《液体燃料燃烧》ppt课件

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1、第五章　液体燃料燃烧第一节　液体燃料的特性第二节　液体燃料的雾化第三节　液滴的蒸发第四节　液滴燃烧第一节　液体燃料的特性一、油类燃料特性二、其他液体燃料一、油类燃料特性1.石油的元素组成2.石油中的碳氢化合物和胶状沥青物质3.石油的炼制4.燃油的主要特性1.石油的元素组成组成石油的元素主要是碳、氢、氧、氮、硫五种，其中主要的是碳和氢两种元素，碳的含量(质量分数，下同)占84％～87％，氢的含量占11％～14％。除了上述五种主要元素外，在石油中还发现有极微量的金属元素和其他非金属元素。金属元素有钒、镍、铁、铝、钙、钠、镁、钴、铜等，非金属元素中主要有氯、硅、磷、硒、砷等。2.石油中的碳氢化合

2、物和胶状沥青物质(1)碳氢化合物　组成石油的化合物主要是碳氢化合物，在化学上称为烃。(2)胶状沥青物质　石油中除了烃类物质以外，还有非烃化合物，其中含量最大的一类就是胶状沥青物质，高的可达40％～50％，一般为百分之几。3.石油的炼制图5-1　直馏流程图3.石油的炼制表5-1　石油的馏分组成3.石油的炼制图5-2　减压蒸馏流程图4.燃油的主要特性(1)凝固点　液体燃料存在的状态可以为固态、液态和气态，因而有相应的凝固点和沸点，燃油由各种烃类的复杂混合物组成。(2)沸点　基于同样的原因，燃料油也没有一个恒定的沸点，而只有一个温度范围，它的沸腾从某一温度开始，随着温度升高而连续变化。(3)相对

3、密度　温度为t(℃)时油的密度和4℃时纯水的密度之比称为该油的相对密度，过去曾称比重，用符号4表示。4.燃油的主要特性(4)发热量　由于油的碳氢含量远较煤多，因此油的发热量也远较煤高，通常低位发热量Qnet,ar为38.5～44MJ／kg。(5)比热容(6)粘度　当两个面积分别为1cm2、相距1cm的两层油面，以1cm／s的相对速度运动时，液面间产生的内摩擦力称为动力粘度μ，当内摩擦力等于1×105N时，动力粘度为。(7)热导率　油的热导率随温度升高而降低。4.燃油的主要特性(8)表面张力　各类燃料油的表面张力相差不大，并随温度的提高而降低，其典型数据见表5-2。(9)闪点　设容器内装有温

4、度为t的液体燃料，在这温度下，燃料以低的蒸发速度蒸发并与空气混合，当与明火接触时，就发生短暂的闪光(一闪即灭)，这时的油温称为闪点。(10)燃点　当燃料气体一旦被点火火焰点着，火焰就能连续不断维持下去的温度称为液体燃料的着火点或燃点(通常连续燃烧的时间不小于5s)。二、其他液体燃料1.水煤浆2.其他合成液体燃料1.水煤浆表5-4　水煤浆的种类2.其他合成液体燃料第二节　液体燃料的雾化一、雾化过程及机理二、喷嘴三、液体燃料雾化性能一、雾化过程及机理图5-3　液滴的分裂过程一、雾化过程及机理图5-4　静止气氛中，雾化破碎状况和非预混圆管射流液体破碎长度二、喷嘴1.压力式雾化喷嘴2.旋转式雾化

5、喷嘴3.气动式雾化喷嘴二、喷嘴图5-5　雾化方法示意图a)压力式　b)旋转式　c)气动式1.压力式雾化喷嘴表5-5　压力式雾化喷嘴使用压力范围2.旋转式雾化喷嘴图5-6　中间回油式机械喷嘴1—二次风嘴　2—一次风嘴　3—转杯　4—风机5—转轴　6—进油管　7—进油体　8—电动机3.气动式雾化喷嘴图5-7　低压空气雾化喷嘴a)直流式　b)旋流式3.气动式雾化喷嘴图5-8　高压气动式雾化喷嘴a)直流式　b)旋流式三、液体燃料雾化性能1.雾化角2.雾化液滴细度3.雾化均匀度4.喷雾射程5.流量密度分布1.雾化角图5-9　雾化角示意图2.雾化液滴细度(1)索太尔平均直径(SMD)(2)质量中间直径

6、(MMD)3.雾化均匀度雾化均匀度较差，则大液滴数目较多，这对燃烧是不利的。但是，过分均匀也是不相宜的，因为这会使大部分液滴直径集中在某一区域，使燃烧稳定性和可调节性变差。最有利的雾化分布应根据燃烧设备类型、构造和气流情况等具体条件而定。4.喷雾射程喷雾射程指水平方向喷射时，喷雾液滴丧失动能时所能到达的平面与喷口之间的距离。雾化角大和雾化很细的喷雾炬，射程比较短；密集的喷雾炬，由于吸入的空气量较少，射程比较远。一般射程长的喷雾炬所形成的火焰长度也长。5.流量密度分布图5-11　燃料分布特性a)、b)离心式机械雾化喷嘴>　c)直流式机械雾化喷嘴第三节　液滴的蒸发一、液滴蒸发时的斯蒂芬流二

7、、相对静止环境中液滴的蒸发三、强迫气流中液滴的蒸发四、液滴群的蒸发一、液滴蒸发时的斯蒂芬流图5-12　液体周围成分分布—空气中空气质量分数—空气中燃料蒸气的质量分数—液滴表面的燃料蒸气质量分数—液滴表面的空气质量分数二、相对静止环境中液滴的蒸发图5-13　高温下液滴蒸发的能量平衡图二、相对静止环境中液滴的蒸发二、相对静止环境中液滴的蒸发表5-6　不同燃料的B值二、相对静止环境中液滴的蒸发图5-14　气流流速对液滴