燃烧与爆炸学.doc

1、可燃固体阴燃转变为明火燃烧需要的条件? 有利于阴燃的上述因素也都有利于阴燃向有焰燃烧的转变, 如外加空气流有利于这种转变; 向上传播的阴燃比向下传播的阴燃更容易向有焰燃烧转变;棉花等松软?细微的阴燃很容易转变为有焰燃烧等?从总体上讲, 当炭化区的温度增加时, 由于热传导使得热解区温度上升, 热解速率加快, 挥发分增多, 这时热解区附近空间的可燃气体浓度加大?当温度继续升高时, 也可自燃着火?这就完成了阴燃向有焰燃烧的转变?由于这一转变过程是个非稳态过程,要准确确定转变温度是很难的?概括地讲,阴燃向有焰燃烧的转变主要有以下几种情形: (1) 阴燃从材料堆垛内部传播到外部时转变为有焰燃烧?在材料堆垛内部,由于缺氧, 只能发生阴燃?但只要阴燃不中断传播, 它终将发展到堆垛外部, 由于不再缺氧,就很可能转变为有焰燃烧?(2) 加热温度提高, 阴燃转变为有焰燃烧?阴燃着的固体材料受到外界热量的作用时, 随着加热温度的提高, 热解区内挥发分的释放速率加快?当这一速率超过某个临界值后,阴燃就会发展为有焰燃烧?这种转变也能在材料堆垛内部发生?(3) 密闭空间内材料的阴燃转变为有焰燃烧( 甚至轰燃)?在密闭空间内, 因供氧不足, 其中的固体材料发生着阴燃, 生成大量的不完全燃烧产物充满整个空间,这时, 如果突然打开空间的某些部位, 因新鲜空气进入, 在空间内形成可燃性混合气体, 进而发生有焰燃烧, 也有可能导致轰燃?这种阴燃向轰燃的突发性转变是非常危险的?2?简述谢苗诺夫自燃理论与弗兰克-卡门涅茨基自燃理论?(1) 谢苗诺夫自燃理论任何反应体系中的可燃混合气, 一方面它会进行缓慢氧化而放出热量, 使体系温度升高, 另一方面体系又会通过器壁向外散热, 使体系温度下降?热自燃理论认为, 着火是反应放热因素与散热因素相互作用的结果?如果反应放热占优势, 体系就会出现热量积聚, 温度升高, 反应加速, 发生自燃;相反, 如果散热因素占优势,体系温度下降,就不能自燃?在谢苗诺夫热自燃理论中, 假定体系内部各点温度相等?对于气体混合物,由于温度不同的各部分之间的对流混合,可以认为体系内部温度均一;对于毕渥数Bi 较小的固体物质, 也可认为物体内部温度大致相等?上述两种情况均可由谢苗诺夫热自燃理论进行分析?但是, 当毕渥数成较大时(Bi>10), 体系内部各点温度相差较大,在这种情况下,谢苗诺夫热自燃理论中温度均一的假设显然是不成立的?因此, 需要建立一种新的理论模型, 对大毕渥数 Bi 下的物质体系进行分析,这就是弗兰克- 卡门涅茨基(Frank — skil) 热自燃理论?该理论考虑到了大 Bi 数条件下物质体系内部温度分布的不均匀性, 它以体系最终是否能得到稳态温度分布作为自燃着火的判断准则,提出了热自燃的稳态分析方法?(2) 弗兰克-卡门涅茨基自燃理论该理论认为,可燃物质在堆放情况下,空气中的氧将与之发生缓慢的氧化反应, 反应放出的热量一方面使物体内部温度升高, 另一方面通过堆积体的边界向环境散失?如果体系不具备自燃条件, 则从物质堆积时开始, 内部温度逐渐升高, 经过一段时间后, 物质内部温度分布趋于稳定, 这时化学反应放出的热量与边界传热向外流失的热量相等?如果体系具备了自燃条件, 则从物质堆积开始, 经过一段时间后( 称为着火延滞期), 体系着火?显然, 在后一种