《消防燃烧学》燃烧学基础知识复习重点

1这个是大四考的，他们貌似今年刚学，不知道和我们的一样不！大家看看吧。。。。。名词解释（20选10）1、化学当量比：常用来定量地表示燃料和氧化剂的混合物的配比情况2、空燃比:化学恰当反应时消耗的空气-燃料质量比，某数值等于1Kg燃料完全燃烧时所需要的空气质量3、燃烧焓:当1mol的燃料与化学当量的空气混合物以一定的标准参进入稳定了流动的反应器，且生成物也以同样的标准参考状态离开该反应器，把此反应释放出来的热量定义为燃烧焓4、平衡常数5、等压绝热火焰温度;当燃料/空气比及温度一定时，绝热过程燃烧产物所能达到的温度(最理想状态，最高温度)6、活化能：活化分子所具有的平均能量（E）与整个反应物分子的平均能量（E）之差7、化学反应速率常数：又称比例常数，是单位质量的反应速率系数，它在名义上与浓度无关与温度有关。8、化学反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的变化量9、基元反应：能代表反应机理的由反应微粒一步实现的且不通过中间或过渡状态的反应10、链锁反应：一种在反应历程中含有被称为链载体的低浓度活性中间产物的反应，这种链载体参加到反应的循环中，并且它在每次生成产物的同时又重新生成11、层流火焰传播速度：火焰前锋沿法线方向朝新鲜气传播的速度。12、湍流火焰传播速度：是指湍流火焰前沿法向相对于新鲜可燃气运动的速度，可用流经火焰的可燃预混气的体积流量Q除以湍流火焰的表观面积Af来表示ST≡Q/Af13、邓克尔Damkohler数14、扩散燃烧：燃料和氧化剂没有预先混合，分别输入燃烧室，由扩散过程控制的燃烧。15、动力扩散燃烧：燃烧的快慢既与化学动力因素有关，也与混合过程有关16、斯蒂芬stefan流：在相分界面处由于扩散作用和物理化学过程的作用而产生的垂直于相分界面处的总体物质流。17、费克扩散定律：双组分混合物中，组分A的扩散通散与该组分质量分数梯度绝对值成正比，反之相反，比例系数称为扩散系数。18、可燃极限：在一定的温度或压力条件下，并不是所有混合气成分都能够着火，而是存在着一定的浓度范围，超过这个范围，混合气就不可能着火19、蒸发常数k20、淬熄距离dq：当管径或容器尺寸小到某个临界值时，由于火焰单位容积的散热量太大，生热量不足，火焰便不能传播。这个临界管径叫淬熄距离dq二．简答题（20选8，简单请尽量详细）1、试说明等压绝热火焰温度计算过程2.试说明温度与压力对化学平衡的影响？a.压力升高，平衡态朝体积减小方向进行b.温度升高，平衡态朝吸热方向进行3、什么是离解？试说明离解对火焰温度的影响？离解是燃烧产物的分子在高温下吸收热量而裂变为简单分子或原子的现象影响：离解是吸热反应，温度越高，压力越低，离解程度越大，吸热也越多。这是由于燃烧反应而放出的的热量将重新又吸回分子中去。燃烧产物离解使燃烧不完全，放热量减少，从而使燃烧温度降低4、试说明反应级数、质量作用定律、反应分子数间的关系2反应级数反应化学反应速率与反应物浓度的关系，化学反应速率与浓度呈现幂指关系。适用于整个反应质量作用定律描述化学反应速率和反应物浓度的关系，简单的速度与各反应物的浓度的乘积成正比其幂指等于各自的化学计量系数。只适用于基元反应反应分子数概念只能用于一个基元反应，反应级数则是化学动力学实验测定的浓度对反应速度的影响总结果。简单反应的级数常与反应式中作用物的分子数相同。反应级数与反应分子数的用途不同。反应级数通常不是整数，反应分子数一定是整数对基元反应来说反应级数和反应分子数是同义词。质量作用定律和反应分子数的概念均不适用于总反应5、试说明准稳态假设的思想，及其意义。由于自由基是非常活泼的，它极不稳定，只要一碰上其它分子就要发生反应，他们的寿命极短，可以近似认为，在反应过程中它们的浓度是很小的，变化达到稳态时，浓度不随时间变化。意义：①能根据一套经试验验证的的复杂机理模式导出某些组分的反应速率的封闭表达式，很有用。②在感应期及活性中间体的积累期内不适用；③局限：很难进行严格验证——对简单反应机理，可与分析解精确值比较，对复杂反应机理，进行计算模拟以提供基础。