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《消防燃烧学》第5章 燃烧温度

《消防燃烧学》第5章 燃烧温度

t热
Q低

因此 ct3+bt2+at-Q低=0 解方程即得t热
14
理论燃烧温度计算

理论燃烧温度表达式如下
t理 Q 低 Q空 Q 燃 Q分 V n c产

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
15
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
8
比热近似法

产物整体比热近似值法(表5-2)

根据具体的燃料成分计算V0 =(VCO2+VH2O+VN2 +…) ,根据燃料种类确定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


CO2和H2O的比热对温度的变化比较敏感,N2不明 显 C和H燃烧以后,产物的比热虽然增加,但是不大 各种燃料燃烧以后产物的比热介于C和H的产物比 热之间,差别不大

t理 '
Q 低 Q空 Q 燃 V n c产

(3)计算不考虑Q分的i总,然后查图5-4得到t理
i总 Q低 Q空 Q燃 Vn
20
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

t理
Q 低 Q空 Q 燃 Q分 V n c产
t热 Q低 V 0 c产

与传热条件、炉子结构等因素有关吗? 只和燃料性质有关
6
理论发热温度的计算

燃烧过程的热工计算

燃烧过程的热工计算
>1时燃烧产物:
燃烧产物成分百分比
燃烧产物密度
§3.3 不完全燃烧
在不完全燃烧时,烟气中有CO、H2、CnHm等未燃成 分。这些气体的含量越多,表明燃烧过程越不完善,能
量损失也越大。因此,分析烟气中未燃成分的种类和数 量,可以评价燃烧过程的完善程度。
烟气分析
综合分析: 全面测量烟气的各种成分
测量烟气中的一种或几种,其
§3.1 燃料燃烧所需的空气量
➢ 空气消耗系数的选择
>1 =1 <1
贫油燃烧、贫油混气 化学恰当燃烧、化学恰当混气 富油燃烧、富油混气
选择的原则是什么?
整个系统的热损失最小
热力系统热损失与空气消耗系数的关系:
热力系统的热损失q2排烟损失
✓一定温度的废气从烟囱排出引起的排q3烟化学损不失完全,燃烧q损2 失 ✓烟气中残存原的则可上易燃燃气燃料体及C设O计完、善H的2燃、烧C装置Hq4最机4佳等械α不值引完接全起近燃的烧损失 化学不完全燃于烧1,损烟一煤失般约对为,于1.q液2,3体贫与煤气和体无燃烟料煤,约最为佳1α.值2~约1为.251.1, ✓未燃尽的碳粒引起的机械不完全燃烧损失,q4
➢ 液体燃料或固体燃料理论空气量的计算:
燃料中可燃元素的燃烧 反应:
每千克燃料中的该可燃元素完全燃烧时需要的氧质 量或体积为:
每千克燃料中本身含有的氧质量 或体积为:
完全燃烧每千克燃料需要的空气质量应为:
完全燃烧每千克燃料需要的空气体积应为:
注意:以上理论空气量计算式中都为不含 水蒸气的干空气量。实际计算时应加入水 蒸气的量。空气中水蒸气的多少会因季节
而值过大会引起排烟损失增大,使整个热工系统的热 效率下降。
理论上可根据运行中实际供给的燃料量与空气量计 算出值,但许多热工系统中,难以精确计算燃料和空 气供给量,此外由于炉膛不密封,也会引起实际值的 变化。因此通常在炉膛出口截面V,为过利量用空气自量动记录的烟气 分析仪器直接指示值,或者用普通烟气分析仪器测出 烟气成分,然后计算得到值。

燃烧学-3.着火的理论基础-PPT精品文档

燃烧学-3.着火的理论基础-PPT精品文档

可燃混合气内的某一处用点火热源点着相 强迫着火 邻一层混合气,尔后燃烧波自动的传播到 (点燃或点火) 混合气的其余部分。 ——局部加热。 Forced ignition
Spark ignition
Local initiation of a flame that will propagate.
自燃和点燃过程统称之为着火过程 。
第三章 着火的理论基础
研究不同着火方式的着火机理。 着火方式与机理 着火过程及方式 着火温度 热自燃过程分析 着火温度求解 着火的热自燃理论 谢苗诺夫公式 热自燃界限 热自燃的延迟期 链反应速度 链反应的发展过程 着火的链式反应理论 链反应的延迟期 烃类-空气混合物着火(自燃)特性 强迫着火过程 常用点火方法 强迫着火 电火花点火 点火的可燃界限
q1与q2 相离:
q1始终大于q2,一定能引起可燃混合气的着火。所以,
这种工况是不稳定的。
q1与q2 相切:

