第三节 热值与燃烧温度及燃烧速度 - 图文(2)

甲烷 乙烷 丙烷 0.67 0.85 0.82 9.8 6.5 4.6 炼焦煤气 焦炭发生煤气 水煤气 1.70 0.73 3.1 17 48.5 43 火焰传播速度在不同管径的管道中测试时其值不同，一般随着管道直径增加而增加，当达到某个直径时速度就不再增加。同样，随着管道直径的减少而减少，并在达到某种小的直径时火焰在管中就不再传播。表4—9示甲烷和空气混合物在不同管径下的火焰传播速度。 表4—9 甲烷和空气混台物在不同管径时的传播速度，厘米／秒 ①甲烷(％) 管径(厘米) 2.5厘米 10厘米 20厘米 40厘米 60厘米 80厘米 6％ 8％ 10％ 12％ 13％ 23.5 50 65 35 22 43.5 80 110 74 45 63 100 136 80 62 95 154 188 123 104 118 183 215 163 130 137 203 236 185 138 ①本表摘自Π.Γ.ДИMИTOB：“物质燃烧原理”。 此外在管道中测试火焰传播速度时还与管子材料以及火焰的重力场有关。如10％甲烷与空气混合气，管子平放时，火焰传播速度为65厘米／秒，向上垂直放时为75厘米／秒，而向下垂直放为59．5厘米／秒。 如果在大管径中燃烧的混合物在小管径中熄灭，这种现象是由于在管子直径减小时增加了热损失所致。按热损失观点来分析，那么加热区域与反应区域的比例是： 式中d——直径；r——半径；h——反应区长度。 对于直径为10厘米的管子，这个比例等于0．4，而对于直径为2厘米的管子这个比例等于2。由此可见，随着管子直径的减小，热损失就逐步加大，燃烧温度与火焰传播速度就相应降低，度至停止传播。阻火器就是根据这一原理制成的。 （二）液体燃烧速度 液体燃烧速度取决于液体的蒸发。其燃烧速度有两种表示方法。一种是以每平方米面积上，l小时烧掉液体的重量表示，叫做液体燃烧的重量速度。一种是以1小时烧掉液体层的高度来表示，叫做液体燃烧的直线速度。易燃液体的燃烧速度与很多因素有关，如液体的初温、贮罐直径、罐内液面的高低，液体中水分含量等。初温越高，燃烧速度越快，贮罐中低液位燃烧比高液位燃烧的速度要快。含水的比不含水的石油产品燃烧速度要慢。 液体燃烧前须先蒸发而后燃烧。易燃液体在常温下蒸气压就很高，因此有火星、灼热物体等靠近时便能着火，随后，火焰便很快沿液体表面蔓延，其速度可达0．5～2米／秒。另一类液体则必须在火焰或灼热物体长久作用下，使其表面层强烈受热而大量蒸发后才能着火。故在常温下生产，使用这类液体的厂房没有火灾爆炸危险。这类液体着火后只在不大的地段上燃烧，火焰在液体表面上蔓延得很慢。 为了使液体燃烧继续下去，必须向液体传入大量热，使表层的液体被加热并蒸发。火焰向液体传热的途径是靠辐射。故火焰沿液面蔓延的速度除决定于液体的初温、热容、蒸发潜热外还决定于火焰的辐射能力。如苯在初温为16℃时燃烧速度为165．37公斤／米2·小时；而在40℃时为177．18公斤／米2·小时；60℃时为193．3公斤／米2·小时。此外，风速对火焰蔓延速度也有很大影响。几种易燃液体的燃烧速度见表4—10。 表4—10 几种易然液体的燃烧速度 液体名称 苯 乙醚 甲苯 航空汽油 车用汽油 二硫化碳 丙酮 甲醇 煤油 燃烧速度 直线速度(厘米/小时) 18.9 17.5 16.08 12.6 10.5 10.47 8.4 7.2 6.6 重量速度(公斤／米·小时) 2比重 d16＝0.875 d15＝0.715 d15＝0.86 d10＝0.73 d＝1.27 d18＝O.79 d10＝0.8 d10＝0.835 165.37 125.84 138.29 91.98 80.85 132.97 66.36 57.6 55.11 （三）固体物质的燃烧速度 固体物质的燃烧速度，一般要小于可燃气体和液体。不同的固体物质其燃烧速度有很大差异。如荼及其衍生物，三硫化磷、松香等在常温下是固体，燃烧过程是受热熔化、蒸发、气化、分解氧化；起火燃烧，一般速度较 馒。有的如硝基化合物、含硝化纤维素的制品等，本身含有不稳定的基团，燃烧是分解式的，燃烧比较剧烈、速度很快。对于同一种固体可燃物质其燃烧速度还取决于燃烧比表面积。即燃烧的表面积与体积的比例越大，则燃烧速度越大；反之，燃烧速度越小。