燃?xì)獾娜紵?jì)算課件

燃?xì)馊紵c應(yīng)用燃?xì)馊紵c應(yīng)用1

緒論

2

本課程的目的：燃燒器的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容燃?xì)獾娜紵?jì)算燃?xì)馊紵磻?yīng)動(dòng)力學(xué)燃?xì)馊紵臍饬骰旌线^程燃?xì)馊紵幕鹧鎮(zhèn)鞑ト細(xì)馊紵椒ㄈ紵鞯脑O(shè)計(jì)計(jì)算燃?xì)獾幕Q性

本課程的目的：燃燒器的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容燃?xì)獾娜紵?jì)算3

第一章燃?xì)獾娜紵?jì)算

4

緒論燃?xì)猓焊鞣N氣體燃料的總稱天然氣：純天然氣、石油伴生氣人造燃?xì)庖夯蜌饷褐茪猓簾捊姑簹?、水煤氣等油制氣：熱裂解～、催化裂解～按制備方法分類緒論燃?xì)猓焊鞣N氣體燃料的總稱天然氣5按組分分類可燃?xì)怏w：CmHn、H2、CO、H2S不可燃?xì)怏w：N2、CO2、O2、H2O（g）燃?xì)鉄嶂档拇_定燃燒所需的空氣量燃燒產(chǎn)生的煙氣量燃燒溫度的確定煙氣焓的計(jì)算燃?xì)馊紵?jì)算的內(nèi)容按組分分類可燃?xì)怏w：CmHn、H2、CO、H2S燃?xì)鉄嶂?第一節(jié)燃?xì)獾臒嶂狄?、燃燒的條件燃燒：燃?xì)庵械目扇汲煞衷谝欢l件下與氧發(fā)生激烈的氧化反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的熱和光的物理化學(xué)過程。燃燒必須具備的條件1、燃?xì)夂脱鯕獍匆欢ū壤史肿訝顟B(tài)混合2、進(jìn)行反應(yīng)所需的能量3、具有完成反應(yīng)所需的時(shí)間第一節(jié)燃?xì)獾臒嶂狄弧⑷紵臈l件燃燒必須具備的條件1、燃?xì)?二、燃燒反應(yīng)化學(xué)計(jì)量式

CH4+2O2=CO2+2H2O+ΔH表示物質(zhì)量之間的關(guān)系。由于各種氣體的摩爾體積近似相等，故也可表示氣體容積之間的關(guān)系。ΔH稱為反應(yīng)焓、燃燒焓或燃?xì)鉄嶂担捎扇紵囼?yàn)確定或者由反應(yīng)前后物系的焓差確定。

二、燃燒反應(yīng)化學(xué)計(jì)量式8各種燃?xì)獾幕瘜W(xué)反應(yīng)計(jì)量式：各種燃?xì)獾幕瘜W(xué)反應(yīng)計(jì)量式：91、高熱值、低熱值高熱值Hh：1Nm3或1kmol燃?xì)馔耆紵蟊焕鋮s至原始溫度且水蒸氣以凝結(jié)水狀態(tài)排出時(shí)所放出的熱量。單位：kJ/Nm3或kJ/kmol低熱值Hl：～，水蒸氣以蒸汽狀態(tài)排出。所以高熱值Hh－低熱值Hl＝水蒸氣的汽化潛熱r

三、燃?xì)鉄嶂档拇_定1、高熱值、低熱值三、燃?xì)鉄嶂档拇_定10r=1959kJ/Nm3

水蒸氣v=21.629m3/kmol水蒸氣M=18.0154kg/kmol∴

r=2352kJ/kg思考：熱值的兩個(gè)單位kJ/Nm3和kJ/kmol之間如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換？r=1959kJ/Nm3112、干燃?xì)猓ɑ旌蠚怏w）的熱值

H=∑Hiri

Hi：燃?xì)庵心骋豢扇冀M分的熱值，kJ/Nm3；

ri：燃?xì)庵心骋豢扇冀M分的容積百分比。3、燃?xì)獾慕M分表示方法一：用某一組分所占燃?xì)獾娜莘e百分比表示?！苧iw=12、干燃?xì)猓ɑ旌蠚怏w）的熱值12方法二：某一組分占干燃?xì)獾娜莘e百分比，外加含濕量。含濕量dg單位：kg/Nm3干燃?xì)饫耗骋蝗細(xì)獾慕M分CH4W75%，若該燃?xì)獾暮瑵窳?2.5g/Nm3，求CH4在干燃?xì)庵械娜莘e成分。