B点是临界状态,也是不 稳定的。只要环境介质温 度略高于T0,则q1和q2就 没有交点了,必然导致反 应混合气的着火。
图中 B点为着火临界点 Tb为着火温度 T0为自燃温度 T0~Tb之间的时间为着火 感应期

影响着火的因素

增加放热量q1

增加燃料浓度 增加燃料压力


增加燃料发热量
增加燃料活性
放热率曲线左移,在相同 温度下,燃料放热量增加, 着火温度降低,着火温度 E v q w Q V k n e x p V Q 降低,着火提前。 1 n 0 T R


可用着火的临界条件来确定活化能。
四、热自燃界限

log
P
T 0

燃烧温度

燃烧温度
《工程燃烧学》
第三章 工程燃烧计算
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
V0 c产 =a+bt+ct2
因此 ct3+bt2+at-Q低=0
解方程即得t热
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理论燃烧温度计算
理论燃烧温度表达式如下
t理
Q低
Q空 Q燃 Vn c产
Q分
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,分解越弱 工业炉中,只考虑温度,且只有大于1800度
V0、L0根据燃料的成分计算
注意:右边c产是理论燃烧产物的比热
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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
t理
Q低
Q空 Q燃 Vn c产
Q分
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n
实际温度计算式
t产
Q低
Q空
Q燃 Vn
Q传 c产
Q不
Q分
理论燃烧温度
假定绝热,Q传=0;完全燃烧,Q不=0
t理
Q低
Q空 Q燃 Vn c产
Q分
4
理论燃烧温度

燃烧热的PPT课件

燃烧热的PPT课件
2 燃烧热 能源
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1
【思考与练习】
根据下面事实,写出热化学方程式。 实验测得在25℃、101kPa时,1molCH4完全燃
烧生成CO2和液体H2O时放出890.31kJ的热量。
CH4(g)+2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O (l) ΔH= - 890.31kJ/mol
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将生成的二氧化碳用8.0 mol·Байду номын сангаас-1的NaOH溶液
50mL正好完全吸收生成Na2CO3,则正丁醇的燃 烧热为多少?
∵ C4H10O ~ 4 CO2 ~ 8 NaOH~ 4 Na2CO3
74g 4 mol 8 mol
-△H
x
0.05×8.0
a
∴ △H = - 20a (kJ/ mol)
C4H10O(l) +6O2(g)= 4CO2(g)+ 5H2O(l)
能量 化石燃料 阳光
潮汐 煤
风力 石油
天然气
太阳能 生物能
风能
化石燃料
开源节流 开发新能源
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感谢亲观看此幻灯片,此课件部分内容来源于网络, 如有侵权请及时联系我们删除,谢谢配合!
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=500 g × 4.18 × 10-3kJ/(g•℃)(62.4-18)℃ = 92.8 kJ
磺燃烧放热为 92.8kJ32gmol1 =-297 kJ/mol
10g
热化学方程式为: S(s) + O2(g) = SO2精(品gp)pt △H=-297 kJ/mol 7
二、能源 【阅读课本P8-9并完成下列问题】

第三章燃烧计算

第三章燃烧计算

此外,对正在运行的设备进行热平衡测算中 ,常常根据烟气分析来计 算出α值, 进而控制燃烧过程总处于最佳的α范围内,以实现节能。 对于不同的燃料,不同的燃烧室,α的最佳范围值是不一样。但, 先进燃烧 设备总是应该在保证燃烧完全的前提下,尽量使过量空气系数趋近于1。
3.燃料空气比与燃料系数

燃料空气比:在燃烧室工作时实际供给的燃料量和其空气 量之比。常用在由液体燃料形成的可燃混合气中,故习惯 上常称它为“油气比”
α= L/Lo 或 α=V/Vo
2.实际空气需要量及过量空气系数
实际空气量与理论空气量之差称为过量空气量 (△L或△V) △V = V - Vo= (α-1) Vo

α过大 ,过剩空气量△V过大,就会增加排烟热损失 , 对热能利用不利;
α值过小时 ,又会增加不完全燃烧的程度 ,使燃料的 化学热不能充分发挥。 由此可见,α过大或过小都将使燃烧设备的热效 率下降, 这就要求要正确选择和控制燃烧过程中的α 值, 尽可能使α值处于一个较为合理的范围内。
烟气量计算
2.理论氮气体积 VN20
VN20有两个来源
(1)燃料中的氮气成分
(2)理论空气量V0中的氮
VN20 = 22.4/28×Nar/100+ 0.79 V0 = 0.8Nar/100+ 0.79 V0 Nm3/Kg燃料 式中0.79是干空气中氮气的容积组成。
烟气量计算
3.过量空气中的氮及氧气体积 过量空气的体积为
Vgy= VRO2+VN2+VO2
= VRO2+VN2o+(α-1)Vo Nm3/Kg
不完全燃烧情况下的烟气量计算十分复杂 ,完全依
靠理论计算在目前是无法进行的, 目前进行的都是

