燃?xì)馊紵^(guò)程

1、 建環(huán)建環(huán)21101 潘宏達(dá)潘宏達(dá)一一.燃?xì)馊紵磻?yīng)機(jī)理燃?xì)馊紵磻?yīng)機(jī)理 （一）化學(xué)反應(yīng) 分子運(yùn)動(dòng)論是經(jīng)典物理學(xué)的重要基礎(chǔ)理論，它把物質(zhì)的宏觀(guān)現(xiàn)象和微觀(guān)本質(zhì)聯(lián)系起來(lái)，是人類(lèi)正確認(rèn)識(shí)到了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律。分子運(yùn)動(dòng)論從物質(zhì)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)出發(fā)來(lái)闡述熱現(xiàn)象規(guī)律，也是研究化學(xué)反應(yīng)的重要基礎(chǔ)。分子運(yùn)動(dòng)論的主要內(nèi)容有：分子運(yùn)動(dòng)論的主要內(nèi)容有： （一）一切物體都是由大量分子構(gòu)成的，分子之間有空隙。 （二）分子處于永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為熱運(yùn)動(dòng)。 （三）分子間存在著相互作用著的分子力（引力和斥力）。 實(shí)際上，構(gòu)成物質(zhì)的基本單元是多種的，或者原子（金屬），或者離子（鹽類(lèi)），或者分子（有機(jī)物）。

2、由于這些微粒做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)遵從相同的規(guī)律，在熱力學(xué)中統(tǒng)稱(chēng)分子。 化學(xué)鍵是分子或者晶體內(nèi)相鄰原子（或離子）間強(qiáng)烈的相互作用，存在于離子化合物，共價(jià)化合物，金屬單質(zhì)等的原子（或離子）間?；瘜W(xué)反應(yīng)通常和化學(xué)鍵的形成與斷裂有關(guān)?；瘜W(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是舊的化學(xué)鍵斷裂，分子破裂成原子，原子重新排列組合形成新的化學(xué)鍵從而生成新物質(zhì)的過(guò)程。（二）基元反應(yīng)速率理論（二）基元反應(yīng)速率理論 反應(yīng)物分子通過(guò)一次碰撞即直接轉(zhuǎn)化為生成物分子的反應(yīng)稱(chēng)為基元反應(yīng)。 絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)都不是基元反應(yīng)，往往中間要經(jīng)歷若干個(gè)基元反應(yīng)過(guò)程，產(chǎn)生各種中間活性產(chǎn)物（或稱(chēng)活化中心），才能最后轉(zhuǎn)化為生成物。 根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論的觀(guān)點(diǎn)，反應(yīng)物分子之間的“

3、碰撞”是反應(yīng)進(jìn)行的必要條件，但并不是所有“碰撞”都會(huì)引起反應(yīng)。是否能反應(yīng)還取決于能量等因素，與碰撞時(shí)具體變化過(guò)程密切相關(guān)。 碰撞理論主要適用于氣體雙分子碰撞理論主要適用于氣體雙分子基元反應(yīng)，其基本假設(shè)如下：基元反應(yīng)，其基本假設(shè)如下： （1）分子為硬球型； （2）反應(yīng)物分子必須相互碰撞才能發(fā)生反應(yīng)； （3）分子之間發(fā)生反應(yīng)，碰撞只是必要條件，只有發(fā)生有效碰撞的分子才能發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)速率的快慢和單位時(shí)間內(nèi)的有效碰撞次數(shù)成正比 （4）只有那些能力超多普通分子平均能量且空間方位適宜的活化分子的碰撞才能起反應(yīng)。 根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論的觀(guān)點(diǎn)，構(gòu)成物體的大量分子時(shí)刻處于無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)中，分子之間的碰撞時(shí)刻都在發(fā)生

4、，但不是每次的碰撞都可以發(fā)生反應(yīng)。只有能量足夠高的分子在適宜空間方位的碰撞過(guò)程中能夠打破舊的化學(xué)鍵的束縛，才可能發(fā)生原子的重新組合而形成新的物質(zhì)。而不具備這種能量的分子之間的碰撞只不過(guò)是互不傷害的跳來(lái)蹦去而已。能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱(chēng)為有效碰撞，而具有較高能量，能夠發(fā)生有效碰撞而引起化學(xué)反應(yīng)的分子稱(chēng)為活化分子。（三）化學(xué)反應(yīng)速率（三）化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)動(dòng)力學(xué)上用”化學(xué)反應(yīng)速率“的概念來(lái)反映化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢。 化學(xué)反應(yīng)速率可以用任何一種反應(yīng)物的反應(yīng)速率或生成物的生成速率來(lái)表示。 化學(xué)反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系質(zhì)量作用定律 化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系阿累尼烏斯定律（四）鏈反應(yīng)（四）鏈反應(yīng) 有一些反應(yīng)在低