方法二：某一組分占干燃?xì)獾娜莘e百分比，外加含濕量。13

3、燃?xì)鉄嶂抵g的關(guān)系①②

①

②

③

④

3、燃?xì)鉄嶂抵g的關(guān)系①②③④14③④思考：

①

②

③

④

③①②③④15第二節(jié)燃燒所需的空氣量一、空氣的組成干空氣的容積成分：O221%、N279％二、理論空氣需要量理論空氣需要量V0：含有1Nm3干燃?xì)獾臐袢細(xì)馔耆紵璧母煽諝饬?。單位：Nm3干空氣/Nm3干燃?xì)獾诙?jié)燃燒所需的空氣量一、空氣的組成161、理論公式V0的計(jì)算：求出每Nm3干燃?xì)馔耆紵枰难鯕饬?，進(jìn)而可求出對(duì)應(yīng)的干空氣量。2、近似公式燃?xì)獾臒嶂翟礁?，所需的理論空氣量越大?、理論公式17當(dāng)燃?xì)獾腍l<10500kJ/Nm3時(shí)，當(dāng)人造燃?xì)獾腍l>10500kJ/Nm3時(shí)，烷烴類燃?xì)猓ㄌ烊粴?、液化石油氣）采用?dāng)燃?xì)獾腍l<10500kJ/Nm3時(shí)，18三、實(shí)際空氣需要量

實(shí)際空氣需要量V>理論空氣需要量V0

過?？諝庀禂?shù)：工業(yè)設(shè)備中，＝1.05～1.20；民用燃具中＝1.3～1.8。

在保證完全燃燒的情況下，使

→1.0。

三、實(shí)際空氣需要量19第三節(jié)完全燃燒產(chǎn)物的計(jì)算一、煙氣量煙氣:燃?xì)馊紵蟮漠a(chǎn)物。煙氣量：含有1Nm3干燃?xì)獾臐袢細(xì)馔耆紵螽a(chǎn)生的煙氣量。單位：Nm3/Nm3干燃?xì)?/p>

=1理論煙氣量RO2(包括CO2、SO2)、N2、H2O

>1實(shí)際煙氣量RO2、N2、H2O、O2

思考：完全燃燒時(shí)，煙氣中的RO2的體積與供給的空氣量有關(guān)嗎？第三節(jié)完全燃燒產(chǎn)物的計(jì)算一、煙氣量20二、煙氣量計(jì)算的理論公式

1、=1時(shí)的理論煙氣量

式中da，空氣含濕量，kg/Nm3干空氣

二、煙氣量計(jì)算的理論公式212、α>1時(shí)的實(shí)際煙氣量2、α>1時(shí)的實(shí)際煙氣量22三、煙氣量計(jì)算的近似公式１、理論煙氣量

煉焦煤氣，三、煙氣量計(jì)算的近似公式煉焦煤氣，232、實(shí)際煙氣量（>1）四、煙氣的密度標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣密度：2、實(shí)際煙氣量（>1）24第四節(jié)運(yùn)行時(shí)煙氣中的CO含量

雖然>1，但仍有可能發(fā)生不完全燃燒。工程上常將CO含量視為煙氣中的不完全燃燒產(chǎn)物量。燃?xì)庵懈扇細(xì)獾娜莘e成分：H2+CO+ΣCmHn+H2S+O2+CO2+N2=100

燃燒后得到的干煙氣的容積成

煙氣中的和可以通過煙氣分析測(cè)得。要求出，必須先求出。第四節(jié)運(yùn)行時(shí)煙氣中的CO含量雖然25式中：0.5CO'，由于CO未燃盡而少耗的氧量。式中：0.5CO'，由于CO未燃盡而少耗的氧量。26式中：式中：27三、完全燃燒基本方程式三、完全燃燒基本方程式28第五節(jié)完全燃燒時(shí)

