《消防燃燒學》第6章空氣消耗系數(shù)及不完全燃燒熱損失ppt課件

1、 第六章 空氣耗費系數(shù)及 不完全熄滅熱損失的檢測計算1對煙氣的檢測和計算目的：經過對熄滅產物煙氣的成分進展氣體分析，實現(xiàn)對空氣耗費系數(shù)和熄滅完全程度的計算途徑：氣體成分的丈量儀器有：奧氏氣體分析器、氣體色層分析儀、氣相色譜儀、光譜分析儀等方法：然后按燃料性質和煙氣成分反算各項目的關鍵問題：需求掌握空氣耗費系數(shù)和不完全熄滅熱損失的檢測計算原理和方法2第一節(jié) 熄滅產物氣體成分的測定和驗證3氣體分析方程判別丈量煙氣數(shù)據(jù)準確性在運用儀器及相應方法丈量得到煙氣成分數(shù)據(jù)后，需求驗證所得數(shù)據(jù)的準確性滿足氣體分析方程的數(shù)據(jù)就是有效的(誤差范圍內) 是一個燃料特征系數(shù)，決議于燃料成分。對于各種燃料其數(shù)值列于表6

2、1中RO2CO2SO2，即兩種成分之和各成分的上標 表示是熄滅產物煙氣成分4氣體分析方程的導出1、定義VRO2、RO2,max、(存在C、S成分上限)1VRO2是完全熄滅時熄滅產物中RO2CO2SO2的數(shù)量留意：不要求n12RO2,max定義為干實際熄滅產物中的RO2最大實際含量干成分%，留意n1 613由右式定義 625氣體分析方程的導出2、用煙氣成分計算RO2,max，要計算 VRO2和V0,d根據(jù)VRO2的定義，可直接寫出根據(jù)煙氣中成分同樣可以得到V0,d和Vn,d間的關系計算過程根據(jù)可回想第四章3、得氣體分析方程，上兩式子代入定義式(6-1)得到RO2,max，再將RO2,max的表達

3、式代入的定義式(6-2)6V0,d與Vn,d的關系對于完全熄滅：Vn,d=V0,d+(Ln-L0) 此時n=1假設不完全熄滅：如何用產物成分表示Ln-L0過剩空氣量。一部分是n1過剩的，一部分是由于不完全熄滅未參與反響而剩余的，故7V0,d與Vn,d的關系因此，n=1時，在n1時，上式同樣成立把上式和VRO2代入RO2,max的計算式，即可得氣體分析方程8定義RO2,max及的意義對于確定的燃料，其成分中含C、S元素的量是確定的，因此在煙氣中CO2SO2有實際上的最大值，這就是RO2,max根據(jù)物質守恒，煙氣中一切含C、S元素成分之和不能超越RO2,max。假設丈量的數(shù)據(jù)超越了，那就是錯誤的。

4、假設相差太大那么就是丈量誤差大或熄滅情況很不理想定義就是要根據(jù)燃料本身的特征值與熄滅過程無關來判別所丈量煙氣成分能否具有準確性實踐上從式(6-2)看出做為檢測的特征值和RO2,max是一樣的，兩者有確定的簡單關系，用是為了簡便9氣體分析方程的簡化運用1、假設H2及CH4很小，那么可忽略不計，方程簡化為2、利用上式，僅測得CO2和O2的情況下，可計算CO假定沒有SO23、假設完全熄滅，那么沒有可燃成分10第二節(jié) 空氣耗費系數(shù)的計算11空氣耗費系數(shù)的計算1、提出問題：空氣耗費系數(shù)n值是一個很重要的目的，對熄滅過程有很大影響，需求確定2、分析問題：正在任務的爐子，由于存在吸氣和漏風景象，很難測定實踐

5、空氣耗費量Ln，也就難以用下式求n3、處理問題：需求用煙氣成分計算空氣耗費系數(shù)按氧平衡原理計算n值按氮平衡原理計算n值12方法1 氧平衡原理計算n值思緒：1、首先將n值用氧氣量來表示2、用煙氣成分表示，L0,O2為實際需氧量，完全熄滅后全部轉化為RO2和H2O，那么必然可以用下式表示L0,O2 =aVRO2+bVH2O=(aRO2+bH2O).Vn/100完全熄滅情況下(Ln,O2L0,O2)為煙氣中剩余氧量Ln,O2 - L0,O2=O2. Vn/10013方法1氧平衡原理計算n值因此得到n值3、引入K表示實際需氧量與熄滅產物中RO2量的比值K值可根據(jù)燃料成分求得，各燃料K值查表63為什么要

6、引入參數(shù)K14引入K的意義在引入K前，n值用熄滅產物表示時，有H2O成分，H2O成分有多少以氣態(tài)方式存在是很不確定的，取決于溫度在用儀器丈量煙氣成分時，都是檢測干煙氣，普通不丈量H2O成分數(shù)據(jù)丈量了也不準確1引入一個參數(shù)K就是為了防止用產物中的H2O成分數(shù)據(jù)2并且常數(shù)K可根據(jù)燃料成分求得，跟熄滅過程無關。15不完全熄滅n值修正不完全熄滅，那么熄滅產物中還存在CO、H2、CH4等可燃成分1、修正O2 。n值公式中氧量應減去這些可燃氣體完全熄滅時將耗費的氧2、修正RO2 。RO2量應加上這些可燃氣體假設熄滅將生成的RO216方法2 氮平衡原理求n值1、變換n值的表達式，變換后不出現(xiàn)單獨的L0項，由

