《燃燒基本知識》課件

燃燒基本知識燃燒是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及到物質(zhì)與氧氣的化學(xué)反應(yīng)。它釋放熱量和光，是人類社會的重要能源來源。什么是燃燒化學(xué)反應(yīng)燃燒是物質(zhì)與氧化劑發(fā)生的一種快速放熱反應(yīng)，通常伴隨有火焰和光。能量釋放燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，釋放能量。發(fā)光發(fā)熱燃燒會產(chǎn)生光和熱，這取決于燃料的性質(zhì)和燃燒條件。應(yīng)用廣泛燃燒是人類社會中重要的能源利用方式，應(yīng)用于電力生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)、生活供暖等領(lǐng)域。燃燒三要素可燃物可燃物是能夠燃燒的物質(zhì)，如木材、紙張、汽油和天然氣等。氧化劑氧化劑是提供氧氣或其他氧化物質(zhì)的物質(zhì)，如空氣、氧氣和硝酸等。引燃源引燃源是提供足夠的能量引發(fā)燃燒的熱源，如火花、火焰和高溫物體等。助燃劑氧氣空氣中氧氣是主要的助燃劑，約占空氣體積的21%。氯氣氯氣可以支持燃燒，因此它被用作某些類型的火災(zāi)抑制劑。氟氣氟氣是一種強(qiáng)烈的氧化劑，可以非常容易地支持燃燒?？扇嘉锕腆w燃料木材、紙張、塑料和布料等物質(zhì)易燃，燃燒時(shí)會產(chǎn)生煙霧和熱量。液體燃料汽油、柴油和酒精等液體燃料極易燃，燃燒時(shí)會產(chǎn)生火焰和高溫。氣體燃料天然氣、丙烷和乙炔等氣體燃料燃燒時(shí)會產(chǎn)生大量的熱量，用于烹飪、取暖等。引燃溫度11.定義引燃溫度是指可燃物開始燃燒的最低溫度。22.重要性引燃溫度是判斷可燃物燃燒危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)。33.影響因素可燃物的性質(zhì)、氧氣濃度、壓力等因素都會影響引燃溫度。44.安全措施了解可燃物的引燃溫度，可以制定相應(yīng)的安全措施，防止火災(zāi)發(fā)生。點(diǎn)火裝置11.火焰點(diǎn)火最常見且簡單的點(diǎn)火方法，通過火焰直接接觸可燃物，例如火柴或打火機(jī)。22.電火花點(diǎn)火利用高壓電產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃可燃混合物，常見于發(fā)動(dòng)機(jī)和燃燒爐。33.熱電偶點(diǎn)火利用熱電偶產(chǎn)生的熱量點(diǎn)燃可燃物，通常用于燃?xì)庠罹吆涂鞠洹?4.激光點(diǎn)火使用激光束的高能量密度產(chǎn)生高溫，點(diǎn)燃可燃物質(zhì)，應(yīng)用于特殊環(huán)境。自燃和自發(fā)燃燒自燃可燃物質(zhì)在沒有明火的情況下，由于自身溫度升高到燃點(diǎn)而引起的燃燒稱為自燃。自發(fā)燃燒自發(fā)燃燒是指可燃物質(zhì)在空氣中，由于緩慢氧化而放熱，當(dāng)放熱速度超過散熱速度，導(dǎo)致物質(zhì)溫度升高到燃點(diǎn)而發(fā)生的燃燒。區(qū)別自燃是指可燃物質(zhì)在沒有明火的情況下被點(diǎn)燃，而自發(fā)燃燒是指可燃物質(zhì)由于自身氧化而發(fā)生燃燒。燃料的種類固體燃料固體燃料是最傳統(tǒng)的燃料形式，包括木材、煤炭、生物質(zhì)等。固體燃料燃燒效率相對較低，燃燒過程可能產(chǎn)生較多煙塵和灰燼。液體燃料液體燃料燃燒效率更高，包括汽油、柴油、煤油等。液體燃料易于運(yùn)輸和儲存，便于自動(dòng)化控制，但燃燒過程中可能產(chǎn)生污染物。氣體燃料氣體燃料燃燒效率最高，包括天然氣、液化石油氣等。氣體燃料清潔環(huán)保，燃燒過程易于控制，但儲存和運(yùn)輸較為復(fù)雜。固體燃料煤炭煤炭是一種常見的化石燃料，主要由碳、氫、氧、氮、硫等元素組成。木柴木柴是可再生能源，主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成。生物質(zhì)燃料生物質(zhì)燃料是由植物或動(dòng)物有機(jī)物制成的，包括木材、秸稈、糞便等。液體燃料汽油易燃液體，廣泛用于汽車等內(nèi)燃機(jī)。柴油較汽油粘度高，用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。