返回

第二百七十八章:火焰

首页
关灯
护眼
字:
上一页 回目录 下一章 进书架
    第二百七十八章:火焰 (第3/3页)

并未考虑空气和燃料的比例和惰性添加剂的影响,所以并不代表在最佳空燃比下所能达到的最高温度。

    如果燃烧前的反应物和燃烧后的最终产物的成分都是已知的,则绝热火焰温度可根据能量守恒原理求出。

    由于火焰温度对化学反应速率所起到的作用,火焰温度可能是燃烧最重要的一个性质。火焰温度既可以通过实验测量出来,又可以通过计算得到。为了方便起见,引入了绝热火焰温度的概念。绝热火焰温度指的是,在一定的初始温度和压力下,给定的燃料(包含燃料和氧化剂),在等压绝热条件下进行化学反应,燃烧系统(属于封闭系统)所达到的终态温度。在实际中,火焰的热量有一部分以热辐射和热对流的方式损失掉了,所以绝热火焰温度基本上不可能达到。然而,绝热火焰温度在燃烧效率和热量传递的计算中起到很重要的作用。对于高温火焰(高于1800K),燃烧产物发生了分解反应,不但体积增大,还吸收了大量的热量。在低温时,化学当量比混合物或者贫燃料混合物燃烧后的产生应该只有CO2和H2O,然而这些产物很不稳定,只要温度稍高一点,就可能部分转变为成简单的分子、原子和离子形式。相应地在转变过程中,能量被吸收,最大火焰温度也相应地被减小了。

    火焰的实质是高温的气态或等离子态的物质。有两种因素决定火焰的颜色:一是火焰的温度决定火焰的颜色,火焰是一种反应。低温的时候是红外线,随着温度的上升,火焰从红色橙色(3000度)到黄色白色(4000度)到青色蓝色(5000~6000度)到紫色(7000以上)到最后看不见的紫外线(几万度),颜色在不断改变。从高能物理来说,红外线,有色光谱段的火焰都是低能量的火焰,温度继续高下去,火焰的颜色从紫外线到x线到伽马线等等,这些都是无法形容的“颜色”。

    二是气态和等离子态物质的元素构成决定火焰的固有光谱,元素表的每种元素高温下都会发出自己特定的光色,常见的比如钠会出现黄色,钾是紫色,铜是绿色,化合物的光色是一种杂色,因为有许多种类的元素在发光。这也就是各种火焰的颜色不一样的缘故。(详见焰色反应)

    烃完全燃烧火焰温度的高低与燃烧热的大小有关,但也不是完全有关的.如,乙烯的燃烧热比乙炔的高.但是氧炔焰的温度比乙烯的高。

    乙烯和乙炔燃烧的热化学方程式分别为:燃烧热是乙烯>乙炔,但火焰温度是乙炔燃烧时高。乙炔在空气或氧气中燃烧,其火焰温度可高达3200℃以上。乙炔的燃烧热虽然比乙烷、乙烯等略低,但在完全燃烧时的耗氧量却最少,产生物中的水含量相对较低,水蒸发所需热量损耗较少,因此乙炔燃烧时能够得到更高的温度。

    因火焰强度增加(即在较小的体积内释放出相同的总热量),以及氮气含量减少的结果,使火焰温度提高,从而增强了火焰靠辐射和对流向周围的热传导。据国外文献报道,燃烧重油时,如把空气中氧的浓度从21%增浓到22%,其理论燃烧温度可提高80℃。

    
上一页 回目录 下一章 存书签