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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章第一章鍋爐燃燒理論基礎(chǔ)鍋爐燃燒理論基礎(chǔ)第一節(jié)第一節(jié)燃燒理論解決問(wèn)題燃燒理論解決問(wèn)題學(xué)習(xí)燃燒理論的目的是為了了解認(rèn)識(shí)燃燒過(guò)程的本質(zhì),掌握燃燒過(guò)程的主要規(guī)律,以便控制燃燒過(guò)程的各個(gè)階段,使其按照人們的要求的速度進(jìn)行,燃燒理論解決的問(wèn)題是:(1)判斷各種燃料的著火可能性,分析影響著火的內(nèi)因條件與外因條件以及著火過(guò)程基本原理,保證燃料進(jìn)入爐內(nèi)后盡快穩(wěn)定地著火,保證燃燒過(guò)程順利進(jìn)行。(2)研究如何提高燃料的燃燒速度,使一定量的燃料在有限的空
2、間和時(shí)間內(nèi)盡快燃燒,分析影響燃燒速度的內(nèi)因條件與外因條件,以及燃盡過(guò)程的基本原理,提出加速燃燒反應(yīng),提高燃燒效率的途徑。(3)燃燒理論來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)。反過(guò)來(lái)又指示出燃燒技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展的方向。第二節(jié)第二節(jié)質(zhì)量作用定律質(zhì)量作用定律化學(xué)反應(yīng)速度化學(xué)反應(yīng)速度1質(zhì)量作用定律燃燒是一種發(fā)光發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)。燃燒速度可以用化學(xué)反應(yīng)速度來(lái)表示。在等溫條件下,化學(xué)反應(yīng)速度可用質(zhì)量作用定律表示。即反應(yīng)速度一般可用單位時(shí)間,單位體積內(nèi)燒掉燃料量或消耗
3、掉的氧量來(lái)表示??捎孟旅娴氖阶颖硎緺t內(nèi)的燃燒反應(yīng):aA+bB==gG+hH(51)(燃料)(氧化劑)(燃燒產(chǎn)物)化學(xué)反應(yīng)速度可用正向反應(yīng)速度表示,也可用逆向反應(yīng)速度來(lái)表示。即(52)(53)2.質(zhì)量作用定律的意義質(zhì)量作用定律說(shuō)明了參加反應(yīng)物質(zhì)的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響。其意義是:對(duì)于均dtdCWAA—=dtdCWBB—=dtdCWGG=dtdCWHH=k—反應(yīng)速度常數(shù)(濃度不變)。阿累尼烏斯定律說(shuō)明了燃料本身的“活性”與反應(yīng)溫度對(duì)化學(xué)反
4、應(yīng)速度的影響的關(guān)系。什么是燃料的“活性”呢?可以簡(jiǎn)單地理解為燃料著火與燃盡的難易程度。例如,氣體燃料比固體燃料容易著火,也容易燃盡。而不同的固體燃料,“活性”也不同,煙煤比無(wú)煙煤容易著火,也容易燃盡。因此,燃料的“活性”也表現(xiàn)為燃料燃燒時(shí)的反應(yīng)能力。燃料的“活性”程度可用“活化能”來(lái)表示。第三節(jié)第三節(jié)影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素質(zhì)量作用定律和阿累尼烏斯定律指出了影響燃燒反應(yīng)速度的主要因素是反應(yīng)物的濃度活化能和反應(yīng)溫度。一
5、反應(yīng)物濃度的影響一反應(yīng)物濃度的影響雖然認(rèn)為實(shí)際燃燒過(guò)程中,參加反應(yīng)物質(zhì)的濃度是不變的,但實(shí)際上,在爐內(nèi)各處在燃燒反應(yīng)的各個(gè)階段中,參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度變化很大。在燃料著火區(qū),可燃物濃度比較高,而氧濃度比較低。這主要是為了維持著火區(qū)的高溫狀態(tài),使燃料進(jìn)入爐內(nèi)后盡快著火。但著火區(qū)如果過(guò)分缺氧則著火就會(huì)終止,甚至引起爆炸。因此在著火區(qū)控制燃料與空氣的比例達(dá)到一個(gè)恰到好處的狀態(tài),是實(shí)現(xiàn)燃料盡快著火和連續(xù)著火的重要條件。反應(yīng)物濃度對(duì)燃燒速度的影響
6、關(guān)系比較復(fù)雜,將在后面的內(nèi)容中加以分析。二二活化能對(duì)燃燒速度的影響活化能對(duì)燃燒速度的影響1活化能概念燃料的活化能表示燃料的反應(yīng)能力。活化能的概念是根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論提出的,由于燃料的多數(shù)反應(yīng)都是雙分子反應(yīng),雙分子反應(yīng)的首要條件是兩種分子必須相互接觸,相互碰撞。分子間彼此碰撞機(jī)會(huì)和碰撞次數(shù)很多,但并不是每一個(gè)分子的每一次碰撞都能起到作用。如果每一個(gè)分子的每一次碰撞都能起到作用,那么即使在低溫條件下,燃燒反應(yīng)也將在瞬時(shí)完成。然而燃燒反應(yīng)并非如
7、此,而是以有限的速度進(jìn)行。所以提出只有活化分子的碰撞才有作用。這種活化分子是一些能量較大的分子。這些能量較大的分子碰撞所具有的能量足以破壞原有化學(xué)鍵,并建立新的化學(xué)鍵。但這些具有高水平能量的分子是極少數(shù)的。要使具有平均能量的分子的碰撞也起作用,必須使他們轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨肿?,這一轉(zhuǎn)變所需的最低能量稱(chēng)為活化能,用E表示。所以活化分子的能量比平均能量要大,而活化能的作用是使活化分子的數(shù)目增加。圖51表示出活化能的意義。從圖可見(jiàn),要使反應(yīng)物由A變成
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