Lý thuyết cháy

Lý thuyết cháy là tài liệu giảng dạy liên quan đến nhiệt động và truyền nhiệt. Qua bài giảng sinh viên hiểu và biết cách để lựa chọn phương pháp đốt cháy hệu quả đối với từng loại thiết bị và từng loại nhiên liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết cháy LYÙ THUYEÁT CHAÙY (Combustion: Theory and Equipment) TS. Bùi Tuyên 1/ Teân hoïc phaàn: Lyù thuyeát chaùy 2/ Soá ñôn vò hoïc trình: 02 (30 tieát) 3/ Trình ñoä sinh vieân: naêm thöù 3, 4 4/ Phaân phoái thôøi gian: Lyù thuyeát: 28 tieát, Thí nghieäm: 2 tieát? 5/ Moân hoïc tröôùc: Nhieät ñoäng, Truyeàn nhieät. 6/ Moâ taû hoïc phaàn: Moân hoïc naøy giôùi thieäu veà cô sôû nhieät ñoäng hoùa hoïc lieân quan ñeán toác ñoä phaûn öùng chaùy; cô cheá töï baét löûa vaø moài löûa cuûa hoãn hôïp khí, quaù trình lan truyeàn ngoïn löûa trong hoãn hôïp tröôùc, ngoïn löûa trong doøng vaø söï oån ñònh cuûa ngoïn löûa; quaù trình ñoát chaùy caùc loaïi nhieân lieäu loûng vaø raén. Ngoaøi ra, caùc loaïi thieát bò ñoát coâng nghieäp cuõng ñöôïc giôùi thieäu qua. 7/ Muïc tieâu hoïc phaàn: Hieåu vaø bieát caùch phaân tích ñeå löïa choïn phöông phaùp ñoát chaùy coù hieäu quaû ñoái vôùi töøng loaïi thieát bò vaø töøng loaïi nhieân lieäu. 8/ Nhieäm vuï sinh vieân: - Döï lôùp: tham döï treân 80% thôøi gian ñeå ñuû ñieàu kieän döï thi - Tham gia thí nghieäm - Thaûo luaän 9/ Taøi lieäu hoïc taäp: Traàn Gia Myõ, Kyõ thuaät chaùy, NXB KH&KT, Haø Noäi 2005 Nguyeãn Só Maõo, Lyù thuyeát vaø Thieát bò chaùy, NXB KH&KT Haø Noäi, 2002. 10/ Ñaùnh giaù keát quaû hoï: - Thi giöõa kyø: chieám 40% ñieåm ñaùnh giaù -Thi cuoái hoïc kyø: chieám 60% ñieåm ñaùnh giaù 11/ Thang ñieåm: - Gioûi: 9 -10ñ - Khaù: 7-8ñ - Trung bình: 5-6ñ - Keùm:< 5ñ 12/ Noäi dung moân hoïc: Chöông 1. Cô sôû nhieät hoùa hoïc (8 tiết) 1.1 Giới thiệu về nhiệt-hóa 1.2 Toác ñoä phaûn öùng hoaù hoïc. 1.3 AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä ñeán toác ñoä phaûn öùng hoaù hoïc 1.4 AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä ñeán toác ñoä phaûn öùng hoaù hoïc 1.5 AÛnh höôûng cuûa aùp suaát ñeán toác ñoä phaûn öùng hoaù hoïc 1.6 Phaûn öùng daây chuyeàn 1.7 Caân baèng hoaù hoïc 1.8 Enthalpy taïo chaát 1.9 Enthalpy phaûn öùng hoaù hoïc 1.10 Enthalpy phaûn öùng chaùy 1.11 Ñònh luaät Lavoisier veà nhieät phaûn öùng 1.12 Ñònh luaät Hess veà toång nhieät naêng caùc böôùc phaûn öùng 1.13 Nhiên liệu Chöông 2. Vaät lyù quaù trình chaùy (6 tiết) 2.1 Ñònh luaät Newton veà ñoä nhôùt 2.2 Ñònh luaät Fick veà khueách taùn 2.3 Khaùi nieäm veà lôùp bieân 2.4 Truyeàn nhieät qua lôùp bieân 2.5 Caùc ñònh luaät baûo toaøn Chöông 3. Chaùy nhieân lieäu khí (8 tiết) 3.1 Phaân loaïi ngoïn löûa 3.2 Moài löûa vaø löûa moài 3.3 Giôùi haïn noàng ñoä baét löûa; maët nguoäi 3.4 Söï lan truyeàn ngoïn löûa 3.4 Oån ñònh ngoïn löûa 3.5 Tính löôïng khoâng khí lyù thuyeát vaø löôïng khoùi 3.6 Caùc boä ñoát gas Chöông 4: Chaùy nhieân lieäu loûng (4 tiết) 4.1 Ñaëc ñieåm chaùy nhieân lieäu loûng 4.2. Nhieät ñoä chôùp chaùy