7、于該值與燃料成分有關而與煙氣成分無關2、根據(jù)氮平衡有3、表達式中的量用煙氣表示根據(jù)氧平衡有17方法2氮平衡原理求n值4、引入燃料決議量替代難丈量再利用VRO2與Vn,d的關系最后得留意：Nfuel、VRO2由燃料成分確定18n值公式討論特定情況的簡化1、含氮量很少的燃料固體、液體燃料、天然氣、焦爐煤氣等，Nfuel可忽略不計 0，那么2、進一步，假設完全熄滅，那么19n值公式討論3.假設進一步知燃料中H2含量很少，比如對于無煙煤、焦炭等，那么N2=79，故：如何證明20第三節(jié) 不完全熄滅熱損失的檢測計算21不完全熄滅熱損失計算(概念上)定義：當不完全熄滅時，由于煙氣中存在可燃成分，因此損失一部

8、分化學熱量，稱為不完全熄滅熱損失(數(shù)值上)q化定義：不完全熄滅熱損失q化，表示單位質量或體積燃料熄滅時，熄滅產物中可燃成分含有的化學熱占燃料發(fā)熱量的百分數(shù)22不完全熄滅熱損失計算(1)用煙氣表達。產物發(fā)熱量Q產等于煙氣中各可燃成分發(fā)熱量之和，假定有CO、H2、CH4，那么Q產126CO+108H2+358CH4(2)消去煙氣量。引入兩個參數(shù)h、P，h稱為煙氣沖淡系數(shù)，h越大，n越大，完全熄滅n1時h1不完全熄滅熱損失改寫為23不完全熄滅熱損失計算(3)用燃料特性參數(shù)和煙氣表達。根據(jù)碳平衡有V0,d.RO2,maxVn,d.(RO2+CO+CH4)那么那么不完全熄滅熱損失為RO2,max和P只取

9、決于燃料成分，數(shù)據(jù)查表6-124思索題2、如何推導出氣體分析方程？3、在用氧平衡原理計算n值時引入K的意義是什么 ？4、在導出氣體分析方程、空氣耗費系數(shù)表達式、不完全熄滅熱損失表達式過程中，指點思想是什么？1、氣體分析方程能起到檢驗丈量數(shù)據(jù)準確性的根據(jù)是什么 ？25課堂練習1知某固體燃料的成分，試推導b的計算公式推導思想：利用RO2,max的定義式及其與b的關系首先計算VRO2再計算VN2V0,d=VRO2+VN2利用RO2,max=21/(1+b)可得b計算公式26課堂練習2知煙煤成分(%)為:Cdaf=85.32，Hdaf=4.56，Odaf=4.07，Ndaf=1.80，Sdaf=4.2

10、5，Ad=7.78，War=3.0%，熄滅產物的成分分析結果為(%)：RO2=14.0，CO=2.0，H2=1.0，O2=4.0，N2=79.0，試計算：1該燃料的RO2,max，b，K，P2驗算產物氣體分析的誤差3求空氣耗費系數(shù)n和不完全熄滅熱損失q化4)試用比熱近似法和內插值近似法求實際發(fā)熱溫度27計算方法首先，將成分換算為運用成分然后計算實際氧氣需求量L0,O2和實際空氣需求量L0，VRO2，VN2，V0,d，Q低，那么可完成(1)的計算利用氣體分析方程來驗算誤差分析空氣耗費系數(shù)不完全熄滅熱損失28計算方法實際發(fā)熱溫度的求解：1比熱近似法：假設發(fā)熱溫度2100度，那么根據(jù)表5-2，查得煙

11、煤熄滅產物的比熱為1.67，那么t=Q低/V0c，根據(jù)門捷列夫公式得到Q低=30031 kJ/kg2內插值近似法：根據(jù)Q低/V0=i= 3658 kJ/m3假設溫度2100度，查附表7得到各成分平均比熱，求得產物的平均比熱，即得i=3558 kJ/m3假設溫度2200度，再反復第二步計算得到i=3746 kJ/m3根據(jù)內插值計算法，得到t熱29課堂練習3某高爐煤氣，干成分%為：CO2-10.66; CO-29.96; CH4-0.27; H2-1.65; N2-57.46。煤氣溫度20度。熄滅產物的成分經分析為(%)：RO2=14.0, O2=9.0, CO=1.2,N2=75.8。試用各種計算公式計算n值，并比較之。30計算方法1.氧平衡法計算n值：L0,O2=(0.5CO+0.5H2+2CH4)/100=VRO2=(CO2+CO+CH4)/100=K=留意：首先進展干濕成分的換算31如何進展干濕成分換算？32計算方法2.氮平衡法計算：對于氣體燃料 N燃=N2假設是固體燃料呢？33計算方法計算的前提：判別成分丈量能否準確，即利用氣體分析方程來檢測34課堂練習4某天然氣在純氧中熄滅，煙氣成分(%)為：CO2=25.0,CO=24.0,O2=0.5,H2=49.0,CH4=1.5。試計