热值与焚烧温度及焚烧速度

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  1、第三节热值与焚烧温度及焚烧速度热值焚烧温度焚烧速度X热值咱们我们都知道，1摩尔的物质与氧气进行彻底焚烧反响时所放岀的热量，叫做该物质的焚烧热。例如1mol乙炔彻底焚烧时，放出130. 6X10 j的热量，这些热量便是乙炔的焚烧热，其反响式为：C2H2+2. 5022CO2十 出0十130 . 6X lOj不同物质焚烧时放出的热量亦不相同，所谓热值：是指单位质量或单位体积的可燃物质彻底焚烧时所发岀的热量。可燃性固体和可燃性液体的热值以“Jkg”表明，可燃气体的热值以“Jm3 ”表明。可燃物质焚烧爆破时所能到达的最高温度、最高压力及爆破力等与物质的热值有关。物质的 焚烧热见表1 2。表1-2物质的焚烧热

  3、硫化碳硫化氢543028*2110液化气*02020天然气*2120石油气*磷*棉花*Q=(1000*Q可燃物质的热值是用量热法测定岀来的，或许依据物质的元素组成用经历公式核算。焚烧)/(11)1. 可燃物质如果是气态的单质和化合物，其热值可按下式核算，式中：Q每1m3可燃气体的热值，J/ m3;Q焚烧每摩尔可燃气体的焚烧热，J/mol。例1试求乙炔的热值。解从表12中查得乙炔的焚烧热为 x 104/mol ;代入公式(11)答：乙炔的热值为 x107J/m。2. 可燃物质如果是液态或固态的单质和化合物，其热值可按下式核算：Q=(1000*Q焚烧)/M(12)式中：M可燃

  4、液体或固体的摩尔质量。例2试求苯的热值；(苯的摩尔质量为78)解从表1 2查得苯的焚烧热为 328X104J/mol，代入公式(12)答：苯的热值为 4. 21X107/kg。3关于组成很杂乱的可燃物，如石油、煤炭、木材等，其热值可采用门捷列也夫经历公式核算其高热值和低 热值。高热值是指单位质量的燃料彻底焚烧，生成的水蒸汽也悉数冷凝成水时所放岀的热量；低热值是指单位质 量的燃料彻底焚烧，生成的水蒸汽不冷凝成水时所放岀的热量。门捷列也夫经历公式如下：Q 高=81C+300H-26Q-S)(13)Q 低=81C+300H-26(O-S)-6(9H+w)(14)式中，Q高、Q低可燃物质的高热值和低

  6、失，而大部分则耗费在加热焚烧产品上。因为可燃物质焚烧所产生的热量是在火焰焚烧区域内析岀的，因而火焰温度也便是焚烧温度。可燃物质的焚烧温度见表1 2火焰最高温度的核算：焚烧进程是典型的非等温反响。在这种情况下，可利用图35那样的恒压循环进程作核算。如反响物的温度为，产品温度为 T2，则反响的 AH为：H=AH + H298 + AH常温下的反响物，进入火焰后当即变为产品。因为进程是瞬间完结的，能够近似地以为反响是在绝热条件下 完结的，反响放岀的热悉数用来加热产品和掺杂在反响物中的惰性气体，使之升高到火焰温度。依据如此假规划 算出的是火焰的最高温度 Tm。实际上，火焰并不是绝热的化学反响气团，所以

  7、温度要低一些4崖尔TaiIBB 非黑谥进程的反响热计冀3-6煤紛枉空中燃焜反响图解4庫尔例3 .9焚烧水泥的转炉是利用煤粉焚烧加热的。假定喷进转炉的煤粉掺有按焚烧反响计量的空气，试问转炉可 能到达多高的温度? H= 0。因为解 煤粉焚烧进程能够用图 3. 6那样的恒压循环进程表明。假定反响是在绝热条件下进行的，所以 循环进程， H+H AH= 0，所以 4111= AH Hi是煤粉的焚烧热，也便是 C02的生成热，等于-千卡。1摩尔煤粉焚烧需求1摩尔氧气，生成1摩尔二氧化 碳，一起还混有4摩尔的氮气（空气中02 : N2= 1: 4）。所以，AH是I摩尔CO2和4摩尔氮气从298K升温到Tm

  9、氧化碳的离解效果也不该忽视。理论上严厉核算火焰温度时，一般要通过屡次迫临才行。几种火箭燃料所能到达的理论最高温度如下：燃料氧化剂理论最高温度cc）NH2NH2022970NH2NH9F24160B2H6F24360C2N6035240三、焚烧速度（一）气体焚烧速度因为气体的焚烧不需求象固体、液体那样通过熔化、蒸腾等进程，所以焚烧速度很快。气体的焚烧速度随物质的组成不同而异。简略气体焚烧如氢气只需受热、氧化等进程；而杂乱的气体如天然气、乙炔等则要通过受热、分化、氧化进程才干开端焚烧。因而，简略的气体比杂乱的气体焚烧速度快。在气体焚烧中，分散焚烧速度取决于气体分散速度，而混合焚烧速度则取决于自身的

