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行业新闻

燃烧的科学技术以及发展

  • 作者:郑州中诚
  • 发布时间:2022-03-23 16:59:51
  • 点击:285

一、燃烧的概念

燃烧是指任何发光发热的剧烈的现象,这种现象又称为“火”。 燃烧是气体、液体或固体燃料与氧化剂之间发生的一种强烈的化学反应,是流动、传热、传质和化学反应同时发生并相互作用的综合现象。

二、燃烧三要素

可燃物(木材、纸张、布料等)、助燃物(空气、氧气)、温度达到着火点(明火、电火花等)

特殊情况下,燃烧也可以在无氧的条件下进行,比如: 氢气在氯气中燃烧、 镁条在二氧化碳中的燃烧。

三、燃烧学发展史

火的自然存在学说-》燃烧的氧化学说-》热化学和化学热力学-》化学动力学 -》着火及火焰传播的燃烧理论-》独立燃烧学科的形成

1. 燃素论—18世纪中叶前

中国“五行学说:金、木、水、火、土”中的火 古印度“四大学说:地、水、火、风”中的火 公元前四世纪,古希腊亚里士多德:“燃素学说”, 提出水、火、土、气的四元素说,认为万物主要有干、冷、湿、热四性,元素是四性结合之表现,可以互相变换。

2.燃烧的氧化论—Lavosier,Lomonosov (1756-1771)

1777年,法国拉瓦锡提出燃烧的氧化学说,指出物质只能在含氧的空气中进行燃烧,燃烧物重量的增加与空气中失去的氧相等,从而推翻了全部的燃素说,并正式确立质量守恒原理。

3. 燃烧热力学—Kirshoff,Hess (19世纪)

到19世纪,赫斯(Hess)和基尔霍夫(Kirchhoff)等人发展了热化学和化学热力学,此时对燃烧过程进行了静态研究,认为燃烧过程可作为热力学体系考察其初态、终态间的关系,可用热力学系统的燃烧状态、组分参数变化阐明燃烧热、产物平衡组分及绝热燃烧温度的规律性。

4. 燃烧反应动力学—Simonov,Lewis (20世纪初)

直到20世纪的30年代,美国化学家刘易斯(U,Lewis)和俄国化学家谢苗诺夫等人将化学动力学的机理引人燃烧的研究,并确认燃烧的化学反应动力学是影响燃烧速率的重要因素,且发现燃烧反应具有链锁反应的特点,这样才初步奠定了燃烧理论的基础。

5. 燃烧学—Zeldovich,Frank-Kamenetsky,Spalding,Predvoditelev,Khitrin(20世纪30到50年代),Williams

俄国的谢苗诺夫、泽尔多维奇等人应用反应动力学和传热传质相互作用的观点,首先从定量关系上建立了着火及火焰传播的经典燃烧理论。20世纪40和50年代,在发展喷气推进技术的过程中,形成了独立的学科-燃烧学。

6. 化学(反应)流体力学—Von Karmen,钱学森(20世纪60年代),Williams

20世纪50—60年代,美国力学家冯·卡门(Von Karmen)和我国力学家钱学森首先倡议用连续介质力学来研究燃烧基本过程,并逐渐建立了“燃烧反应流体力学”。

7. 计算燃烧学— Spalding,Gosman,Smoot,Swithenbank

8. 燃烧的激光诊断学— Durst,Bachalo,Adrain