各液体燃料物理化学参数

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液态燃料物理特性参数计算的理论公式

1物理特性参数计算的理论公式1.1临界参数临界参数包括临界温度Tc 、临界温度Pc 、临界体积Vc ，其计算公式如下[9]：()()2/[0.58510.9286]c b k k k k k k T T N tcbk N tcbk ⎛⎫⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∑∑(1) 标准沸点：()0.404156b kkkT M N tbbk -=+∑(2)式中，c T 为临界温度（K ），M 为相对分子量，k N 为k 基团数，tcbk 、tbbk 为k 类基团的Marrero-Marejón 法基团贡献值。

()20.1130.0032c atoms k k k P N N pck -⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑(3) ()17.5c k kkV N vck =+∑(4)式中，c P 为临界压力（bar ）,c V 为临界体积（cm 3/mol ）,atoms N 为分子中的原子总数，pck 、vck 为k 类基团的Joback 法基团贡献值。

1.2 气化潜热0.3540.4567.08(1)10.95(1)v m cm cm cmH T T RT T T ω=-+-V(5) 式中，v H V 为气化潜热（J/mol ），R 为气体常数，cm T 和m ω分别是生物柴油的临界温度（K ）和偏心因子[9]。

1.3饱和蒸气压力()()()122ln=f +f f vp m m cmP P ωω+(6)()1.52.550-5.97616+1.29874-0.60394-1.06841f=/cmT T ττττ(7) ()1.52.551-5.03365+1.11505-5.41217-7.46628f =/cmT T ττττ(8) ()1.52.552-0.64771+2.41539-4.26979+3.25259f=/cmT T ττττ(9) =1-cm TT τ(10)式中，vp P 为饱和蒸气压力（bar ），cm P 为生物柴油的临界压力（bar ），m ω为生物柴油的偏心因子，T 为燃油温度（K ）。

液体燃料燃烧

2、油滴随气流而动，与气流间无相对运动（Re=0）
3、油滴表面温度近似等于饱和温度T0=Tbw 4、火焰锋面向内向外导热传递（忽略辐射），向内导热量
=产生的油气所需汽化潜热量+油气温度升高所需热量，且忽略斯蒂芬流（油蒸气穿过锋面逃逸的量=0）
5、 O2 从远方扩散而来在锋面上全部消耗掉，锋面O2的浓度=0，且O2 扩散到锋面的量符含化学反应中氧与油的化学计量比
⑦ C∞↑→k↑ ，环境氧浓度高，燃烧更快。 ⑧ β↓→k↑ ，单位耗氧量低，燃烧更快。
32
二、强迫气流中液滴的燃烧
对于Re=0时， Nu zl 2
对于Re≠0时，
(
Nu Nu
Re0
) Re0 zl
1
1 0.3Re2
1Pr 3Fra bibliotek11Nuzl 2(1 0.3Re2 Pr3 ）
k Re0 k Re0
胶状物中H外除，还含有O，S，和N的化合物，是高分子有机化合物，相对分子质量高，不易挥分，绝大部分都集中在石油的残渣中。
5
3.石油的炼制
最基本的炼制方法是直接蒸馏法，利用石油中不同成分具有不同沸点的特点，对石油进行加热蒸馏，可以把石油分成不同沸点范围(即馏程)的蒸馏产物。每一个馏程内的产物称为馏分，它仍然是多种烃类的混合物。石油炼制中，各馏分的名称及温度范围大致如表5-1所列。
第六章液体燃料燃烧
第一节第二节第三节第四节
液体燃料的特性液体燃料的雾化液滴的蒸发液滴燃烧
1
2
第一节液体燃料的特性
一、油类燃料特性
1. 石油的元素组成
2. 碳氢化合物和胶状沥青物质
碳氢化合物是组成石油的主要成分，主要的烃类有：

第5章_液体燃料燃烧 [兼容模式]

