《燃燒基本知識》課件

燃燒基本知識什么是燃燒化學(xué)反應(yīng)燃燒是一種快速放熱、發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)。氧化反應(yīng)燃燒過程中，物質(zhì)與氧化劑（通常是氧氣）發(fā)生氧化反應(yīng)。燃燒三要素1可燃物能與氧化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并放出熱量的物質(zhì)。例如：木材、煤炭、天然氣等。2氧化劑通常指氧氣，但也可以是其他氧化性物質(zhì)，如氯氣、硝酸等。3引火源提供足夠的能量使可燃物達到其著火點并開始燃燒的能量源。例如：火柴、打火機、電火花等。燃燒條件可燃物易燃的物質(zhì)，如木材、汽油、天然氣等。氧化劑通常是空氣中的氧氣，但也可以是其他氧化劑。點火源提供足夠的能量來引發(fā)燃燒反應(yīng)，如火花、火焰或高溫表面。燃料的種類固體燃料煤炭、木材、生物質(zhì)液體燃料石油、汽油、柴油氣體燃料天然氣、液化石油氣固體燃料木炭木炭是一種由木材在隔絕空氣的條件下高溫炭化而成的黑色多孔固體燃料。它具有熱值高、燃燒時間長、無煙無味等優(yōu)點。煤炭煤炭是由古代植物遺體在地下經(jīng)過漫長的地質(zhì)作用形成的黑色可燃固體。它具有儲量豐富、價格低廉等優(yōu)點，但燃燒過程中會產(chǎn)生大量的煙塵和二氧化硫等污染物。氣體燃料天然氣天然氣是一種重要的化石燃料，主要成分是甲烷，是清潔高效的能源。液化石油氣液化石油氣(LPG)是一種混合氣體，主要包含丙烷和丁烷，可用于烹飪和取暖。沼氣沼氣是一種可再生能源，通過有機廢物的厭氧發(fā)酵產(chǎn)生，可以作為生物燃料。液體燃料易燃性液體燃料通常具有較低的閃點，這意味著它們?nèi)菀妆稽c燃。儲存和運輸液體燃料可以方便地儲存和運輸，使其成為各種應(yīng)用的理想選擇。類型常見的液體燃料包括汽油、柴油、煤油和酒精。燃料的物理性質(zhì)屬性描述密度燃料的質(zhì)量與其體積之比。粘度燃料流動阻力。沸點燃料從液體變成氣體時的溫度。閃點燃料蒸汽與空氣混合后，在一定溫度下開始燃燒的最低溫度。燃點燃料在空氣中開始持續(xù)燃燒的最低溫度。燃料的化學(xué)性質(zhì)可燃性燃料能夠與氧化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生熱量和光，形成燃燒現(xiàn)象。化學(xué)組成燃料通常由碳、氫、氧、硫等元素組成，不同燃料的化學(xué)組成決定了其燃燒特性。燃料的熱值10000熱值每千克燃料完全燃燒時所放出的熱量42.8熱量單位焦耳(J)或千焦耳(kJ)1熱值高低燃燒效率燃燒模式1擴散燃燒燃料與氧化劑相互擴散，在擴散區(qū)發(fā)生燃燒反應(yīng)。2預(yù)混燃燒燃料與氧化劑預(yù)先混合，形成可燃混合氣，在燃燒區(qū)發(fā)生燃燒反應(yīng)。3表面燃燒燃料在固體表面燃燒，如木材、煤炭等。燃料的點火條件點火溫度燃料必須達到一定的溫度才能燃燒。這個溫度稱為點火溫度。點火源點火源可以是火焰、火花、高溫物體或其他形式的能量。它能提供足夠的能量來使燃料達到點火溫度。氧氣燃料需要氧氣才能燃燒。氧氣是燃燒過程中的氧化劑。點火溫度1定義物質(zhì)開始燃燒的最低溫度2影響因素物質(zhì)的性質(zhì)、氧氣濃度3重要性達到點火溫度是燃燒發(fā)生的必要條件點火源種類火焰火焰是常見的點火源，例如火柴、打火機和燃燒的燃料。電火花電火花可以產(chǎn)生高溫，從而點燃可燃物，例如汽車引擎的點火系統(tǒng)。高溫物體高溫物體，例如加熱的金屬或電熱器，可以提供足夠的熱量點燃可燃物?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式化學(xué)反應(yīng)方程式使用化學(xué)式來表示化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計量關(guān)系。例如，甲烷燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH4+2O2→CO2+2H2O這個方程式表明，1摩爾的甲烷與2摩爾的氧氣反應(yīng)生成1摩爾的二氧化碳和2摩爾的液態(tài)水?