《工程燃烧学》

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Qt理 低/V0Q ，低 比考QV 虑空 nQ低cQ 产 的燃 影响Q更分符合规律
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n
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影响理论燃烧温度的因素
成分体积，可依据燃料成分直接计算
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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产是理论实燃用文档烧产物的比热 17
《工程燃烧学》
第三章 工程燃烧计 算
3.4 燃烧温度计 算
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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
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能量平衡
假定发热温度在某 个范围内
t热
Q低 V0 c产
提高假定温度 是
查找对应温度下的烟 气比热c热，计算V0，
计算烟气温度t
降低假定温度 是
t<假定温度 范围
否
t在假定温度 范围内
否
t>假定温度 范围
是
比热近似法求温度t就（是所比求的热烟气随温实度用温文档度增大而增大）
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内插值近似法
假设：c=A1+A2t+A3t2, 温度变化小时，c与t为
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 产物在高温下热分解的吸热Q分
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理论发热温度的计算
t热
Q低 V0 c产
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＋V0N2
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高温热分解
温 工度业Q 越炉分 高中，， 分只1 2 解考6 越 虑0 0 强 温V ； 度C O 压 ， 力 且1 越 只0 高 有8 0 ，大0 分于V 1解H 82 0较0度弱
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
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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
计算该温度下的i’=c’ . t’,使得i’<i
再假设一个温度t’’，使得i’’=c’’ .
t利’用’i>与it的线t性热关t'系，(i根i据')几何相似性，即可求
出t热
(t''t') i''i'
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方程求解燃料理论发热温度
t热
Q低 V0 c产
方程求解法
c＝A1＋A2t＋A3t2 如认为只有三种成分CO2、H2O、N2，则 V0 c产 ＝VCO2 (A1CO2 +A2CO2t+ A3CO2t2) ＋ VH2O (A1H2O +A2H2Ot+
次级数关系，c＝A1＋A2t＋A3t2，通过查表得到各
系数
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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
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比热近似法求解过程
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可提高理论燃烧温 度100oC，对重油、天然气等可提高150oC
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
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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t热耗系V数0Qn低c＝产 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
A3H2Ot2) ＋VN2 (A1N2 +A2N2t+ A3N2t2) 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
t理Q低QV空 ncQ 产燃Q分
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
V0CO2、V0H2O、V0N2由燃料成分计算(如何计算？)
说明：此处忽略掉了S
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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值与温度成2
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t
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内插值近似法的过程
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
小时，可忽略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
能量平衡方程
Q低+Q空+Q燃＝Q产+Q传+Q不+Q实分用文档
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燃烧产物温度
t产Q 低Q 空Q V 燃 n cQ 产 传Q 不Q 分
实际温度计算式
理论燃t烧理温Q 度低QV空 ncQ 产燃Q分
假定绝热，Q传＝0；完全燃实用烧文档，Q不＝0
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理论燃烧温度
t理Q低QV空 ncQ 产燃Q分
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