煤油用作航空燃料，也用于民用取暖。生物柴油由植物油或動(dòng)物脂肪制成，可再生能源。氣體燃料天然氣天然氣是一種清潔高效的燃料，主要成分是甲烷，燃燒后產(chǎn)生二氧化碳和水，污染較小。液化石油氣液化石油氣由丙烷、丁烷等混合而成，具有高熱值和易燃的特點(diǎn)，常用于家庭和工業(yè)。煤氣煤氣由煤炭干餾得到，含有氫氣、甲烷、一氧化碳等可燃成分，作為燃料使用已有悠久歷史。工業(yè)生產(chǎn)氣體工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，例如合成氣、焦?fàn)t氣等，可以作為燃料進(jìn)行燃燒。燃燒反應(yīng)過程1燃料預(yù)熱燃料首先被加熱到其著火溫度，這是燃燒開始的必要條件。2燃料蒸發(fā)固體或液體燃料需要先轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，才能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。3化學(xué)反應(yīng)燃料與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成熱量、光和燃燒產(chǎn)物。4火焰形成燃燒反應(yīng)釋放的熱量導(dǎo)致溫度升高，形成高溫的火焰。5燃燒產(chǎn)物生成燃燒反應(yīng)的最終產(chǎn)物通常包括二氧化碳、水蒸氣和少量其他物質(zhì)?；瘜W(xué)計(jì)量比過量空氣化學(xué)計(jì)量貧燃化學(xué)計(jì)量比是指燃料完全燃燒所需的理論空氣量與實(shí)際空氣量的比值。它是一個(gè)重要的燃燒參數(shù)，影響著燃燒效率、污染物排放和燃燒穩(wěn)定性。氧化過程物質(zhì)與氧氣反應(yīng)氧化過程是燃燒過程中的一種重要化學(xué)反應(yīng)?？扇嘉锱c氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放熱量和光。化學(xué)反應(yīng)生成氧化物反應(yīng)過程中，可燃物中的碳、氫等元素與氧氣結(jié)合，生成二氧化碳、水等氧化物。氧化程度影響火焰顏色氧化程度越高，火焰越明亮。完全燃燒時(shí)，火焰呈現(xiàn)藍(lán)色或橙色，而未完全燃燒時(shí)，火焰顏色則偏暗或發(fā)紅。還原過程1燃料分解燃料分解為可燃?xì)怏w。2氧化劑反應(yīng)可燃?xì)怏w與氧化劑反應(yīng)。3能量釋放釋放熱量和光，產(chǎn)生火焰。還原過程是燃燒過程中的重要階段。燃料分解成可燃?xì)怏w，與氧化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放能量并產(chǎn)生火焰。這些過程緊密相連，共同構(gòu)成燃燒的完整循環(huán)。熱量與溫度熱量熱量是物體內(nèi)部粒子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，反映了物體內(nèi)部能量的多少。溫度溫度是物體冷熱程度的標(biāo)志，是衡量物體冷熱程度的物理量。熱量傳遞熱量可以通過傳導(dǎo)、對流和輻射三種方式進(jìn)行傳遞。熱量單位焦耳(J)國際單位制(SI)中的基本熱量單位卡路里(cal)過去常用的熱量單位，1cal=4.184J千卡(kcal)1kcal=1000cal，也稱為大卡英熱單位(Btu)英制單位，1Btu=1055J熱量測量熱量測量是燃燒研究的重要組成部分。通過測量燃燒過程中釋放的熱量，可以了解燃料的熱值，從而評估其燃燒效率和經(jīng)濟(jì)效益。1熱量計(jì)用于精確測量熱量的儀器2實(shí)驗(yàn)方法根據(jù)熱力學(xué)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)3數(shù)據(jù)分析計(jì)算燃料的熱值和燃燒效率熱量計(jì)定義熱量計(jì)是一種用來測量熱量變化的裝置，主要用于測量物質(zhì)燃燒放出的熱量。種類常見的熱量計(jì)類型包括彈式熱量計(jì)和水熱量計(jì)，它們通過測量水溫的變化來計(jì)算熱量。原理熱量計(jì)利用熱力學(xué)原理，通過測量系統(tǒng)溫度的變化來計(jì)算熱量變化，進(jìn)而推算出物質(zhì)燃燒放出的熱量。燃料的熱值燃料的熱值是指燃料完全燃燒時(shí)所釋放的熱量，通常以每公斤燃料釋放的熱量來表示。