；瘜W(xué)反應(yīng)熱定義化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量。放熱反應(yīng)反應(yīng)過程中釋放能量，溫度升高，如燃燒。吸熱反應(yīng)反應(yīng)過程中吸收能量，溫度降低，如冰融化。燃燒速度1火焰?zhèn)鞑セ鹧嬖诳扇蓟旌衔镏袀鞑サ乃俣取?燃燒強度燃料燃燒時釋放熱量的速度。3燃燒效率燃燒過程中燃料轉(zhuǎn)化為熱能的效率?；鹧?zhèn)鞑?熱傳導(dǎo)2熱對流3熱輻射火焰結(jié)構(gòu)火焰結(jié)構(gòu)是指燃燒過程中形成的火焰的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通常分為三個區(qū)域：內(nèi)焰、外焰和焰心。內(nèi)焰：火焰的中心區(qū)域，溫度最低，燃料在此進行熱解和部分燃燒。外焰：火焰的外圍區(qū)域，溫度最高，燃料在此完成燃燒。焰心：火焰的中心區(qū)域，溫度最高，燃料在此完全燃燒。火焰類型擴散火焰燃料和氧化劑相互擴散混合，形成火焰，如蠟燭火焰。預(yù)混火焰燃料和氧化劑在燃燒前已混合均勻，如內(nèi)燃機燃燒。爆炸火焰燃料與氧化劑快速混合，發(fā)生爆炸性燃燒，如炸藥爆炸。完全燃燒和不完全燃燒完全燃燒燃料中的可燃成分完全氧化生成二氧化碳和水，釋放全部熱量。不完全燃燒燃料中的可燃成分未完全氧化，生成一氧化碳、碳顆粒等，熱量釋放不完全。燃燒產(chǎn)物1二氧化碳主要燃燒產(chǎn)物，無色無味氣體2水燃料中氫燃燒產(chǎn)生3氮氣空氣中的氮氣，燃燒后大部分不變4煙塵燃料不完全燃燒產(chǎn)生的固體顆粒物燃燒過程中的污染物顆粒物懸浮在空氣中的固體顆粒，如灰塵、煙塵和飛灰，對人體健康有害。二氧化硫酸雨的主要來源，可導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)疾病。氮氧化物形成光化學(xué)煙霧，造成呼吸道疾病和酸雨。煤的燃燒過程干燥階段煤中的水分蒸發(fā)，降低煤的溫度。揮發(fā)分燃燒階段煤中的揮發(fā)分，如甲烷和二氧化碳，在高溫下燃燒。焦炭燃燒階段煤中剩余的碳，即焦炭，緩慢燃燒產(chǎn)生熱量?；覡a階段煤中無機物質(zhì)，如灰分，在燃燒后留下。木材的燃燒過程1干燥木材中的水分蒸發(fā)，導(dǎo)致溫度升高。2熱解木材分解成揮發(fā)性氣體和固體殘渣。3燃燒揮發(fā)性氣體與空氣中的氧氣反應(yīng)，產(chǎn)生火焰。4灰燼燃燒后留下的固體殘渣，主要為灰燼。汽油的燃燒過程汽油蒸發(fā)汽油在燃燒前，需要先蒸發(fā)成氣體，才能與空氣混合。與空氣混合汽油蒸汽與空氣混合，形成可燃混合氣。點火點火裝置提供能量，使可燃混合氣燃燒。燃燒反應(yīng)汽油與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放熱量和能量。產(chǎn)生燃燒產(chǎn)物燃燒反應(yīng)生成二氧化碳、水蒸氣等產(chǎn)物。天然氣的燃燒過程1第一步天然氣主要成分是甲烷，在空氣中燃燒會發(fā)生氧化反應(yīng)。2第二步甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，并釋放大量熱量。3第三步燃燒產(chǎn)生的熱量可以用于發(fā)電、供暖或其他工業(yè)用途。燃料的選擇和使用燃燒效率選擇燃料時應(yīng)考慮其燃燒效率，即單位質(zhì)量燃料所能產(chǎn)生的熱量。環(huán)境影響應(yīng)選擇對環(huán)境污染較小的燃料，例如天然氣和生物燃料。成本效益燃料的成本和供應(yīng)情況也會影響選擇。燃燒過程的安全防護1安全操作遵循安全操作規(guī)程，正確使用燃燒設(shè)備。2預(yù)防火災(zāi)定期檢查和維護燃燒設(shè)備，消除火災(zāi)隱患。3應(yīng)急措施制定應(yīng)急預(yù)案，配備消防設(shè)施，確保及時應(yīng)對火災(zāi)事故。