燃烧学讲义-第5章气体燃料燃烧幻灯片PPT

燃烧学讲义-第5章气体燃料燃烧幻灯片PPT
之内。 以上讨论是在说明指数曲
线转化成折线的合理性
28
d d x 2 T 2 k 0e x p ( R E T )C nQ 0
2(d d T x)2 w k 0 C n Q T q r T q r T e x p ( R E T )d T 0
d d T xw2k0C nQ T qrT qr Texp(R E T)dT
燃烧学讲义-第5章气体燃 料燃烧幻灯片PPT
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燃烧过程是包括发光放热的化学反应, 故存在两个最基本的阶段:着火阶段、 着火后燃烧阶段。
着火定义:燃料和氧化剂混合后,由无化学反 应(从缓慢的氧化反应)向稳定的强烈放热状 态的过渡过程。
热着火
链式着火
2
热着火:可燃混合物由于本身氧化反应放热大于散热, 或由于外部热源加热,温度不断升高导致化学反应不断 自动加速,积累更多能量最终导致着火。——大多数气 体燃料着火特性符合热着火的特征。
7
Q
Q1
Q2Ⅰ
产热:Q 1k0ex p (R E T)C nV Q
C
Q2Ⅱ
Q2Ⅲ
A T0Ⅰ
T0Ⅱ
B Tlj T0Ⅲ
散热: Q 2 S(T T 0)
T
8
① 两个交点:A点,稳定,但其温度绝对值太低,熄 灭状态; C点,不稳定,脉动→燃烧 or 熄灭
② 线Ⅲ:Q1>Q2,没交点,着火 ③ 线Ⅱ:Q1≥Q2,一个切点
高温火源
向可燃混合物加热 在高物物体边界层中着火

燃气燃烧与应用PPT课件

燃气燃烧与应用PPT课件

丙烷的低热值:
H l2 2 0 2 4 .3 5 6 4 2 2 1 491468K J/N m 3
燃气热值的计算
• 例题2 乙烯的低热值为59482KJ/Nm3,8mol乙烯完
全燃烧放出的热量为4_7_5_8_5_6____KJ。
• 例题3 CO的低热值为12644KJ/Nm3,要获得151728KJ
__1_8___ mol,CO2 __1_5___ mol。 • 某混合燃气中含有C2H2、C3H6、C3H8、C4H10各
5mol,该气体完全燃烧需O2 _9_2_._5_ mol,生成 H26O5 ______ mol,C6O02 ______ mol。
燃气热值的计算
• 热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量。 • 单位:千焦每标准立方米,KJ/Nm3(或KJ/Kg) • 高热值(Hh):1Nm3燃气完全燃烧后其烟气被冷却
燃气的热值
燃烧反应计量方程式:表示各种单一可燃气体 燃烧反应前后物质的变化情况以及反应前后物质 间的体积和重量的比例关系。
C H 4 + 2 O 2 = C O 2 + 2 H 2 O + Δ H
物质的量比:1 : 2 : 1 : 2
与化学方程式相同吗?
其他常见的单一可燃气体与氧完全燃烧的反 应计量式列于附录2。
CmHn的燃烧反应通式 C m H n (m n 4 )O 2 m C O 2 + n 2 H 2 O H
例题:请写出C7H16、C10H22的燃烧反应方程式。 C7H16:m=7,n=16
C 7 H 1 6 1 1 O 2 7 C O 2 8 H 2 O
C10H22:m=10,n=22
• 例题1
由乙烷和丙烷的热效应计算各自的近似热值。

燃烧学完整版.ppt

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11
液体燃料蒸发与燃烧
• D2定律
12
9
湍流预混火焰
• 湍流预混火焰比层流预混火焰传播快的原 因
• 三种湍流火焰模式(根据湍流强度、长度 尺度划分)、各模式传播速度影响因素
10
扩散火焰
• 扩散火焰 • 层流扩散火焰特征(火焰表面、火焰高度、
浮力影响、碳烟生成、火焰高度-流量关系) • 层流扩散火焰物理描述(T-f、Yi-f) • 火焰高度影响因素 • 层流扩散火焰向湍流扩散火焰的转变
燃烧学复习
1
本课程内容
• 绪论 • 燃烧热力学 • 传质基础 • 燃烧动力学 • 几个重要的反应机理 • 层流预混燃烧 • 湍流预混燃烧 • 扩散火焰 • 液滴蒸发与燃烧
2
绪论
• 燃烧概念 • 燃烧分类(按照流态、相态、传播方式等)
3
燃烧热力学
• 概念:当量比、绝对焓、生成焓、热值 • 绝热火焰温度概念与计算(定压、定容) • 化学平衡判定,Kp的计算 • 能够利用压力平衡常数计算平衡产物成分
6
几个重要的反应机理
• H2-O2系统 (几个爆炸极限) • CO氧化机理(区分干式、湿式机理) • 高链烷烃氧化机理(乙烷的8步氧化机理)
C-C断裂脱氢自由基产生染料分子 进一步断裂脱氢反应甲酸基、甲醛生 成氧化CO氧化机理
7
简化守恒方程
• 简单化学反应 • 守恒标量:混合物分数(概念与计算)、
4
传质基础
• Fick定律(形式、各参数意义) • Stephen问题 • 单个液滴蒸发时间(D2定律)
5
燃烧动力学
• 概念:基元反应、反应级数、链式反应 • 碰撞理论(理解) • 基元反应速率、Arrhenius定律 • Kc、kf、kr与kp的关系 • 链式反应过程 • 两种近似方法:稳态近似与局部平衡假设