5、溫下仍然可以以很高的化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)行。 物質(zhì)能量在分子間的分布總是不均勻的，總存在一些不穩(wěn)定的分子。 通過(guò)活化中心與穩(wěn)定分子的反應(yīng)，又會(huì)不斷形成新的中間活性產(chǎn)物。 燃燒反應(yīng)過(guò)程中，如果每一鏈環(huán)都有兩個(gè)或者更多個(gè)活化中心可以引出新鏈環(huán)，鏈形分支，使反應(yīng)速度急劇增長(zhǎng)，這種鏈反應(yīng)稱(chēng)為支鏈反應(yīng)。燃燒反應(yīng)都屬于支鏈反應(yīng)，一旦著火，既具有不斷分支，自動(dòng)加速的特性。二二.著火（點(diǎn)火）著火（點(diǎn)火） 所謂著火，通常是指由于能量（或活化中心）的積聚，預(yù)混的可燃?xì)怏w自發(fā)發(fā)生燃燒反應(yīng)的起始瞬間，又稱(chēng)自燃。按照著火現(xiàn)象的不同成因，可以分為熱力著火（或熱自燃）和支鏈著火（鏈鎖自燃）。三三.燃?xì)馊紵幕鹧鎮(zhèn)鞑ト細(xì)馊紵幕鹧?/p>

6、傳播 （一）火焰的傳播方式 火焰的傳播有三種方式：正常的火焰?zhèn)鞑ィê捅肌?（二）火焰?zhèn)鞑サ乃俣萐n 火焰在管內(nèi)靜止或?qū)恿骺扇細(xì)怏w混合物中的傳播速度與氣流向管壁的散熱有關(guān)。影響法向火焰?zhèn)鞑ニ俣扔绊懛ㄏ蚧鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣萐n的因的因素主要有以下幾個(gè)方面：素主要有以下幾個(gè)方面： （1）可燃混合物的性質(zhì) （2）燃?xì)鉂舛?（3）可燃混合物起始溫度 （4）可燃混合物的壓力 （5）添加劑（三）火焰?zhèn)鞑舛葮O限（三）火焰?zhèn)鞑舛葮O限 火焰?zhèn)鞑舛葮O限又稱(chēng)為著火濃度極限。 由于火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍內(nèi)的可燃?xì)怏w混合物，在一定條件下會(huì)瞬間完成著火而形成爆炸，因此火焰?zhèn)鞑舛葮O限又稱(chēng)為爆炸極限。影響火焰?zhèn)鞑舛葮O限的

7、因素影響火焰?zhèn)鞑舛葮O限的因素 （1）燃?xì)庠诩冄踔兄鹑紵龝r(shí)，火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍擴(kuò)大； （2）提高燃?xì)?空氣混合物溫度，火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍擴(kuò)大； （3）提高燃?xì)?空氣混合物壓力，火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍擴(kuò)大； （4）燃?xì)庵屑尤攵栊詺怏w時(shí)，火焰?zhèn)鞑舛葮O限范圍縮小； （5）含塵量，含水蒸氣以及容器形狀和壁面材料等因素，有時(shí)也會(huì)影響火焰?zhèn)鞑舛葮O限。四四.燃燒過(guò)程的強(qiáng)化燃燒過(guò)程的強(qiáng)化 在工程上，為了滿(mǎn)足工藝的需要或者提高加熱效率，往往需要對(duì)基本的燃燒過(guò)程進(jìn)行一定的強(qiáng)化，以獲得較高的加熱溫度，減小爐膛空間和加熱時(shí)間。 強(qiáng)化燃燒過(guò)程主要應(yīng)從提高溫度和加強(qiáng)氣流混合兩方面來(lái)考慮。（一）預(yù)熱燃?xì)夂涂諝猓ㄒ唬╊A(yù)熱燃?xì)夂涂諝?預(yù)熱燃?xì)夂涂諝?，可以提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?，從而提高燃燒溫度，增大燃燒?qiáng)度。（二）加強(qiáng)氣流紊動(dòng)（二）加強(qiáng)氣流紊動(dòng) 燃?xì)馊紵幕瘜W(xué)反應(yīng)速度要遠(yuǎn)大于燃?xì)夥肿优c氧氣分子之間的相互擴(kuò)散混合的速度，因此，制約燃燒速度提高的主要因素是燃?xì)?空氣之間的混合過(guò)程。如果能夠提高燃?xì)?空氣之間混合的強(qiáng)度，將會(huì)極大