《工程燃烧学》PPT课件.ppt

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1、第三章工程燃烧计算《工程燃烧学》3.4燃烧温度计算1燃烧温度燃烧温度＝炉内燃烧后的温度＝未排放的烟气温度，即燃料燃烧时燃烧产物达到的温度与燃料种类、燃料成分、燃烧条件、传热条件等因素有关取决于热量收入和热量支出的平衡关系从能量平衡方程出发，求燃烧温度2能量平衡热量收入燃料发热量Q低，因为炉内温度>100oC，水分处于蒸汽状态空气带入的物理热Q空=Ln.c空.(t空-0)燃料带入的物理热Q燃=c燃.(t燃-0)热量支出燃烧产物物理热Q产=V产.c产.(t产-0)燃烧产物和炉向周围的传热Q传不完全燃烧热损失Q不产物在高

2、温下热分解的吸热Q分能量平衡方程Q低+Q空+Q燃＝Q产+Q传+Q不+Q分3燃烧产物温度实际温度计算式理论燃烧温度假定绝热，Q传＝0；完全燃烧，Q不＝04理论燃烧温度理论燃烧温度表示燃料在某燃烧条件下能达到的最高温度对选择燃料、燃烧条件、控制温度、炉温水平的估计、热交换计算等，具有实际意义5理论发热温度理论发热温度(发热温度)在绝热Q传＝0，完全燃烧Q不＝0的基础上，进一步忽略热分解Q分＝0，规定空气和燃料不预热Q空＝0，Q燃＝0，空气消耗系数n＝1，则与传热条件、炉子结构等因素有关吗？只和燃料性质有关6理论发热温度

3、的计算1、确定Q低值（如何计算？？）:Q的计算，固体或者液体燃料用门捷列夫公式或者实验测定，气体燃料使用各组分发热量之和计算2、确定烟气体积V0，等于各成分体积之和如认为只有三种成分CO2、H2O、N2，则V0＝V0CO2＋V0H2O＋V0N2V0CO2、V0H2O、V0N2由燃料成分计算(如何计算？)说明：此处忽略掉了S7理论发热温度的计算3、确定烟气比热c产，它强烈相关于温度t产(1比热近似法)查表3-3得到各温度下的c产值(2内插值近似)查表3-3得各温度下各气体成分的c值(3求解方程法)认为各气体成分c值与

4、温度成2次级数关系，c＝A1＋A2t＋A3t2，通过查表得到各系数8比热近似法产物整体比热近似值法(表3－3)根据具体的燃料成分计算V0＝(VCO2＋VH2O＋VN2＋…)，并根据表3-3确定c产适用性：燃烧产物的平均比热受温度的影响不显著，特别是空气作助燃剂9比热近似法求解过程比热近似法求温度（比热随温度增大而增大）10内插值近似法假设：c=A1+A2t+A3t2,温度变化小时，c与t为线性关系利用i=c*t=Q低/V0,认为i与t呈线性根据燃料成分求Q低和V0，然后计算i，再根据i值反算温度t11内插值近似法的

5、过程首先假设一个温度t’，通过表3-3查各气体的平均比热，求出燃烧产物的平均比热c’产物的平均比热为各组分比热的加权和c’=(CO2’.cCO2+H2O’.cH2O+N2’.cN2)/100计算该温度下的i’=c’.t’,使得i’i利用i与t的线性关系，根据几何相似性，即可求出t热12方程求解燃料理论发热温度方程求解法c＝A1＋A2t＋A3t2如认为只有三种成分CO2、H2O、N2，则V0c产＝VCO2(A1CO2+A2CO2t+A3CO2t2)＋VH2O(A1

6、H2O+A2H2Ot+A3H2Ot2)＋VN2(A1N2+A2N2t+A3N2t2)V0c产＝a＋bt＋ct2因此ct3＋bt2＋at－Q低＝0解方程即得t热13理论燃烧温度计算理论燃烧温度表达式如下Q低、Q空、Q燃都容易计算需要计算Vn.c产更关键的是计算Q分14高温热分解温度越高，分解越强；压力越高，分解较弱工业炉中，只考虑温度，且只有大于1800度才考虑热分解并且只考虑CO2和H2O的热分解反应，则分解热Q分15计算Q分（1）忽略。在温度<1800oC的情况下，热分解很少发生，或热分解对温度的影响很小时，可忽

7、略Q分＝0（2）按CO2分解度fCO2和H2O的分解度fH2O计算Q分=12600VCO+10800VH2=12600fCO2.(VCO2)未+10800fH2O.(VH2O)未fCO2、fH2O与温度有关，可查表(VCO2)未、(VH2O)未是没有分解时完全燃烧后的产物成分体积，可依据燃料成分直接计算16计算Vn.c产忽略热分解引起Vn.c产的变化将燃烧产物分为理论燃烧产物和剩余空气两部分Vn.c产＝V0.c产+(Ln-L0).c空＝V0.c产+(n-1)L0.c空V0、L0根据燃料的成分计算注意：右边c产是理论

8、燃烧产物的比热17影响理论燃烧温度的因素燃料种类和发热量主要取决于单位体积燃烧产物的热含量考虑Q低/V0，比考虑Q低的影响更符合规律空气消耗系数n在n>=1的情况下，n值越大，理论燃烧温度越低。因此在保证完全燃烧的情况下，尽量减小n18影响理论燃烧温度的因素空气和燃料的预热温度预热空气可显著提高理论燃烧温度。如对高炉煤气、发生炉煤气，预热空气升高200oC可