3.3 燃烧计算

3.3 燃烧计算

w(Car ) 1 w( H ar ) w( S ar ) w(Oar ) 22.4 100 2 2 32 32 100 21 12
[m3空气/Kg燃料]
4
第三节
燃烧计算
燃烧时生成的理论烟气 (燃烧产物)量(V):
w(C ) ar w( H ) ar w( H 2O) ar w( S ) ar w( N ar ) 22.4 V Va 79% 2 18 32 28 100 12
9
第三节
燃烧计算
的经验值(完全燃烧、氧化焰): 气体燃料:=1.05~1.15 液体燃料:=1.15~1.25
固体燃料
粉煤:=1.1~1.3 块煤:=1.3~1.7
10
第三节
燃烧计算
2)实际烟气量:
V V ( 1 ) V >1时: a
固、液体燃料
V V ( 1 ) V % a 79 <1时:
(2) 由热量平衡(能量守恒)计算燃烧温度
2
第三节
燃烧计算
二、 空气量、烟气量及烟气组成的计算 1、分析计算法
基于化学反应式、物料平衡的理论计算。 (1) 理论上完全燃烧时空气量 (Va0)和烟气量(V0): 1) 固、液体燃料(以1Kg燃料为计算基准) 收到基中可燃成分有C、H和S:氧化(燃烧)反应: C + O2 CO2 1 H + O2 1— H2O 4 2 S + O2 SO2 3
可燃成分 燃烧反应
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
CmHn + ( m + n )O2 mCO2 + n —H2O 4 2

燃烧温度的计算共67页PPT

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燃烧温度的计算
21、静念园林好,人间良可辞。 22、步步寻往迹,有处特依依。 23、望云惭高鸟,临木愧游鱼。 24、结庐在人境,而无车马喧;问君 何能尔 ?心远 地自偏 。 25、人生归有道,衣食固其端。

谢谢!
67
26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗如乐之者。——孔子

29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇

30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华

07 燃烧温度计算

07 燃烧温度计算

燃料理论发热温度
内插值 近似法
燃料理论发热温度
比热近似法
燃料理论发热温度
比热近 似法
Q低 t热 0 V y c产
燃料理论燃烧温度的计算
Q低 Q空 Q燃 Q分 t理 V y c产
c产=cCO2
VCO2 Vy
c H 2O
VH 2O Vy
cN 2
VN 2 Vy
cO2
Q分 12600 VCO 10800 VH 2 12600 f CO2 (VCO2 )未 10800 f H 2O (VH 2O )未
燃料理论燃烧温度的计算
燃烧产物的比热按近似比热计算
Vy0 c产 (Vk V0 ) c空
近 似 方 法
内插值+经验估计
已知燃料成分、α、空气与燃料预热 温度 完全燃烧 可以确定Q低、Q空、Q燃、V0、Vy0、 及完全燃烧燃烧产物成分
V y0 V y0
Q低 t热 0 V y c产
燃料理论发热温度计算
燃料理论发热温度
c A1 A2t A3t
平均比热在较小的 温度变化区间近似 为线性关系
2
内插值 近似法
Q低 c t 0 Vy Q低 i 0 Vy
Q低 t热 0 V y c产
i c t
i为某温度下燃烧 产物的热焓量
t产 t理
燃烧温度修正系数,也叫冷却系数 0.6~0.9

Q低 Q空 Q燃 t量 V y c产
燃料理论发热温度
Q低 t热 0 V y c产
Q空 = 0 Q燃 = 0 α=1
是燃料特性常数
燃料理论发热温度
Q低 t热 0 V y c产
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燃烧ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度的计算
16、人民应该为法律而战斗,就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ,并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ,而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令,就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律,其真实含 义是财 富。— —爱献 生
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
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