预混可燃气体的着火和燃烧 1907 G UNN (2)热自燃的感应期（预混可燃气体从初始温度加热到着火温度T所需 的时间) r=Cxo-CA_ C40-CAB RT exp(- EkoCo exp(- 根据CA0与p/T成正比，将常数k简化后可得 7T2+ exp(RT 提高预混可燃气体的温度和压力，或者燃气浓度时，感应期可缩短。 School of Energy and Power Engineering
预混可燃气体的着火和燃烧 （ 2）热自燃的感应期（预混可燃气体从初始温度加热到着火温度 TB所需 的时间 ） 2 C C C C RT A AB A AB 00 0 τ − − = = ≈ 0 00 00 0 0 exp( ) exp( ) R n A A w E E k C Ek C RT RT τ ≈ − − 2 n T E + 根据 CA0 与 p / T0成正比，将常数 k简化后可得 2 0 0 exp( ) n n T E k p RT τ + = 提高预混可燃气体的温度和压力，或者燃气浓度时，感应期可缩短。 School of Energy and Power Engineering
预混可燃气体的着火和燃烧 1901 G UNN 二、链锁自燃问题的提出 (一）链锁自燃问题的提出 第三界装 (热自盆) 一大部分碳氢化合物在空气中的自燃实验结果 与热自燃理论相符。 蒲火区 一氢气与空气的预混气体着火的实验结果与热 自燃理论对双分子反应的分析结果相反； 若火区 一低压下一些预混可燃气体，CO+O2和CH+O2 高界限 等，着火的临界压力与温度的关系并非符合热 77 任界限 自燃理论的单调下降，而是出现着火半岛现象。 若链锁反应的中间反应是由简单分子的碰撞引起，则热自燃理论可以解释 实际燃烧现象。 使反应加速不一定要靠热量积累，可以通过链锁分枝反应而迅速增值活化 中心，来促使反应不断加速直至爆燃着火。 School of Energy and Power Engineering
预混可燃气体的着火和燃烧 二、链锁自燃问题的提出 （ 一 ）链锁自燃问题的提出 —大部分碳氢化合物在空气中的自燃实验结果 与热自燃理论相符 。 —氢气与空气的预混气体着火的实验结果与热 自燃理论对双分子反应的分析结果相反； —低压下一些预混可燃气体，CO + O 2 和CH4 + O 2 等，着火的临界压力与温度的关系并非符合热 自燃理论的单调下降 而是出现着火半岛现象 若链锁反应的中间反应是由简单分子的碰撞引起 则热自燃理论可以解释 ， 。 若链锁反应的中间反应是由简单分子的碰撞引起，则热自燃理论可以解释 实际燃烧现象。 使反应加速不一定要靠热量积累，可以通过链锁分枝反应而迅速增值活化 School of Energy and Power Engineering 中心，来促使反应不断加速直至爆燃着火
预混可燃气体的着火和燃烧 1907 G UNN (二)链锁分枝反应及其发展条件 广义的自动催化反应：反应速度随着生成物浓度的增加（即反应物浓度降 低)而自行加速，为链锁反应，速度受到某些中间不稳定产物浓度的影响。 以氢和氧的分枝链锁反应为例。 生成氢原子（活化中心）的碰撞反应H2+M→2H+M 热运动结果 支链反应：一个氢原子生成两个新的氢原子，使反应自动加速至爆炸。 H+0>OH+O(E=75.36kJ/mol) 2OH+2H2→2H,0+2H(E=41.9kJ/mol)→H+3H2+O2→2H,O+3H O+H,OH+H(E=25.1kJ/mol) 反应速度 w=kCnCo.=10-T05 exp(-7.54x10/RT)CHCo. School of Energy and Power Engineering
预混可燃气体的着火和燃烧 （二）链锁分枝反应及其发展条件 广义的自动催化反应：反应速度随着生成物浓度的增加 （即反应物浓度降 低）而自行加速，为链锁反应，速度受到某些中间不稳定产物浓度的影响 。 以氢和氧的分枝链锁反应为例 生成氢原子（活化中心）的碰撞反应 。 2 H M HM +→ + 2 热运动结果 支链反应：一个氢原子生成两个新的氢原子，使反应自动加速至爆炸。 2 2 2 22 2 ( 75.36 / ) 2 2 2 2 ( 41.9 / ) 3 2 3 H O OH O E kJ mol OH H H O H E kJ mol H H O H O H +→ + = ⎫ ⎪ + → + = ⇒+ + → + ⎬ ⎪ 11 0 5 2 O H OH H E kJ mol +→ + = ( 25.1 / ) ⎭ 2 2 11 0.5 10 exp( 7.54 10 / ) w kC C T RT C C HO HO − 反应速度 = = −× School of Energy and Power Engineering
预混可燃气体的着火和燃烧 1901 氢原子断链反应式（器壁断裂和空间断裂）： H+wall→0.5H2 H+O,+M→HO2+M OH+wall→0.5(HO2),{O+O2+M→O3+M O+wall→0.50， O+H2+M→H,O+M 活化中心瞬时浓度变化率： an =w+w2-w3=w+fi-gn=w+on dt 求解可得 n=(e-l) 0 整个分枝链锁反应的速度w=,-”=(e-) School of Energy and Power Engineering
预混可燃气体的着火和燃烧 氢原子断链反应式（器壁断裂和空间断裂）： 22 2 22 2 3 0.5 0.5( ), H wall H H O M HO M OH wall H O O O M O M ⎧ ⎧ + → ++→ + ⎪ ⎪ ⎨ + → ++→+ ⎨ ⎪ ⎪ 22 2 3 2 22 O wall O O H M H O M + → + +→ + 0.5 ⎩ ⎩ dn 活化中心瞬时浓度变化率： w w w w fn gn w n 123 1 1 dt = +−=+− =+ ϕ w 1 ( 1) afw t ww w eϕ = − = − 求解可得 1 ( 1) w t n eϕ ϕ = − 整个分枝链锁反应的速度 2 3 ww w e( 1) ϕ 整个分枝链锁反应的速度 = = School of Energy and Power Engineering
预混可燃气体的着火和燃烧 19017 分支链锁反应：初始反应速度接近于零， T=常数 经过感应期后，会按指数规律在瞬间急剧 自动加速至爆燃，而后则由于反应物浓度 的下降而速度减慢，以致最后接近于零。 冷焰现象：在低压、低温时，氢和氧气 可以无需反应放热而由链锁分枝反应的 自动加速产生自燃的现象。 温度对链锁分枝反应的影响。 二g为从稳态向自行加速的非稳态过度的临界条件，称为链锁着火条件， 此条件下预混可燃气体的温度称链锁自燃温度，非混合气的物性参数。 School of Energy and Power Engineering
预混可燃气体的着火和燃烧 分支链锁反应：初始反应速度接近于零， 经过感应期后，会按指数规律在瞬间急剧 自动加速至爆燃，而后则由于反应物浓度 的下降 而速度减慢，以 致最后 接近于 零 。 冷焰现象：在低压、低温时，氢和氧气 可以无需反应放热而由链锁分枝反应的 下降 速度减慢， 致接零 自动加速产生自燃的现象。 温度对链锁分枝反应的影响。 f=g为从稳态向自行加速的非稳态过度的临界条件，称为链锁着火条件， 此条件下预混可燃气体的温度称链锁自燃温度，非混合气的物性参数。 School of Energy and Power Engineering