第四章可燃气体的燃烧习题
1. 预混可燃气燃烧波的传播存在哪两种方式?各有什么特点? 略
2. 什么叫做火焰前沿?火焰前沿有什么特点?预混可燃气中火焰传播的机理是什么?其基本点分别是什么? 略
3. 层流预混火焰传播速度Sl是如何规定的?影响层流预混火焰传播速度的因素主要有哪些?用本生灯测量火焰传播速度的要点是什么? 答：Sl规定根据公式和定义解答。 影响因素7个。
4. 为什么灭火剂要具有低的导热系数和高的热容? 书上有。略。
5. 已知丙烷空气预混气的管径为1Ocm，管中心气流速度u0=484cm/s.测得沿半径方向上离管中心4.5cm处上方火焰面的θi=60゜，求其火焰传播速度Sl. 解：Sl?45.98(cm)
s注意：气流速度484cm/s对应的半径是题目中已经给出的4.5cm，不是根据r=0.9R计算得出的！书中r=0.9R是真实平均火焰传播速度的位置，本题恰好一致而已。 6. 已知氢气与空气混合气体体积V1=9升，混气为当量比，初温t1=0OC，初压P1=0.1MPa，一千摩尔氢气燃烧热为283918.1kJ/kmol，水的汽化热为43931.8kJ/kmol，氢气火焰传播速度Sl=335.3cm/s，取热容比K=1.4，当混气进行绝热等容爆炸时，求以下各类参数：（1）爆炸温度t2，（2）爆炸压力P2，（3）升压时间，（4）平均升压速度，（5）爆炸威力指数，（6）爆炸总能量，（7）当t=5ms时的瞬时压力。
7. 简述可燃气体爆炸参数的测量方法。 答：（1）静态可燃气爆炸试验
在爆炸室中预制一定浓度的可燃气与空气的混合物，压力为大气压，确保气体混合均匀
?P?dP??dP?且处于静态，打开压力记录仪，启动点火源。测得和?近似。 ?，??可用
?tdtdt??m??m（2）动态可燃爆炸试验
在爆炸室中预制一定浓度的可燃气空气的混合物，用空气加压5升容器至2MPa，打开压力记录仪，在某一点燃延迟条件下，点燃扰动可燃气
8. 什么叫做爆炸下限?什么叫做爆炸上限?并简述爆炸极限的测定原理。 略。
测定原理P182图4-20及文字
9. 爆炸极限主要受哪些因素影响?如果各种可燃气体的活化能变化不大，爆炸下限与燃烧热有什么关系? 四个因素的影响。
如果各种可燃气体的活化能变化不大，爆炸下限与燃烧热的乘积是一个常数。 10. 试证明莱一夏特尔公式 略。书185页
11. 利用1mol可燃气燃烧反应所需氧原子mol数计算乙烷的爆炸上限和下限.
解：N?7
X下?3.38%,X上?10.7%PS：第一种计算方法
12. 已知乙烷爆炸下限为3%，摩尔燃烧热为1426.6kJ，丙烷的摩尔燃烧热为2041.9KJ，求丙烷的爆炸下限. 答：丙烷爆炸下限2.1% PS：第三种计算方法
13. 用燃烧反应所需的氧原子mol数和化学计量浓度两种方法计算丁烷在空气中的爆炸极限，并比较计算结果。
（1） 利用燃烧反应所需的氧原子mol数计算：
解：N?13;X下?1.72%,X上?6.07% （2）利用化学计量浓度计算：
XO%?X下1?3.131??4.76
2?1.72%,X上?8.49%注意：第一种方法涉及的N是1mol可燃气完全燃烧所需要的氧原子数（特别的：可燃气分子式本身含有的氧原子也是N的来源）；第二种方法涉及的N是1mol可燃气完全燃烧对应需要的氧气的mol数。想一想上课对Xo的推导，加深理解。但是我们发现，两种方法在计算爆炸下限时有一定的误差。
14. 已知某天然气组成为甲烷-80%，X下＝5%；乙烷-15%，X下＝3%；丙烷-4%，X下＝2.1%；丁烷-1%，X下＝1.5％。试求该天然气的爆炸下限为多少? 解：莱-夏特尔公式 该天然气爆炸下限=4.24%
15. 在某一环境的空气中，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的含量分别为0.8%、1.2%、1.0%、0.5%，试判断该空气是否具有爆炸危险性。 解：V混?3.5%
利用莱-夏特尔公式X下?2.57%，X上?11%
2.57?3.5?11，所以该可燃混气具有爆炸危险性。
注意：本题主要考查，是否掌握了莱-夏特尔公式中的P值的含义！P是某一种混合气体占总可燃气体积的百分含量。可燃气分别是甲乙丙丁烷，所以总可燃气体积应该甲乙．．．．．．丙丁烷体积的加和！！！！
PS：甲乙丙丁烷对应爆炸极限可在P420页爆炸极限表中查到。 16. 乙烷–氧气–氮气体系的爆炸极限范围如图所示。 (1)在图中画出代表乙烷在常规空气中的所有的点。
(2)根据计算的结果,在图中画出代表乙烷的浓度为化学计量浓度的所有的点。
C2H8 100 0 90 10 80 20 70 30 C2H8 (%) 60 1 40 N2 (%) 50 50 40 60 30 70 20 2 x上 80 10 爆炸区 90 0 x下 100 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 O2 (%)
（1） 乙烷在常规空气中的所有点为空气组分线的点。为连接三角形顶点和对边氧气浓
度21%的连线。
（2） 氧气和乙烷发生化学反应C2H8???4O2，所以代表化学剂量浓度的所有点的线为2
17. 某种煤气的组成为:一氧化碳10%、氢气45%、甲烷30%、氮气12%、二氧化碳2%、氧气1%，试求该种煤气在空气中的爆炸极限.(提示:二氧化碳/氢气＝0.04肘时，爆炸极限为3-72%;氮气/一氧化碳＝0.83时，爆炸极限为26-73%)
1?20% 5