图5-11 燃料分布特性 a)、b)离心式机械雾化喷嘴> c)直流式机械雾化喷嘴
第三节液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流二、相对静止环境中液滴的蒸发三、强迫气流中液滴的蒸发四、液滴群的蒸发
第三节液滴的蒸发
一、液滴蒸发时的斯蒂芬流 1、蒸发过程液滴周围成分分布
图5-12 液体周围成分分布 wxg—空气中空气质量分数 wlg—空气中燃料蒸气的质量分数 wxgs—液滴表面的燃料蒸气质量分数 wlgs—液滴表面的空气质量分数
2、斯蒂芬（Stefan）流
由于含量梯度的存在，使燃料蒸气不断地从表面向外扩散；相反地，空气x则从外部环境不断地向液滴表面扩散。 • 在液滴表面，空气力图向液滴内部扩散，然而空气既不能进
入液滴内部，也不在液滴表面凝结。 • 因此，为平衡空气的扩散趋势，必然会产生一个反向流动。 • 根据质量平衡定理，在液滴表面这个反向流动的气体质量正
倾斜，油面一分钟保持不变的温度沸点——油品从液态转变为气态的温
度比重——t℃时油的重度和4℃时水的
重度之比。
γt 4
γ =
20 4
+ kr (20 − t )
发热量——油的Qnet，ar大约在38.5~44MJ/kg，不同油品，略有不同。一般来说，油越重，H越少，发热量也越
低
10
§7-1液体燃料的特性
2、旋转式雾化喷嘴
• 压力油流通过空心轴进入喷嘴头部高速旋转的转杯内，其转速约为3000~6000rpm，高速旋转产生的离心力，使油流从转杯内壁向出口四周的切线方向甩出，因速度较高使油膜被空气雾化成细滴。旋转杯式喷嘴的结构示于图6-5所示。
图5-6 中间回油式机械喷嘴 1—二次风嘴 2—一次风嘴 3—转杯 4—风机 5—转轴 6—进油管 7—进油体 8—电动机

液体燃料

把高沸点的常压重油加热到350℃以上可以继续分馏出各种重质油来。一般采用减压蒸馏的办法来提取，即根据气压降低、沸点下降的原理，把常压重油加热到400℃左右送入到减压蒸馏塔中，其中压力约在0.004～0.01MPa以下，这样重油中烃的沸点可降低200℃多，把常压沸点约700℃以下的各种烃都可分馏出来，其中较轻的重柴油从塔顶馏出，而各种腊油(作润滑油用的原料)从塔侧流出，塔底排出的是分子更大，沸点更高的重质油，称为减压重油(或减压渣油) 。常压重油和减压重油两者统称直馏重油。
gasoline； gasoline oil gas
汽油
马达法辛烷值
测定条件较苛刻，发动机转速为900r/min，进气温度149°C。它反映汽车在高速、重负荷条件下行驶的汽油抗爆性。
汽油
研究法辛烷值
测定条件缓和，转速为600r/min，进气为室温。这种辛烷值反映汽车在市区慢速行驶时的汽油抗爆性。对同一种汽油，其研究法辛烷值比马达法辛烷值高约 0～15个单位，两者之间差值称敏感性或敏感度。
Heavy Oil
重油
常压渣油(常压重油) 减压渣油(含沥青质多，粘度大)
重油的来源
直熘重油
裂化重油(不饱和烃多、游离碳多，粘度大，不易燃烧)
Heavy Oil
重油的化学组成
重油
C+H约占重油可燃成分的95% 含C量越高，含氢量越低，粘度越大硫必须控制在1%以下水，约10%左右，乳化重油，改善高粘度渣油的物化性能和降低烟气中的 NOx
Fuel Oil
燃料油的性质
对同一油种，用开口杯法测定的闪火点较闭口杯要高出15～25℃
闪点
重油的开口闪点为80～130 ℃ 减压渣油的开口闪点一般为250℃ 闪点是油品均匀性的一个指标，用来判断重油中是否混入了汽油、煤油等轻质油料。