的確定

一、ΔV的確定二、V的確定

第五節(jié)完全燃燒時(shí)的確定29三、α的確定

三、α的確定30第六節(jié)燃?xì)馊紵郎囟鹊拇_定一、熱量計(jì)溫度tc

如果燃燒在絕熱條件下進(jìn)行，燃?xì)馔耆紵鬅煔馑苓_(dá)到的溫度，稱為熱量計(jì)溫度tc。含有1Nm3干燃?xì)獾臐袢細(xì)馔耆紵昂蟮臒崞胶夥匠淌剑菏街校篒，以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為基準(zhǔn)的焓，kJ/Nm3干燃?xì)?。c，平均定壓容積比熱，kJ/Nm3·K第六節(jié)燃?xì)馊紵郎囟鹊拇_定一、熱量計(jì)溫度t31二、燃燒熱量溫度tther絕熱條件，tg=ta=0，且=1時(shí)的煙氣溫度，稱為燃燒熱量溫度tther。二、燃燒熱量溫度tther32三、理論燃燒溫度tth式中：Qc，由于化學(xué)不完全燃燒（包括CO2和H2O的分解吸熱）而損失的熱量，kJ/Nm3干燃?xì)饫碚撊紵郎囟鹊挠绊懸蛩兀?、Hl、If2、α3、Ig、Ia

三、理論燃燒溫度tth1、Hl、If33四、實(shí)際燃燒溫度tact式中：Q5，向周圍介質(zhì)的散熱量，kJ/Nm3干燃?xì)饨?jīng)驗(yàn)公式：

tact=μtth

四、實(shí)際燃燒溫度tact式中：Q5，向周圍介質(zhì)的散熱量，kJ34第七節(jié)煙氣焓的計(jì)算式中：I，以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為基準(zhǔn)的焓，kJ/Nm3干燃?xì)猓?/p>

V，完全燃燒１Nm3干燃?xì)馑a(chǎn)生的煙氣或煙氣中某一組份的體積，Nm3/Nm3干燃?xì)獾谄吖?jié)煙氣焓的計(jì)算式中：I，以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為基準(zhǔn)的焓，k35第八節(jié)例題

已知煉焦煤氣的容積成分如下：H256%，CO6%，CH422%，C2H62%，CO23%，N210%，O21%。煤氣的含濕量dg=0.0125kg/Nm3干燃?xì)?，空氣的含濕量da=0.01kg/Nm3干空氣，煤氣與空氣的溫度tg=ta=20℃。試求：（一）高熱值及低熱值（二）燃燒所需的理論空氣量（三）完全燃燒時(shí)的煙氣量(當(dāng)α=1和α=1.2時(shí))（四）燃料特性系數(shù)

第八節(jié)例題已知煉焦煤氣的容積成分如下：H256%，C36解:(一)高熱值及低熱值解:(一)高熱值及低熱值37燃?xì)獾娜紵?jì)算課件38（二）燃燒所需的理論空氣量（三）完全燃燒時(shí)的煙氣量(當(dāng)α=1和α=1.2時(shí))a)理論煙氣量(=1)

（二）燃燒所需的理論空氣量39b)實(shí)際煙氣量(α=1.2)燃?xì)獾娜紵?jì)算課件40（四）燃料特性系數(shù)（四）燃料特性系數(shù)41燃?xì)馊紵c應(yīng)用燃?xì)馊紵c應(yīng)用42

緒論

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本課程的目的：燃燒器的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容燃?xì)獾娜紵?jì)算燃?xì)馊紵磻?yīng)動(dòng)力學(xué)燃?xì)馊紵臍饬骰旌线^程燃?xì)馊紵幕鹧鎮(zhèn)鞑ト細(xì)馊紵椒ㄈ紵鞯脑O(shè)計(jì)計(jì)算燃?xì)獾幕Q性

