 O则 n 0 =a+b/4-c/2燃烧学如果把空气中氧气的浓度取为20.9%,则可燃气体在完全燃烧的情况下,空气中的化学计量浓度的计算式如下:在氧气中, 则为:于是,爆炸浓度极限可估算如下:,则可燃气体在完全燃烧的情况下,空气中的化学计量浓度的计算式如下:在氧气中, 则为:于是,爆炸浓度极限可估算如下:%209 . 09 . 2000nL+=0000nL+=0 min55 . 0 L L =0 max8 . 4 L L =燃烧学注意:该式可用来估算烷烃以及其它有机可燃气体的爆炸浓度极限,但不适用于乙炔以及氢、硫、氯等无机气体。

注意:该式可用来估算烷烃以及其它有机可燃气体的爆炸浓度极限,但不适用于乙炔以及氢、硫、氯等无机气体。】 【例】 C 3 H 8 +5O 2 =3CO 2 +4H 2 O 解: n 0 =5在空气中:(实测值为2.1%)(实测值为)(实测值为9.5%) )% 01 . 4 %209 . 09 . 2000=+=nL% 21 . 2 55 . 00 min= = L L% 6 . 9 8 . 40 max= = L L燃烧学在氧气中:% 67 . 16 0000=+=nL% 17 . 9 55 . 00 min= = L L% 6 . 19 8 . 40 max= = L L燃烧学 多组分可燃气体混合物的爆炸浓度极限如果多组分可燃气体反应特性接近或为同系物时,它们与空气构成的爆炸性混合物的爆炸浓度极限可根据理如果多组分可燃气体反应特性接近或为同系物时,它们与空气构成的爆炸性混合物的爆炸浓度极限可根据理·查特里法则计算,即式中 分别为第查特里法则计算,即式中 分别为第i种组分在可燃物中的浓度。分别为第种组分在可燃物中的浓度。分别为第i种组分的爆炸浓度极限(下限或上限)。种组分的爆炸浓度极限(下限或上限)。

nnmixLVLVLVLVL+ + + +=332211100nV V V V 3 2 1, ,nL L L L 3 2 1, ,燃烧学上式需满足以下条件:①② 各组分间不发生化学反应且爆炸时不发生催化作用;③ 各组分的爆炸浓度极限已知。①② 各组分间不发生化学反应且爆炸时不发生催化作用;③ 各组分的爆炸浓度极限已知。1003 2 1= + + + +nV V V V 燃烧学【例】 某天然气含甲烷80% ,乙烷15% ,丙烷4% ,丁烷1%,求天然气的爆炸浓度极限。设,求天然气的爆炸浓度极限。设A、B、C、D分别表示甲烷、乙烷、丙烷、丁烷已知分别表示甲烷、乙烷、丙烷、丁烷已知% 5 . 1% 1 . 2% 0 . 3% 0 . 5minminminmin====DCBALLLL% 5 . 8% 5 . 9% 5 . 12% 0 . 15maxmaxmaxmax====DCBALLLL燃烧学爆炸浓度下限:爆炸浓度上限:爆炸浓度下限:爆炸浓度上限:% 2 . 4 5 . 001 . 0021 . 004 . 003 . 015 . 005 . 080 . 0100min=+ + += L% 1 . 14 5 . 001 . 0095 . 004 . 0125 . 015 . 015 . 080 . 0100max=+ + += L以上公式均没考虑温度、压力等因素的影响燃烧学31影响气体爆轰传播的因素主要有 : 气体爆轰波的传播速度与盛气体管子的放置方法(垂直或水平、或倾斜)、起爆源的种类、引爆端是闭口还是开口等无关,气体爆轰波的传播速度与盛气体管子的放置方法(垂直或水平、或倾斜)、起爆源的种类、引爆端是闭口还是开口等无关, 与管子的形状有关 。

燃烧学 混合气体的 初始温度对爆轰波速度影响很小,随温度升高,爆速稍微下降,这是因为温度高使气体密度减小所造成的。如爆鸣气对爆轰波速度影响很小,随温度升高,爆速稍微下降,这是因为温度高使气体密度减小所造成的。如爆鸣气( 2H 2 + O 2 ) 初始温度为 10 0 C 时,测出的爆速值为时,测出的爆速值为 2821m/s ,而 100 0 C 时为 2790m/s 。 混合气体的爆速随 初始压力 的提高而提高。燃烧学 混合气体的爆速随 初始密度 的增大而增大。 加入 惰性气体 ,对于较轻的惰性气体如He,爆速增加;对于较重的惰性气体如,爆速增加;对于较重的惰性气体如Ar,爆速减小。这是因为轻气体使得爆炸反应产物的,爆速减小。这是因为轻气体使得爆炸反应产物的 平均分子量减小,重气体使得分子量增大。减小,重气体使得分子量增大。燃烧学

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