可燃液体的液(固)面燃烧及燃烧速度

燃烧学——液体的液(固)面燃烧及燃烧速度燃烧学可燃液体的燃烧速度1液体的液(固)面燃烧油池燃烧燃烧学将盛装于圆柱形立式容器中的液体燃烧称为油池燃烧。油池燃烧主要考虑单组分或沸程较窄的液体。燃烧学•油池燃烧温度分布特点单组分液体密闭空间燃烧产生火焰、传递热量液面温度升高至沸点但在敞开空间中燃烧，燃烧处于非平衡状态，热量不断地由液面传递到液体内部，因此液面温度总是稍低于沸点。燃烧学•油池燃烧现象火焰具有浮力作用，使得火焰底部与液面之间形成负压区，产生卷吸效应，吸入大量空气，产生蘑菇状的气流团。如果油池中含有水，水因密度大于油而沉淀在油池底部。在燃烧过程中，热量由上至下传递，底部的水逐渐被加热，直至沸腾，沸腾的水蒸气导致燃烧的油向空中飞溅，称为扬沸。油面燃烧燃烧学若大面积的水面上一层较薄的浮油，这层浮油燃烧时引起的火灾即为油面火灾。【Q】油池火灾和油面火灾维持燃烧的方式有什么区别？燃烧学油池火集中在油池有限的范围内，主要靠火焰的热量不断蒸发火焰下方的可燃液体来维持燃烧；油面火则是不断向四周传播，不断扩大的过程。燃烧学•油面初温对火焰蔓延速度的影响油面初温较低时，油面初温升高，蒸发速度加快，液面上可燃蒸气浓度增大，火焰蔓延速度随之增大。【Q】火焰蔓延速度会随着油温升高而无限增大吗？燃烧学不会。当油面初始温度达到某个临界值后，液体表面燃气与空气形成一定浓度比例的预混可燃气，其火焰传播速度是一定的，因此油面火的蔓延速度会趋向于一个常数。燃烧学•油面初温对燃烧类型的影响油的初温低于闪点时，液面上方蒸气浓度低，不能维持燃烧，火焰要向火焰前面的液体提供足够能量，加快蒸发速度使之与火焰蔓延速度平衡，形成扩散燃烧。油的初温低于闪点时，液面上方蒸气浓度足够大，且与空气预先混合，形成预混燃烧。燃烧学•风向对火焰蔓延速度的影响顺风条件下，火焰向未燃区域倾斜，加强火焰对液面的热辐射和热对流，风速对火焰蔓延影响显著，风速越大，火焰蔓延速度越快。逆风条件下，火焰向已燃区域倾斜，热辐射和热对流对火焰传播速度几乎没有任何影响。此时，液体的初温对火焰蔓延速度更为显著。含油固面火燃烧学当油泄漏到地面，地面就成了含油可燃物的固面，如果着火，就会形成含油的固面火。燃烧学可燃液体的燃烧速度1液体的液(固)面燃烧2液体燃烧速度的表示方法燃烧学•线燃烧速度单位时间内燃烧的液体层厚度，即式中：v—燃烧线速度(m/h)；H—燃烧的液体层厚度(m)；t—液体燃烧的时间(h)。tHv燃烧学•质量燃烧速度单位时间内单位面积燃烧的液体的质量，即式中：G—质量燃烧速度[kg/(m2·h)]；m—燃烧的液体质量(kg)；t—液体燃烧的表面积(m2)；t—液体燃烧的时间(h)。FtmG燃烧学•质量燃烧速度与线速度的关系液体的质量可表示为m=ρFH则质量燃烧速度可以表示为G=vρ【例】在一定条件下，1h烧掉某密度为0.75g/cm3的汽油15cm，试求该汽油的燃烧线速度和质量燃烧速度。燃烧学解：燃烧线速度燃烧质量速度G=vρ=0.15×750kg/(m2･h)=112.5kg/(m2･h)m/hm/htHv0.1510.15液体燃烧速度的影响因素燃烧学•燃烧区传给液体的热量液体要维持稳定燃烧，液面需不断从燃烧区吸收热量，保持一定的蒸发速度。•液体初始温度液体初始温度越高，蒸发速度越快，可燃蒸气浓度越高，燃烧速度越快。燃烧学•储罐液面高度随着液面高度降低，液面和燃烧区的距离增大，传到液面的热量减少，燃烧速度降低。•水的影响燃烧时，谁的蒸发要吸收部分热量，蒸发的水蒸气进入燃烧区，降低可燃蒸气与氧气的浓度，降低燃烧速度。燃烧学•风的影响风有利于可燃蒸气与氧气的充分接触，同时及时带走燃烧产物，加快燃烧速度。但风速过大不利于可燃蒸气和热量的集聚，导致燃烧熄灭。燃烧学可燃性液体燃烧蒸发闪燃沸溢和喷溅蒸发热沸点蒸气压闪点计算蒸发热沸溢喷溅【例】已知大气压力为101325Pa，试求甲苯（C7H8）的闪点。燃烧学解：甲苯的燃烧反应式C7H8+9O2=7CO2+4H2O则N=18，带入公式计算苯在闪燃时的饱和蒸气压为1236.88PaPa1)(184.761101.01325P5饱燃烧学查表7-10得，甲苯在0℃和10℃时，其蒸气压分别为889.26Pa和1693.19Pa。用插值法求得甲苯的闪点为℃4.610889.261693.19889.261236.80T）--（闪