vaø nhieät ñoä baét löûa 4.3 Chaùy gioït nhieân lieäu loûng 4.4 Bieán buïi daàu 4.3 Caùc voøi ñoát daàu coâng nghieäp Chöông 5. Chaùy nhieân lieäu raén (4 tiết) 5.1 Giôùi thieäu chung 5.2 Tính chaát nhieân lieäu raén 5.3 Tính toaùn löôïng khoâng khí lyù thuyeát vaø khoùi 5.4 Nghieàn than 5.5 Caùc buoàng ñoát than Chöông 1. CÔ SÔÛ NHIEÄT ÑOÄNG HOÙA HOÏC 1.1 Giới thiệu về nhiệt hoá (thermochemistry) Nhiệt động của hỗn hợp khí không phản ứng Hỗn hợp các chất khí không phản ứng hoá học với nhau (hỗn hợp cơ học tức là trộn lẫn thuần tuý, ví dụ không khí quanh ta) tuân theo định luật Gibbs-Dalton như sau: a. Áp suất của hỗn hợp bằng tổng áp suất riêng phần của từng chất khí thành phần nếu như chỉ mình khí đó chiếm nguyên thể tích hỗn hợp ở cùng nhiệt độ. Áp suất riêng còn gọi là phân áp suất. b. Nội năng, enthalpy, entropy của hỗn hợp sẽ tương ứng với tổng của nội năng, enthalpy, entropy của các khí thành phần nếu như chỉ mình khí đó chiếm nguyên thể tích hỗn hợp ở cùng nhiệt độ. Giả sử ta có a,b,c…i loại chất khí lý tưởng trộn cơ học với nhau, số kmol tương ứng là na, nb…ni. Hỗn hợp này ở áp suất p, nhiệt độ T và chiếm thể tích V. Hỗn hợp tuân theo phương trình khí lý tưởng: pV=nRT trong đó n là số kmol của hỗn hợp. n = n a + nb + … n i do ñoù p = (na + nb + … ni)RT/V = naRT/V + nbRT/V + … niRT/V (1) töùc laø ñoái vôùi khí thaønh phaàn j baát kyø thì phaân aùp suaát cuûa noù pj = njRT/V (là áp suất mà giá như chỉ có 1 mình khí j chiếm trọn thể tích của hỗn hợp V ở cùng nhiệt độ T) Áp suất chung của hỗn hợp là p = p a + pb + … + p i Thaønh phaàn mol cuûa töøng khí laø Xj = nj/n, suy ra Xa + Xb + … Xi = 1 Nhieät ñoä laø chung: T = Ta = Tb = … = Ti Theå tích thaønh phaàn là nhö nhau: V = Va = Vb = … = Vi (mọi khí đếu khuyếch tán đều khắp thể tích chung V, không quan trọng có bao nhiêu loại khí trong hỗn hợp). Thể tích riêng phần hay phân thể tích là khái niệm khác. Đó là thể tích chất khí thứ i chiếm riêng nó khi ở áp suất và nhiệt độ như của hỗn hợp. Hỗn hợp cơ học của các khí lý tưởng có các tính chất của khí lý tưởng, tuân theo phương trình vạn năng (phổ biến) ở dạng (1). Các tính chất nhiệt học cụ thể (nhiệt dung riêng, khối lượng riêng ...) của hỗn hợp phụ thuộc vào các khí thành phần, theo tỷ lệ mol. Chuùng ta chæ ño ñöôïc caùc khí thaønh phaàn khi chöa coù phaûn öùng hay trong caùc traïng thaùi caân baèng. Luùc phaûn öùng hoaù hoïc ñang xaåy ra thì coù söï chuyeån hoaù lieân tuïc töø chaát naøy sang chaát kia. Đo các giá trị tức thời là rất khó. Ta thường dùng caùc kieán thöùc neâu treân laøm cô sôû ñeå suy dieãn. Nhiệt hoá học nghiên cứu về năng lượng xuất hiện khi xẩy ra phản ứng hoá học và gắn liền với phản ứng đó. Đốt tờ giấy là một loại phản ứng hoá học. Nó phát ra nhiệt. Ta cũng đoán được rằng đốt hai tờ giấy như nhau thì nhiệt lượng giải phóng ra 2 lần nhiều hơn nhiệt khi đốt 1 tờ. Có những phản ứng khác thì tiêu hao nhiệt , khác hẳn với phản ứng cháy vừa nói. Năng lượng của phản ứng do vậy mà có thể man ...