燃烧学—第4章2.ppt
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燃烧学;4.4 爆炸极限理论及计算 ; 设燃烧波内反应物浓度为n
则单位体积放出能量为nw。
燃烧波向前传递,使前方分子活化,活化概率为α(α≤1)
则活化分子的浓度为αnW/E。第二批活化分子反应后再放出能量为αnW2/E。
;在爆炸极限时,β=1
;4.4.2爆炸极限的影响因素
(1)初始温度
爆炸性混合物的初始温度越高,则爆炸极限范围越大,即爆炸下限降低而爆炸上限增高
;(2)初始压力
一般压力增大,爆炸极限扩大
压力降低,则爆炸极限范围缩小
待压力降至某值时,其下限与上限重合,将此时的最低压力称为爆炸的临界压力。若压力降至临界压力以下,系统便成为不爆炸 ;图4-22 不同压力下氢气爆炸极限
1.火焰向下传播,圆筒容器尺寸为
37×8cm;2.端部或中心点,球形
容器;3.火焰向下传播,圆筒容器;
(3)惰性介质即杂质
若混合物中含惰性气体的百分数增加,爆炸极限的范围缩小,惰性气体的浓度提高到某一数值,可使混合物不爆炸
;(4)容器
容器管子直径越小、爆炸极限范围越小。
同一可燃物质,管径越小,其火焰蔓延速度亦越小。当管径(或火焰通道)小到一定程度时,火焰即不能通过。这一间距称最大灭火间距,亦称临界直径(消焰径)。当管径小于最大灭火间距,火焰因不能通过而被熄灭。
(5)点火能源
火花的能量、热表面的面积、火源与混合物的接触时间等,对爆炸极限均有影响 ;4.4.3 爆炸极限的测定
爆炸极限的测定一般采用传播法
测试原理:首先将爆炸管内抽成真空,然后充以一定浓度的可燃气与空气的混合气体,用循环泵使可燃气混合均匀,再用电极点火,观察火焰传播情况。火焰传播的最低浓度或最高浓度(可燃气的体积百分含量),即为该可燃气的爆炸下限或爆炸上限。;(2)利用可燃气体在空气中完全燃烧时的化学计量浓度x0计算有机物爆炸极限 ;(3)通过燃烧热计算有机可燃气的爆炸下限;1)设各种可燃气体积为:V1,V2,V3,……,Vi。则总的可燃气体积为
;4)设总的可燃混气的爆炸下限为x下。则有 ;例题;例题;(5)含有惰性气体的可燃混气爆炸极限的计算方法;图4-25 氢、一氧化碳、甲烷与氮、二氧化???混合气体在空气中的爆炸极限;图4-26 乙烷、丙烷、丁烷和氮、二氧化碳混合物气体在空气中的爆炸极限; 例4—1 求煤气的爆炸极限。煤气组成为:H2一12.4%;CO一27.3%;CO2一6.2%;O2一0%;CH4一0.7%;N2一53.4%。
;表4-7 某些气体混合物的爆炸浓度极限
;(六)、爆炸浓度极限图
可燃气体—助燃气体—惰性气体
(F-S-I)
可燃气体1—可燃气体2—助燃气体
(F1-F2-S);(一)三角坐标表示方法;C;(三)F-S-I 体系爆炸浓度极限图(以可燃气—氧气—氮气体系为例);26;27;例题;例题解答:;(三)F1-F2-S 体系爆炸浓度极限图(以乙烷—乙烯—空气体系为例);31
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