42MJ/kg常見的固體燃料如煤炭的熱值約為42MJ/kg。46MJ/kg液體燃料如柴油的熱值約為46MJ/kg。50MJ/kg氣體燃料如天然氣的熱值約為50MJ/kg。100千焦熱值的單位通常為千焦/克或千焦/摩爾。燃料的熱值是衡量燃料質(zhì)量的重要指標(biāo)，熱值越高，燃料燃燒釋放的能量就越多。低位熱值低位熱值是指燃料在燃燒過程中產(chǎn)生的熱量，但不包括水蒸氣冷凝釋放的潛熱。低位熱值通常用于衡量燃料的實(shí)際燃燒熱量，因?yàn)樗咏鼘?shí)際應(yīng)用中的燃燒情況。高位熱值高位熱值(HHV)燃料完全燃燒釋放的總熱量。它包括燃料中水分蒸發(fā)所需的熱量。高位熱值是理論值，在實(shí)際應(yīng)用中難以完全實(shí)現(xiàn)。高位熱值用于評估燃料的總能量含量，是設(shè)計(jì)燃燒設(shè)備和評估燃料經(jīng)濟(jì)性的重要參數(shù)。100汽油約46MJ/kg32天然氣約50MJ/kg24木材約17MJ/kg18煤炭約24MJ/kg燃燒效率定義燃燒效率是指燃料燃燒過程中釋放出的熱量占燃料本身熱值的百分比。燃燒效率越高，意味著燃料的熱量利用率越高，節(jié)約能源。影響因素燃燒效率受多種因素影響，包括燃料種類、燃燒裝置、燃燒條件等。例如，燃燒溫度、空氣供應(yīng)量、燃燒時(shí)間都會影響燃燒效率。燃燒裝置工業(yè)爐用于各種工業(yè)生產(chǎn)中，例如冶金、化工、陶瓷等。鍋爐用于將水加熱產(chǎn)生蒸汽，為工業(yè)生產(chǎn)提供動(dòng)力。內(nèi)燃機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，推動(dòng)汽車、飛機(jī)等。燃燒器類型燃燒器根據(jù)燃料類型、燃燒方式和應(yīng)用范圍分為多種類型。常見的類型包括：氣體燃燒器液體燃燒器固體燃燒器作用燃燒器將燃料與空氣混合，并提供合適的點(diǎn)火條件，使燃料燃燒產(chǎn)生熱量。燃燒器廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，例如發(fā)電廠、鍋爐、工業(yè)爐窯等。燃燒控制燃燒控制燃燒控制指的是對燃燒過程進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳燃燒效果。它主要通過控制燃料和空氣的供應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。燃料供給燃料的供應(yīng)量直接影響燃燒的熱量輸出。合理的燃料供給可以提高燃燒效率，減少廢氣排放?？諝夤┙o空氣是燃燒過程的必要條件，適當(dāng)?shù)目諝夤┙o可以確保燃燒完全，提高燃燒效率。溫度控制溫度控制是燃燒控制的重要環(huán)節(jié)，它可以確保燃燒過程穩(wěn)定，防止燃燒失控或溫度過高。空氣供給空氣供應(yīng)系統(tǒng)空氣供應(yīng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供燃燒所需的空氣?？諝饬髁靠刂瓶諝饬髁靠刂葡到y(tǒng)控制進(jìn)入燃燒室的空氣量，以確保最佳燃燒效率?？諝赓|(zhì)量空氣質(zhì)量監(jiān)測確?？諝庵醒鯕夂砍渥?，并監(jiān)測有害氣體排放。燃料供給天然氣天然氣是重要的燃料之一，它是一種無色無味的氣體，主要成分是甲烷。石油石油經(jīng)加工后可制得各種燃料，如汽油、柴油等。煤炭煤炭是傳統(tǒng)的固體燃料，經(jīng)過燃燒可產(chǎn)生熱量。生物質(zhì)生物質(zhì)燃料是指從生物中提取的燃料，如木柴、秸稈等。點(diǎn)火及火焰穩(wěn)定11.點(diǎn)火點(diǎn)火是燃燒過程的第一步。點(diǎn)火裝置提供初始能量，使可燃物達(dá)到其燃點(diǎn)。22.火焰穩(wěn)定火焰穩(wěn)定指的是燃燒持續(xù)進(jìn)行，不會因外部因素而熄滅。33.火焰穩(wěn)定性火焰穩(wěn)定性受多種因素影響，包括燃燒器設(shè)計(jì)、燃料性質(zhì)和空氣供應(yīng)。44.穩(wěn)定火焰穩(wěn)定火焰是燃燒裝置正常運(yùn)行的關(guān)鍵，確保燃燒效率和環(huán)境排放控制。環(huán)境排放控制降低有害排放減少二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、顆粒物等污染物排放。清潔燃燒技術(shù)采用低氮