本課程的目的：燃燒器的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容燃?xì)獾娜紵?jì)算44

第一章燃?xì)獾娜紵?jì)算

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緒論燃?xì)猓焊鞣N氣體燃料的總稱天然氣：純天然氣、石油伴生氣人造燃?xì)庖夯蜌饷褐茪猓簾捊姑簹?、水煤氣等油制氣：熱裂解～、催化裂解～按制備方法分類緒論燃?xì)猓焊鞣N氣體燃料的總稱天然氣46按組分分類可燃?xì)怏w：CmHn、H2、CO、H2S不可燃?xì)怏w：N2、CO2、O2、H2O（g）燃?xì)鉄嶂档拇_定燃燒所需的空氣量燃燒產(chǎn)生的煙氣量燃燒溫度的確定煙氣焓的計(jì)算燃?xì)馊紵?jì)算的內(nèi)容按組分分類可燃?xì)怏w：CmHn、H2、CO、H2S燃?xì)鉄嶂?7第一節(jié)燃?xì)獾臒嶂狄弧⑷紵臈l件燃燒：燃?xì)庵械目扇汲煞衷谝欢l件下與氧發(fā)生激烈的氧化反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的熱和光的物理化學(xué)過程。燃燒必須具備的條件1、燃?xì)夂脱鯕獍匆欢ū壤史肿訝顟B(tài)混合2、進(jìn)行反應(yīng)所需的能量3、具有完成反應(yīng)所需的時(shí)間第一節(jié)燃?xì)獾臒嶂狄?、燃燒的條件燃燒必須具備的條件1、燃?xì)?8二、燃燒反應(yīng)化學(xué)計(jì)量式

CH4+2O2=CO2+2H2O+ΔH表示物質(zhì)量之間的關(guān)系。由于各種氣體的摩爾體積近似相等，故也可表示氣體容積之間的關(guān)系。ΔH稱為反應(yīng)焓、燃燒焓或燃?xì)鉄嶂?，可由燃燒試?yàn)確定或者由反應(yīng)前后物系的焓差確定。

二、燃燒反應(yīng)化學(xué)計(jì)量式49各種燃?xì)獾幕瘜W(xué)反應(yīng)計(jì)量式：各種燃?xì)獾幕瘜W(xué)反應(yīng)計(jì)量式：501、高熱值、低熱值高熱值Hh：1Nm3或1kmol燃?xì)馔耆紵蟊焕鋮s至原始溫度且水蒸氣以凝結(jié)水狀態(tài)排出時(shí)所放出的熱量。單位：kJ/Nm3或kJ/kmol低熱值Hl：～，水蒸氣以蒸汽狀態(tài)排出。所以高熱值Hh－低熱值Hl＝水蒸氣的汽化潛熱r

三、燃?xì)鉄嶂档拇_定1、高熱值、低熱值三、燃?xì)鉄嶂档拇_定51r=1959kJ/Nm3

水蒸氣v=21.629m3/kmol水蒸氣M=18.0154kg/kmol∴

r=2352kJ/kg思考：熱值的兩個(gè)單位kJ/Nm3和kJ/kmol之間如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換？r=1959kJ/Nm3522、干燃?xì)猓ɑ旌蠚怏w）的熱值

H=∑Hiri

Hi：燃?xì)庵心骋豢扇冀M分的熱值，kJ/Nm3；

ri：燃?xì)庵心骋豢扇冀M分的容積百分比。3、燃?xì)獾慕M分表示方法一：用某一組分所占燃?xì)獾娜莘e百分比表示?！苧iw=12、干燃?xì)猓ɑ旌蠚怏w）的熱值53方法二：某一組分占干燃?xì)獾娜莘e百分比，外加含濕量。含濕量dg單位：kg/Nm3干燃?xì)饫耗骋蝗細(xì)獾慕M分CH4W75%，若該燃?xì)獾暮瑵窳?2.5g/Nm3，求CH4在干燃?xì)庵械娜莘e成分。

