燃烧温度的计算67页PPT

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《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
理
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

＞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

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

《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

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

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

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

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

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

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

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

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
度
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