  10、化学反响速度；在通常情况下混合焚烧速度高于分散焚烧速度。气体的焚烧功能也常见火焰传达速度来衡量，一些气体与空气的混合物在25. 4毫米直径的管道中火焰传达速度的实验数据见表。表48 一些可燃气体在直径25.4毫米管道中火焰传达速度，米/秒气体称号最大火焰传达速度可燃气体在空气中的含量，气体称号最大火焰传达速度可燃气体在空气中的含量，氢丁烷一氧化碳45乙烯甲烷炼焦煤气17乙烷焦炭产生煤气丙烷水煤气43火焰传达速度在不同管径的管道中测验时其值不同，一般跟着管道直径添加而添加，当到达某个直径时速度就不再添加。相同，跟着管道直径的削减而削减，并在到达某种小的直径时火焰在管中就不再传达。表49示甲烷和空

  11、气混合物在不同管径下的火焰传达速度。甲烷（%）管径（厘米）厘米10厘米20厘米40厘米60厘米80厘米6%%310%3612%13%表49甲烷和空气混台物在不同管径时的传达速度，厘米/秒本表摘自n .r.ah mhtob： “物质焚烧原理”此外在管道中测验火焰传达速度时还与管子资料以及火焰的重力场有关。如10 %甲烷与空气混合气，管子平放时，火焰传达速度为 65厘米/秒，向上笔直放时为 75厘米/秒，而向下笔直放为 59. 5厘米/秒。如果在大管径中焚烧

  12、的混合物在小管径中平息，这种现象是因为在管子直径减小时添加了热丢失所形成的。按热丢失观点来剖析，那么加热区域与反响区域的份额是：式中d直径；r半径；h反响区长度。关于直径为10厘米的管子，这个份额等于 0 . 4,而关于直径为2厘米的管子这个份额等于 2。由此可见，跟着管子直径的减小，热丢失就逐渐加大，焚烧温度与火焰传达速度就相应下降，度至中止传达。阻火器便是依据这一原理制成的。（二）液体焚烧速度液体焚烧速度取决于液体的蒸腾。其焚烧速度有两种表明办法。一种是以每平方米面积上，I小时烧掉液体的分量表明，叫做液体焚烧的分量速度。一种是以1小时烧掉液体层的高度来表明，叫做液体焚烧的直线速度。易燃液体的燃

  13、烧速度与许多要素相关，如液体的初温、贮罐直径、罐内液面的凹凸，液体中水分含量等。初温越高，焚烧速度越快，贮罐中低液位焚烧比高液位焚烧的速度要快。含水的比不含水的石油产品焚烧速度要慢。液体焚烧前须先蒸腾然后焚烧。易燃液体在常温下蒸气压就很高，因而有火星、火热物体等接近时便能着火，随后，火焰便很快沿液体外表延伸，其速度可达0. 52米/秒。另一类液体则必须在火焰或火热物体持久效果下，使其外表层激烈受热而很多蒸腾后才干着火。故在常温下出产，运用这类液体的厂房没有火灾爆破风险。这类液体着火后只在不大的地段上焚烧，火焰在液体外表上延伸得很慢。为了使液体焚烧继续下去，必须向液体传入很多热， 使表层的液体被

  14、加热并蒸腾。火焰向液体传热的途径是靠辐射。故火焰沿液面延伸的速度除决定于液体的初温、热容、蒸腾潜热外还决定于火焰的辐射才能。如苯在初温 为16C时焚烧速度为165. 37公斤/米2小时；而在40C时为177. 18公斤/米2小时；60C时为193. 3公斤 /米2小时。此外，风速对火焰延伸速度也有很大影响。几种易燃液体的焚烧速度见表410。表410几种易然液体的焚烧速度液体称号焚烧速度比重直线速度（厘米/小时）分量速度（公斤/米2 小时）苯d16=d15=甲苯d15=航空汽油d10 =车用汽油d =二硫化碳d18=丙酮d10 =甲醇d10 =火油（三）固体物质的焚烧速度固体物质的焚烧速度，一般要小于可燃气体和液体。不同的固体物质其焚烧速度有很大差异。如荼及其衍生物,三硫化磷、松香等在常温下是固体，焚烧进程是受热熔化、蒸腾、气化、分化氧化；起火焚烧，一般速度较馒。有的如硝基化合物、含硝化纤维素的制品等，自身含有不稳定的基团，焚烧是分化式的，焚烧比较剧烈、速度很快。关于同一种固体可燃物质其焚烧速度还取决于焚烧比外表积。即焚烧的外表积与体积的份额越大，则焚烧速度越大；反之，焚烧速度越小。

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