南京工业大学工程燃烧学.docx

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1、第一章绪论第一节能源的分类转化和利用的层次，一次能源（可再生能源、非可再生能源）、二次能源和终端能源。在当代人类社会经济生活中的地位，常规能源和新能源。使用中对环境的影响，清洁能源和非清洁能源。性质和利用方式，燃料能源（矿物、生物质、化工、核）和非燃料能源燃烧，有强烈发光和放热的氧化反应。燃烧现象是流动、传热、传质和化学反应同时发生又相互作用的复杂物理化学现象。伴随着化学反应、传热和传质。第二节燃烧的分类化学反应传播的特性和方式，缓燃（普通燃烧）、强烈热分解、爆震。是否有火焰，有火焰、无火焰（特点：容积释热）。燃料和氧化剂是否预先混合，预混燃烧、非预混（扩散）燃烧、预混-非预

2、混燃烧。按燃料相态，气体燃料燃烧、液体燃料燃烧、固体燃料燃烧（层状/火床燃烧、流化床/沸腾燃烧、火室/悬浮燃烧）。第三节工程燃烧设备的基本性能要求燃烧热强度高（炉膛）、燃烧效率高（燃料）燃烧稳定性好、安全性好使用寿命长、燃烧产物的污染排放低、管理维护方便。第二章燃料概论第一节燃料的概念与分类燃料，用以产生热量或动力的可燃性物质。分类，按状态，固体燃料、液体燃料、气体燃料；按获取方法，天然燃料、人工燃料；按能量释放方式，化学燃料、核燃料。第二节燃料的组成和特性组成和分析，工业分析法（M（水分）+A（灰分）+V（挥发份）+FC（固定碳）=100）；元素分析法（C+H+O+N+S+

3、A+M=100）；成分分析法）成分基准热值Q，单位质量或单位体积的燃料，在完全燃烧情况下所释放出的热量。（s、l，kJ/kg；g，kJ/m3）高位热值/总发热量，包含产物水的汽化潜热；低位热值，不包含产物水的汽化潜热。成分基准的换算第三节固体燃料（煤）煤的种类（泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤）挥发份，碳化程度浅的煤挥发份产率高，挥发份高，着火点低容易引燃和烧尽。焦炭特性（焦结性），挥发份高焦结性差，随着挥发份减少，焦结性增强，挥发份过少时焦结性又有所降低。其他使用性能，着火性、可磨性、热性质、热稳定性（耐热性）、结渣性。第四节液体燃料（石油）与煤比较优点，热值高、灰分低易燃烧、便于

4、运输和储存、污染物排放低。化学组成，烃类（脂肪烃、环烷烃、芳香烃）、少量S、O、N化物和水分等。烷基（石蜡基）石油、烯基石油、芳香基石油、中间基石油。加工及主要产物，一次加工（常压蒸馏、减压蒸馏）、二次加工（热裂化、催化裂化、加氢裂化、催化重整、延迟焦化）、石油精制第五节气体燃料天然气，主要成分为烃类气体；与煤和燃料油比，污染小。高炉煤气，高炉炼钢获得，主要为CO，有少量H2，不可燃气体多。焦炉煤气，煤干馏获得，炼焦副产品，主要为H2、CH4、CO。汽化炉煤气，空气发生炉煤气，不可燃气体多；水煤气，H2、CO含量高；混合煤气，可燃气体介于两者间。液化石油气，石油开采和炼制过程

5、中的副产物，主要为小分子烃，易液化。生物燃料气体，甲烷和微生物产氢。第三章工程燃烧计算第一节燃烧过程的化学反应假设，以单位燃料量为基准计算，固液1kg计算，气体1m3计算；空气和烟气都作为理想气体；空气只含有O2和N2，N2不参与反应。每kg碳完全燃烧需1.866m3O2，产生1.866m3CO2；每kg碳不完全燃烧需0.933m3O2，产生1.866m3CO；每kg氢完全燃烧需5.56m3O2，产生1.11m3H2O；每kg硫完全燃烧需0.7m3O2，产生0.7m3SO2，每molO2带入3.76molN2。第二节燃烧空气量的计算理论烟气量，1kg/m3燃料完全燃烧时所需的

6、最小烟气量。1kg固体或液体燃料完全燃烧所需的氧气体积量VO2=（1.866Car+5.56Har+0.7Sar-0.7Oar）/100，V0=VO2/0.21，L0=1.293VO2；1m3气体燃料，V0=4.76【0.5H2s+0.5COs+1.5H2Ss+∑（n+m/4）CnHms-O2s】/100。过量空气量，实际生产中超过理论空气量的空气。过量空气系数α（用于烟气量的计算）/β（用于空气量的计算）=实际空气量Vk/V0＞1；空气消耗系数N=Vk/V0＜1；漏风系数△α=△V/V0；考虑漏风时，Vk=（α+∑αi）V0。过量空气系数的选择，α过小，燃料供气不足，燃料的

7、不完全燃烧损失将增加，α过大，排烟热损失增大；α的选取应使得两种损失之和最小化；α是经验系数，与燃料和燃烧设备及燃烧方式有关；固体燃料：1.2～1.4；气体燃料：1.05～1.2。第三节燃烧空气量的计算理论烟气量，1kg/m3燃料在α=1的情况下完全燃烧所生成的烟气量。固体或液体，Vy0=VRO2+VH2O0+VN20,VRO2=0.01866(Car+0.375Sar)、VH2O0=0.111Har+0.0124Mar+0.0161V0、VN20=0.008Nar+0.79V0；气体，Vy0=【CO2