吉大燃烧学工程燃烧计算ppt课件.ppt

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1、第3章工程燃烧计算学习目的：掌握燃烧空气量的计算掌握烟气量的计算掌握燃烧温度的计算3.1燃烧过程的化学反应如果燃料中所有的碳都氧化为CO2、所有的氢都氧化为H2O、所有的硫都氧化为SO2，则这种燃烧称为完全燃烧，否则称为不完全燃烧。在工程燃烧计算中，一般按单位数量的燃料来考虑。单位数量的燃料是指每千克或每标准立方米计量的燃料量，即固体和液体燃料用1kg燃料计算，气体燃料用1m3（标况下）燃料计算。工程燃烧计算所关心的是燃烧的宏观结果，不探索反应的内部过程。3.1燃烧过程的化学反应（1）碳在氧气中的燃烧反应计算式完全燃烧时：C+

2、O2→CO2+393546kJ/kmolc(12kg)C+(22.4m3)O2→(22.4m3)CO2(1kg)C+(1.866m3)O2→(1.866m3)CO2(3-1)不完全燃烧时：2C+O2→2CO+2110541kJ/kmolc(24kg)C+(22.4m3)O2→(44.8m3)CO(1kg)C+(0.933m3)O2→(1.866m3)CO(3-2)燃料中可燃成分C、H、S与氧的化学反应与质量平衡是进行工程燃烧计算的基础。3.1燃烧过程的化学反应（2）氢在氧气中的完全燃烧反应2H2+O2→2H2O+22418

3、45kJ/kmolH2(4kg)H2+(22.4m3)O2→(44.8m3)H2O(1kg)H2+(5.56m3)O2→(11.1m3)H2O(3-3)（3）硫在氧气中的完全燃烧反应S+O2→SO2+294750kJ/kmols(32kg)S+(22.4m3)O2→(22.4m3)SO2(1kg)S+(0.7m3)O2→(0.7m3)SO2(3-4)3.1燃烧过程的化学反应（4）碳氢化合物CnHm在氧气中完全燃烧反应CnHm+(n+m/4)O2→nCO2+(m/2)H2O+Q(3-5)（5）若用空气作为氧化剂，则1mol的O2

4、必然附带加入0.79/0.21=3.76(mol)的N2（其它惰性气体忽略不计）。C+O2+3.76N2→CO2+3.76N2(3-6)低温时，N2不参与反应，在高温情况下，一部分N2会分解，生成N原子，继而与O2或O原子反应生成NO和NO2,但在工程计算时这部分影响不予考虑。3.2燃烧空气量的计算3.2.1理论空气量1kg（或1m3）燃料完全燃烧时所需的最小空气量（燃烧产物烟气中氧气为零）称为理论空气需要量，简称理论空气量。理论空气量也就是从燃烧化学反应式出发，计算出的1kg（或1m3）燃料所含可燃元素完全燃烧所需的空气量。

5、用容积V0表示，用质量L0表示。通常先求出1kg燃料完全燃烧所需的O2量，然后再折算成空气量。3.2燃烧空气量的计算则1kg燃料完全燃烧所需的O2的体积量（m3）为：VO2=(1.866Car＋5.56Har＋0.7Sar－0.7Oar)/1001kg燃料燃烧所需的理论空气量体积数和质量数可按下式计算：V0=VO2/0.21=0.0889Car＋0.265Har＋0.0333Sar－0.0333Oar[m3空气/kg燃料]L0=1.293V0=0.115Car＋0.343Har＋0.043Sar－0.043Oar[kg空气/k

6、g燃料]式中，1.293——干空气在标准状态（0℃,101.3kPa）下的密度，kg/m3.如1kg燃料中收到基碳含量为Car/100（kg），氢含量为Har/100（kg），硫含量为Sar/100（kg），Oar/100（kg）3.2燃烧空气量的计算烟气分析中常将碳和硫的燃烧产物CO2和SO2的容积一起测定，记为RO2，可将碳和硫的完全燃烧反应式写成通式R＋O2→RO2，其中Rar＝Car＋0.375Sar，相当于1kg燃料中的当量碳量：V0=0.0889Rar＋0.265Har-0.0333Oar(3-9)L0=0.115

7、Rar＋0.343Har-0.043Oar(3-10)对于气体燃料（设含H2、CO、H2S、CnHm、O2），应按其收到基湿成分为基准进行计算：V0=4.76[0.5H2s+0.5COs+1.5H2Ss+∑(n+m/4)CnHms-O2s]/100(3-11)式中H2s、COs、H2Ss、CnHms、O2s为气体燃料中各组分的湿成分体积百分数，%。式（3-11）中V0是指不含水蒸气的干空气。理论空气量仅取决于燃料成分，当燃料确定后其V0为常数。3.2燃烧空气量的计算3.2.2实际空气量和过量空气系数为了使燃料尽可能的完全燃烧，

8、实际供给的空气量必然要多于理论空气量，而超过理论空气量的那部分称为过量空气量。实际空气量Vk与理论空气量V0之比称为过量空气系数：Vk/V0=或β(3-12)实际空气量和过量空气量可用下两式计算：Vk=V0(3-13)Vg=Vk－V0=V0(－1)(3-14)3.2燃烧