着火热理论的发展 范特一荷夫( Vant hof提出基本思想,认为, 当反应系统与周围介质间热平衡破坏时就发 生着火。 利—恰及利耶( chatelier明确提出了着火 的临界条件:反应放热曲线与系统向环境散 热的散热曲线相切。 谢苗诺夫( Semenov)完成了数学上的描述
◼ 着火热理论的发展 范特—荷夫(Vant‘Hoff)提出基本思想，认为， 当反应系统与周围介质间热平衡破坏时就发 生着火。 利—恰及利耶(Le—chatelier)明确提出了着火 的临界条件：反应放热曲线与系统向环境散 热的散热曲线相切。 谢苗诺夫（Semonov）完成了数学上的描述
谢苗诺夫的可燃混合气热自燃理论 有一体积为Vm)的容器,其中充满有化学均匀 可燃气体混合物,其分反应物浓度为C(mom3),容器 的壁温为T(K,容器内的可燃气体混合物正以速度 w(mo/m3s)在进行反应,化学反应后所放出的热量, 部份加热了气体混合物,使反应系统的温度提髙, 另一部份则通过容器壁而传给周围环境。 目标:求出放热速率q1、散热速率q2的数学表达式, 做出q1、q2随温度T的变化曲线,然后分析容器内 的放热和散热与温度T的关系,分析热自燃过程
◼ 谢苗诺夫的可燃混合气热自燃理论 有一体积为V(m3 )的容器，其中充满有化学均匀 可燃气体混合物，其分反应物浓度为C(mol/m3 )，容器 的壁温为T0 (K)，容器内的可燃气体混合物正以速度 w(mol/m3 s)在进行反应，化学反应后所放出的热量， 一部份加热了气体混合物，使反应系统的温度提高， 另一部份则通过容器壁而传给周围环境。 目标：求出放热速率q1、散热速率q2的数学表达式， 做出q1 、 q2随温度T的变化曲线，然后分析容器内 的放热和散热与温度T的关系，分析热自燃过程
假设 容器V内各处的混合物浓度及温度都相同 在反应过程中,容器V内各处的反应速度都相 同 容器的壁温T0及外界环境的温度,在反应过程 中保持不变,而决定传热强度的温度差就是壁 温和混合物之间的温压。 ■在着火温度附近,由于反应所引起的可燃气体 混合物浓度的改变是略而不计的
◼ 容器V内各处的混合物浓度及温度都相同。 ◼ 在反应过程中，容器V内各处的反应速度都相 同。 ◼ 容器的壁温T0及外界环境的温度，在反应过程 中保持不变，而决定传热强度的温度差就是壁 温和混合物之间的温压。 ◼ 在着火温度附近，由于反应所引起的可燃气体 混合物浓度的改变是略而不计的。 ◼ 假设
数学模型 反应放热速率q1=wQ (1) 式中:混合气的化学反应速率,(mol/m3s) 混合气的反应热,即生成每摩尔生成物所 放出的热量,(kJmo ——容器的体积,(m3 据化学动力学知识: E kC=kC. exp (2) RT 其中,v为可燃混合气总体反应的反应级数
◼ 数学模型 q1 = wQV 式中： w——混合气的化学反应速率， (mol/m3 s) —— 混合气的反应热，即生成每摩尔生成物所 放出的热量，（kJ/mol) ——容器的体积，(m3 ) Q V 反应放热速率 （1） 据化学动力学知识： = = − RT E w k C k C v 0 exp 其中，v为可燃混合气总体反应的反应级数。 （2）
(2)代入(1),容器内可燃混合气化学反应的放热速率q1为: E q=wAv=koc ex Vg(3) RT 容器壁的散热速率q2为: q2=aS(7-0) 式中—放热系数; 容器表面积; T—可燃混合气温度(是变量); 容器壁温,假设=常数
(2)代入(1)，容器内可燃混合气化学反应的放热速率q1为： 容器壁的散热速率q2为： 1 0 exp v E q wQV k C VQ RT = = − q S T T 2 0 = − ( ) （3） 式中 ——放热系数； ——容器表面积； ——可燃混合气温度（是变量）； ——容器壁温，假设=常数。 （4） S T T0