6、某一反应FO=cPab，其反应速度可以表示成d[F][F][O]exp(/)dtabAERT或d[F]ln()lnln[F]ln[O]dtEAabRT，试设计实验求解该反应的反应级数a,b以及活化能E。提示：进行单因素实验，改变某个变量，比如改变反应物浓度[F]，测量其反应速率d[F]dt，将这些测量结果画在图上(d[F]dt~[F])，其斜率即为反应物的反应级数b。其他以此类推。7、试举例说明如何通过实验获取反应的表观活化能。提示：比如第6题，或热重试验。8、试说明多组分反应流体一维流动守恒方程各符号、各项的物理意义。+=+uStxxx④①②③（）（）（）①时间导数项②对流项③扩散项④源项质量守恒时=1，S=0组分守恒时=wi，=pD,S=qm,i9、已知层流预混火焰传播速度计算公式：0.5(2)TLfDSRR,试证明层流预混火焰传播速度与压力之间服从如下关系：(2)/2,nlSpn为反应级数10.、试说明层流火焰传播速度计算中分区思想，及其给求解问题带来的方便。将火焰前锋分为两个区域——预热区和反热区。在预热区内忽略化学反应的影响，对流项等于扩散项；而在化学反应区忽略混气本身热焓的增加，对流项为0，扩散项等于化学反应生热量。11、试说明影响层流预混火焰传播速度的因素决定层流火焰传播速度的主要因素是混合气的化学反应速率和热扩散系数，所以影响化学反应速率和热扩散系数的物理化学参数影响层流火焰传播速度。而影响化学参数的是混合比（在化学恰当比或者燃料稍富3的混气中，火焰传播速度达到最大）和混气性质（导温系数增加，活化能减少或火焰温度增加时，火焰传播速度增大。氧浓度增加，火焰传播速度增大）惰性气体或添加剂的影响。影响物理参数的是压力（压力对火焰传播速度的影响较小）初始温度（初温增加，火焰传播速度增加）火焰温度（火焰温度增加按指数规律影响火焰传播速度）12、有哪些着火理论或模型？点火有两个基本机理：链锁机理、热机理。着火模型：链式分支点火模型、均匀热点火模型、局部热力点火模型。13、试说明连锁反应理论的思想（三个阶段），以及发生爆炸的临界条件。①链引发：借助光照和加热等方法使反应物分子断裂，产生自由基的过程；②链传递：自由基与反应物分子发生反应的过程；③链终止：自由基与器壁碰撞，两个自由基复合或气相销毁。发生爆炸的临界条件：通过链分支反应的链载体的净生成率正好等于通过链终止的净除去率。14、在讨论热自燃机理时，作如下假设：①体积为V,表面积为S；②内部气体温度为T,且各处均相同；③内部无对流，容器与环境存在对流换热，对流换热系数保持不变；④着火前后物质浓度变化很小。试说明所做假设给处理问题时带来的便利与不足。15、试用热自燃理论解释可燃极限随压力与温度的变化关系。当温度或压力降低时，着火界限缩小，当压力或温度下降到某一数值时，着火界限缩成一点，如果压力或温度继续降低任何混合气成分都不能着火如图：16、试解释防回火网能阻止火焰传播的原理①管径减小小于淬熄距离，火焰区单位容积的表面积增大，因而通过管壁的散热率增大；②管径减小小于淬熄距离，火焰传播的活性中间产物碰壁销毁的几率增大。17、试说明三类不同湍流预混火焰模型的划分原则①当湍流长度L层流焰面厚度l为小尺寸湍流，反之为大尺寸湍流；②当瞬时脉动速度u、层流火焰传播速度为强湍流，反之为弱湍流；18、试说明影响湍流火焰传播速度的因素(1)雷诺数Re↑→Ut↑（2）压力Pt↑→Ut↑（3）温度T↑→Ut↑（4）脉动速度U'↑→Ut↑（5）混气浓度(化学恰当比或偏富时速度最大)19、试用图描述层流同心射流火焰的火焰结构，即氧化剂浓度、燃料浓度、燃烧产物的浓度分布。20、试解释层流扩散火焰锋面上氧化剂与燃料浓度都为零，及火焰锋面为化学当量比为1的点构成。层流流动时，混合以分子扩散的形式进行，在两股对流交界面上，燃烧向空气射流扩散，空气向燃料射流扩散，在α=1.0（化学当量比）处，形成火焰锋面。在火焰锋面处，氧气燃料完全反应，在“快速化学反应”的极限条件下，化学反应时间tchen«ttramsport(流动特征时间）=tdiffusion所以燃料和氧化剂浓度在此处为零。燃烧产物浓度到达最大值，然后向两侧扩散。