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燃烧的本质及其条件是什么?

王朝干货·作者佚名  2011-12-19
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燃烧是剧烈的发光发热氧化还原反应,化学键的断裂释放出键能,能量一部分表现为发热,一部分表现为产生光子,就构成燃烧的表面特征。

物质燃烧必须具备以下三个基本条件:

(1)可燃物:不论固体,液体和气体,凡能与空气中氧或其它氧化剂起剧烈反应的物质,一般都是可燃物质,如木材,纸张,汽油,酒精,煤气等。

(2)助燃物:凡能帮助和支持燃烧的物质叫助燃物。一般指氧和氧化剂,主要是指空气中的氧。这种氧称为空气氧,在空气中约占21%。可燃物质没有氧参加化合是不会燃烧的。如燃烧1公斤石油就需要10-12立方米空气。燃烧1公斤木材就需要4-5立方米空气。当空气供应不足时,燃烧会逐渐减弱,直至熄灭。当空气的含氧量低于14-18%时,就不会发生燃烧。

(3)火源:凡能引起可燃物质燃烧的能源都叫火源,如明火,摩擦,冲击,电火花等等。

具备以上三个条件,物质才能燃烧。例如生火炉,只有具备了木材(可燃物),空气(助燃物),火柴(火源)三个条件,才能使火炉点燃。

燃烧,俗称着火,系指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和发烟现象。燃烧具有三个特征,即化学反应、放热和发光。

物质燃烧过程的发生和发展,必须具备以下三个必要条件,即:可燃物、氧化剂和温度(引火源)。只有这三个条件同时具备,才可能发生燃烧现象,无论缺少哪一个条件,燃烧都不能发生。但是,并不是上述三个条件同时存在,就一定会发生燃烧现象,还必须这三个因素相互作用才能发生燃烧。

1、可燃物:凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。可燃物按其物理状态分为气体可燃物、液体可燃物和固体可燃物三种类别。可燃烧物质大多是含碳和氢的化合物,某些金属如镁、铝、钙等在某些条件下也可以燃烧,还有许多物质如肼、臭氧等在高温下可以通过自己的分解而放出光和热。

2、氧化剂:帮助和支持可燃物燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。燃烧过程中氧化剂主要是空气中游离的氧,另外如氟、氯等也可以作为燃烧反应的氧化剂。

3、温度(引火源):是指供给可燃物与氧或助燃剂发生燃烧反应的能量来源。常见的是热能,其它还有化学能、电能、机械能等转变的热能。

4、链式反应:有焰燃烧都存在链式反应。当某种可燃物受热,它不仅会汽化,而且该项可燃物的分子会发生热解作用从而产生自由基。自由基是一种高度活泼的化学形态,能与其他的自由基和分子反应,而使燃烧持续进行下去,这就是燃烧的链式反应。

燃烧实质是物质的化学能装化为内能,是一种化学反应,燃烧需3个

条件,1---物体是可燃物,2----能提供足够的空气或氧气,3--

物体达到着火点!

燃烧是一种同时伴有放热和发光效应的激烈的化学反应。放热、发光、生成新物质(如木料燃烧后生成二氧化碳和水份并剩下碳和灰)是燃烧现象的三个特征。燃烧是一种氧化反应,其中氧气是最常见的氧化剂,但氧化剂并不限于氧气,氧化并不限于同氧的化合。

发生燃烧必须具备三个基本条件:(1)要有可燃物;如木材、天然气、石油等;(2)要有助燃物质,如氧气、氯酸钾等氧化剂;(3)要有一定温度,即能引起可燃物质燃烧的热能(点火源)。可燃物、氧化剂和点火源,称为燃烧三要素,当这三个要素同时具备并相互作用时就会产生燃烧。

燃烧是指燃料与氧化剂发生强烈化学反应,并伴有发光发热的现象。燃烧不单纯是化学反应,而是反应、流动、传热和传质并存、相互作用的综合现象。

远古时代,火的使用使人类从野蛮状态走向文明。十世纪以前,人们认为物质燃烧取决于一种特殊的“燃素”。18世纪中叶,法国化学家拉瓦锡和俄国科学家罗蒙诺索夫根据他们的实验,分别提出燃烧是物质氧化的理论。

19世纪,人们用热化学和热力学方法研究燃烧,发现了燃烧热、绝热燃烧温度和燃烧产物平衡成分等重要特性。20世纪初,苏联化学家谢苗诺夫和美国化学家刘易斯等人发现,影响燃烧速率的重要因素是反应动力学,而且燃烧反应有分枝链式反应的特点,即中间生成物可以加速燃烧过程。

20世纪20年代,苏联科学家泽利多维奇、弗兰克卡梅涅茨基和美国的刘易斯等又进一步发现:燃烧现象,无论是着火、熄灭和火焰传播,还是缓燃和爆震等,都是化学反应动力学和传热传质等物理因素的相互作用。

在研究了预混火焰和扩散火焰、层流燃烧、湍流燃烧、液摘燃烧和碳粒燃烧等基本规律之后,人们认识到,控制燃烧过程的主导因素往往不是化学反应动力学,而是流动和传热传质,于是初步形成燃烧理论。

20世纪40~50年代,由于航空、航天技术的发展,使燃烧的研究由一般动力机械扩展到喷气发动机、火箭和飞行器头部烧蚀等问题中,并取得了迅速的发展。因此,力学家卡门和中国的钱学森建议用连续介质力学方法来研究燃烧,提出了“化学流体力学”这一名称。许多人运用粘性流体力学和边界层理论对层流燃烧、湍流燃烧、着火、火焰稳定和燃烧振荡等问题进行了更深入的定量分析。

到了20世纪70年代初,由于高速电子计算机的出现,英国科学家斯波尔丁等人提出了一系列流动、传热传质和燃烧的数学模型和数值计算方法,把燃烧学的基本概念、化学流体力学理论、计算流体力学方法和燃烧室的工程设计有机地结合起来,开辟了研究燃烧理论及其应用的新途径。

70年代中期以来,应用激光技术测量燃烧过程中气体和颗粒的速度、温度和浓度等,加深了对燃烧现象的认识。

燃烧学是一门正在发展中的学科。能源、 航空航天、环境工程和火灾防治等方面都提出了许多有待解决的重大问题,诸如高强度燃烧、低品位燃料燃烧、煤浆(油-煤,水-煤,油-水-煤等)燃烧、流化床燃烧、催化燃烧,渗流燃烧、燃烧污染物排放和控制、火灾起因和防止等。

燃烧学的进一步发展将与湍流理论、多相流体力学、辐射传热学和复杂反应的化学动力学等学科的发展相互渗透 、相互促进。

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