燃料的物理化学性质

燃料气中单一气体的物理化学性质任何一种气体燃料都是由各种单一气体混合而成，其中，可燃性气体成分有CO 、H 2、CH 4和其它气态碳氢化合物以及H 2S ，不可燃的气体成分有CO 2、N 2和少量的O 2，除此之外，在气体燃料中还一般含有水蒸气、焦油蒸汽及粉尘等固体颗粒。

气体类别分子量M密度ρkg/m 3 动力粘度μ Pa ·s 运动粘度νmm 2/s 定压比热容C p kj/(m 3·℃)定容比热容C vkj/(m 3·℃)导热系数λW/( m ·℃)临界温度T lj K临界压力p lj MPa临界密度ρljkg/m 3着火温度℃ 0.1Mpa,20℃可燃气体-空气着火浓度极限低发热值Q 低kcal/m 34.187kj/m 3理论燃烧温度℃ 其它特性N 2（氮） 28.013 1.250 16.6 13.2 1.299 0.9278 0.0233 126 3.28 311无色无臭 O 2（氧） 31.999 1.429 19.2 13.51.3060.9349 0.0233 154.2 4.87 430 无色无臭H 2（氢）2.0160.090 8.34 92.9 1.277 0.9056 0.1593 33 1.25 31 530~5904.0~75.0 2570 2230无色无臭 CH 4（甲烷） 16.0430.717 10.30 14.4 1.550 1.189 0.0302 190.5 4.49 162 658~750 5.0~15.0 8530 2030无色葱臭,火焰微亮光 C 2H 6（乙烷） 30.070 1.355 8.46 6.44 2.210 1.839 0.0186 305.3 4.78 210 530~594 2.9~13.0 15230 2097无色无臭,火焰微光C 3H 8（丙烷） 44.093 2.010 7.36 3.75 3.048 2.677 0.0151 368.7 4.25 226 530~588 2.1~9.5 21800 2110 n-C 4H 10(己丁烷)58.1242.703 8.10 2.99 4.1283.6810.0128 425.83.50 225 490~5691.8~8.5 28345 2118 i-C 4H 10(异丁烷)58.1242.6918.4 3.12 407 3.54 234 490~569 1.5~8.5 28345 2118 C 2H 2（乙炔） 26.038 1.171 9.30 8.16 1.870 1.498 309 6.04 231 335~500 1.53~82.013385 2620C 2H 4（乙烯） 28.054 1.261 9.43 7.55 1.8271.455282.85.16 216 510~543 2.7~34.0 14110 2284窒息性乙醚味.火焰发光C 3H 6（丙稀） 42.081 1.9148.35 4.44 364.6 4.61 233 475~550 2.0~11.7 20550 2224 C 6H 6（甲苯） 78.114 3.836 6.99 2.013.2872.914561.54.67 304 720~770 1.2~8.0 33530 2258H 2S （硫化氢）34.0761.53611.67 7.6 1.465 0.8081 0.0116 373.58.71 290~4874.3~45.5 5660 无色腐蛋味,火焰蓝色SO 2（二氧化硫）64.059 2.928 11.7 3.99 1.779 1.361 430.57.62 520CO （一氧化碳）28.0191.251 16.6 13.2 1.299 0.9282 0.0209 132.8 3.38 301 610~65812.5~74.23020 2370无色无臭,火焰蓝色CO 2（二氧化碳）44.010 1.977 13.8 6.99 1.6001.2290.0140 304.17.14 468 无色略有气味NH 3（氨） 17.0310.7719.12 12.0 0.0198 405.411.0 236 空气（干） 28.966 1.293 17.2 13.3 1.2970.9261 0.0221 132.3 3.65 310H 2O （水蒸气）18.0150.833 (0.804)9.02 10.83 1.494 1.124 0.0198 647.122.1 324气体燃料特性指标气体成分（%）体积百分比理论烟气量（ Nm 3/Nm 3）燃料气气体名称CO H 2CH 4C 2H 4 C 2H 6 C 3H 6 C 3H 8C 4H 