燃料及燃烧-第四章至第六章.ppt

第二篇燃烧反应计算,第二篇学习重点1.燃烧反应计算的基本原理和方法2.完全燃烧时的空气需要量、烟气量及其组成、密度3.理论燃烧温度/燃料理论发热温度的定义及其计算4.不完全燃烧计算中4个参量（RO2max、、q化、K）的意义及其计算5.在干空气、n1时，被称为空气过剩系数,空气中的水分含量g通常表示为1m3干气体中水分含量（g/m3）,第二节燃烧产物的生成量、成分和密度完全燃烧的计算,燃烧产物的生成量及成分是根据燃烧反应的物质平衡进行计算的。完全燃烧时，单位质量或体积燃抖燃烧后生成的燃烧产物包括CO2，SO2，H2O，N2，O2，其中O2是当n＞1时才会有的。燃烧产物的生成量，当n≠1时称“实际燃烧产物生成量”Vn，当n＝1时称“理论燃烧产物生成量”Vo。Vn与Vo的差别在于n＝1时比n＞1时燃烧产物生产量少一部分过剩空气量，,对固体或液体燃料,对于气体燃料,燃烧产物的密度有两种计算方法；一是用参加反应的物质燃料与氧化剂的总质量除以燃烧产物的体积；二是以燃烧产物的质量除以燃烧产物的体积。这是因为反应前后的物质质量应当是相等的。,第三节不完全燃烧的燃烧产物,造成不完全燃烧原因空气供给不足；燃料与空气混合不均匀；燃料油雾化不良完全燃烧产物CO2、SO2、H2O、N2、O2不完全燃烧还可能有可燃物CO、H2、CH4（忽略H2S、CmHn）解决方法计算（对于部分问题）；实验（无法计算的）,另一种情况则是有意地组织不完全燃烧，以得到炉内的还原性气氛。例如，金属的敞焰无氧化加热、热处理用的某些保护气氛的产生等。都是靠采用不完全燃烧技术来实现的。这时就要求严格控制不完全燃烧的燃烧产物的成分。此外，在高温下CO2和H2O等气体分解也会产生CO、H2等可燃气体，但在中温或低温炉内其量很小而可忽略不计。由于造成不完全燃烧的原因是各种各样的，所以不完全燃烧的计算要在不同的具体情况下提出问题，然后求解。然而，不是每一种具体情况下提出问题部可以按静力学计算方法分析求解的。有的要靠实验测定。,一、不完全燃烧时燃烧产物生成量的变化,假设是干空气（不计空气中的水分）；忽略S（1）n1，空气有过剩（混合不均匀）（2）n1（空气供应不足，燃料过剩），均匀混合，产物中无氧气根据元素平衡可以计算出烟气中各组分及其浓度（3）n1时上反应式可知，当燃烧产物中有CO和O2时（并剩余相应量的N2），和完全燃烧时相比，产物生产量的体积是增加了0.5m3。,由此可见，在有过剩空气存在的情况下，如果由于混合不充分而发生不完全燃烧的情况。燃烧产物的体积将比完全燃烧时增加。不完全燃烧的程度越严重，燃烧产物的体积增加的就越多。,n1时燃料与空气混合均匀，燃烧产物中可能有CO、H2及CH4等可燃物，但不会有O2。,由此可以看出，当空气供给不足n＜1，而又充分均匀混合燃烧产物中O2’＝0的情况下，将会使产物生成量比完全燃烧时有所减少；不完全燃烧程度越严重，生成量将越减少。,也就是说在不完全燃烧情况下存在1m3的CO，为了和完全燃烧比较为使不完全燃烧中的1m3的CO完全燃烧，应该加入0.5m3的O2和相应的1.88m3的N2，才能生成1m3的CO2和1.88m3的N2。而现在是不完全燃烧无氧情况（左边0.5氧气和1.88氮气不存在），则与完全燃烧生产物体积相比少了1.88m3。,n1混合不均匀混合并不充分而使产物中仍存在O2’，那么这时为使不完全燃饶产物中的可燃物燃烧，便可少加一部分空气。其量为,一般情况下n＜1时，O2’是比较小的，多使这两项为“”，所以将会使燃烧产物生成量有所减少。,二、不完全燃烧产物成分和生成量的计算和完全燃烧计算原理一样，不完全燃烧计算也是按反应前后的物质平衡计算的。因此，只能对由于氧化剂供应不足（n1或n1都适用。,（6－1）,烟气成分验证方程式,（6－2）,第二节空气消耗系数n的检测计算,根据燃料特性和烟气成分，用氧平衡/氮平衡原理可以计算空气消耗系数n在设计炉子时，n值是根据经验选取的，对于要求燃料完全燃烧的炉子，n值可参考表6－2；对于不完全燃烧的炉子，n值根据工艺要求而定。对于正在生产的炉子，炉内实际的n值由于炉子的吸气和漏气的影响，一般不用（4－9a）计算，而是按烟气实际成分计算。,（4－9a）,以下是比较成熟的两种计算方法。,一、用氧平衡原理计算n,K也是燃料特性参数，仅与燃料成分有关。,二、用氮平衡原理计算,n1/[1–（LnL0）/Ln],第三节不完全燃烧热损失的检测计算,本章小结,一、燃料特性参数,二、不完全燃烧要解决n，q化,由燃料性质（组成）、烟气成分可以算出。,三、不完全燃烧烟气成分验证方程f（燃料性质（组成）、烟气成分）0,例题P64例6第六章习题P260题4（），5及题6,第四、五及第六章复习,第四章习题与思考题,