方法二：某一組分占干燃?xì)獾娜莘e百分比，外加含濕量。54

3、燃?xì)鉄嶂抵g的關(guān)系①②

①

②

③

④

3、燃?xì)鉄嶂抵g的關(guān)系①②③④55③④思考：

①

②

③

④

③①②③④56第二節(jié)燃燒所需的空氣量一、空氣的組成干空氣的容積成分：O221%、N279％二、理論空氣需要量理論空氣需要量V0：含有1Nm3干燃?xì)獾臐袢細(xì)馔耆紵璧母煽諝饬俊挝唬篘m3干空氣/Nm3干燃?xì)獾诙?jié)燃燒所需的空氣量一、空氣的組成571、理論公式V0的計(jì)算：求出每Nm3干燃?xì)馔耆紵枰难鯕饬浚M(jìn)而可求出對(duì)應(yīng)的干空氣量。2、近似公式燃?xì)獾臒嶂翟礁?，所需的理論空氣量越大?、理論公式58當(dāng)燃?xì)獾腍l<10500kJ/Nm3時(shí)，當(dāng)人造燃?xì)獾腍l>10500kJ/Nm3時(shí)，烷烴類燃?xì)猓ㄌ烊粴?、液化石油氣）采用?dāng)燃?xì)獾腍l<10500kJ/Nm3時(shí)，59三、實(shí)際空氣需要量

實(shí)際空氣需要量V>理論空氣需要量V0

過?？諝庀禂?shù)：工業(yè)設(shè)備中，＝1.05～1.20；民用燃具中＝1.3～1.8。

在保證完全燃燒的情況下，使

→1.0。

三、實(shí)際空氣需要量60第三節(jié)完全燃燒產(chǎn)物的計(jì)算一、煙氣量煙氣:燃?xì)馊紵蟮漠a(chǎn)物。煙氣量：含有1Nm3干燃?xì)獾臐袢細(xì)馔耆紵螽a(chǎn)生的煙氣量。單位：Nm3/Nm3干燃?xì)?/p>

=1理論煙氣量RO2(包括CO2、SO2)、N2、H2O

>1實(shí)際煙氣量RO2、N2、H2O、O2

思考：完全燃燒時(shí)，煙氣中的RO2的體積與供給的空氣量有關(guān)嗎？第三節(jié)完全燃燒產(chǎn)物的計(jì)算一、煙氣量61二、煙氣量計(jì)算的理論公式

1、=1時(shí)的理論煙氣量

式中da，空氣含濕量，kg/Nm3干空氣

二、煙氣量計(jì)算的理論公式622、α>1時(shí)的實(shí)際煙氣量2、α>1時(shí)的實(shí)際煙氣量63三、煙氣量計(jì)算的近似公式１、理論煙氣量

煉焦煤氣，三、煙氣量計(jì)算的近似公式煉焦煤氣，642、實(shí)際煙氣量（>1）四、煙氣的密度標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣密度：2、實(shí)際煙氣量（>1）65第四節(jié)運(yùn)行時(shí)煙氣中的CO含量

雖然>1，但仍有可能發(fā)生不完全燃燒。工程上常將CO含量視為煙氣中的不完全燃燒產(chǎn)物量。燃?xì)庵懈扇細(xì)獾娜莘e成分：H2+CO+ΣCmHn+H2S+O2+CO2+N2=100

燃燒后得到的干煙氣的容積成

煙氣中的和可以通過煙氣分析測(cè)得。要求出，必須先求出。第四節(jié)運(yùn)行時(shí)煙氣中的CO含量雖然66式中：0.5CO'，由于CO未燃盡而少耗的氧量。式中：0.5CO'，由于CO未燃盡而少耗的氧量。67式中：式中：68三、完全燃燒基本方程式三、完全燃燒基本方程式69第五節(jié)完全燃燒時(shí)

的確定

一、ΔV的確定二、V的確定

第五節(jié)完全燃燒時(shí)的確定70三、α的確定

三、α的確定71第六節(jié)燃?xì)馊紵郎囟鹊拇_定一、熱量計(jì)溫度tc

如果燃燒在絕熱條件下進(jìn)行，燃?xì)馔耆紵鬅煔馑苓_(dá)到的溫度，稱為熱量計(jì)溫度tc。含有1Nm3干燃?xì)獾臐袢細(xì)馔耆紵昂蟮臒崞胶夥匠淌剑菏街校篒，以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為基準(zhǔn)的焓，kJ/Nm3干燃?xì)?。c，平均定壓容積比熱，kJ/Nm3·K第六節(jié)燃?xì)馊紵郎囟鹊拇_定一、熱量計(jì)溫度t72二、燃燒熱量溫度tther絕熱條件，tg=ta=0，且=1時(shí)的煙氣溫度，稱為燃燒熱量溫度tther。二、燃燒熱量溫度t