8C 4H 10C 5以上CO 2H 2O N 2 O 2 H 2S CmHn 干燥气体低发热值（kcal/kg ）干燥气体重度(kg/Nm 3)理论空气量(Nm 3/Nm 3)三原子燃烧产物氮干烟气水蒸气总烟气玉门低压热裂化 6.129.4 5.1 14.5 11.3 18.3 5.8 1.2 4 0.2 0.6 15216 1.3732 16.4 17.80 玉门高压热裂化 0.2 6.3 6.1 21.6 22.2 33.4 5.4 1.7 0.7 0.2 0.20.2 18717 1.6947 20.13 21.75 加压低温热裂化 2 40 18 23 1.2 5 16372 1.465 17.96 19.55 加压高温热裂化 6 29 25 33 5 2 15737 1.3962 17.42 18.78 气相裂化 7 30 35 18 8 14616 1.5199 16.8 17.95高温裂解 1152 23 9 4.0 4.0 11464 0.9878 12.57 13.78 直馏管式装置 7.2 3.5 23.1 39.827.4 26767 2.5265 29.22 31.61 炼厂气液态烃 1.67 1.39 1.11 10 19.4 39.612.812.5 1.11 0.029 21800 2.00 23.65 25.5由焦碳制造 37500.5 6.5 5.50.2 0.3 2459 0.715 2.13 0.44 1.74 2.18 0.55 2.73 水煤气由无烟煤制造 38.9480.5 6 6.30.2 0.5 2464 0.736 2.13 0.45 1.75 2.2 0.53 2.73 已净化6.857.522.5 2.3 7.80.8 0.4 1.9 3924 0.483 4.12 0.36 3.35 3.71 1.17 4.88 未净化6.85722.3 2.37.70.8 0.4 2.7 4142 0.507 4.37 0.4 3.35 3.95 1.19 5.14 （1） 6.5156.7223.321.972.5 8.20.78 4012 0.489 4.01 4.73 （2） 8.1454.4225.942.44 2.79 5.020.4 4580 0.504 4.35 5.073 （3） 5.5654.2627.6 1.66 1.18 8.790.92 4219 0.485 4.28 5.024焦炉煤气其它（4） 5.6152.4121.511.592.4 14.16 1.32 3689 0.5493.664.4 四川自流井 0.590.3487.81 7.15 0.24 0.590.470.78 8721 0.6079 9.58 10.62 四川隆昌 0.180.7193.43 2.59 0.22 1.010.210.4 8504 0.578 9.365 10.37 四川永川 0.070..0592.815.21 0.04 0.310.310.92 8754 0.859 9.731 10.76 四川綦江 1.25 91.48 3.04 0.46 1.07 1.07 2.62 8351 0.8019 9.312 10.28（1）76.7 4.5 1.7 0.8 0.2 14.4 1.08109 0.884 9.01 8.25 1.97 10.22 （2） 97.9 0.5 0.2 0.1 0.1 1.2 微量8523 0.730 9.48 8.5 2.14 10.64 （3） 97.9 0.2 1.8 微量8391 0.729 9.35 8.39 2.11 10.50 （4）89.9 3.1 0.9 0.4 0.3 5.2 微量8472 0.79 9.4 8.49 2.10 10.59 （5） 94 1.2 0.7 0.4 0.2 3.3 微量8560 0.765 9.51 8.56 2.11 10.69（6） 92.2 0.8 0.1 6.9 微量8.39 0.759 8.93 8.07 2.02 10.09 （7）98 0.4 0.2 0.1 1.3 微量8489 0.73 9.45 8.48 2.13 10.61 天然气其它（8）88 1.9 0.2 0.3 0.3 9.3 微量0.17946 0.789 8.83 8.01 1.98 9.99 （1） 85 2.8 1.20 1.20 11 8015 0.893 8.93 10.12 （2） 44.5 17.4 16.5 5.4 2.5 0.3 6.7 1.7 5.0 12700 1.288 13.96 15.48 油田气（3）93.2 2.0 1.2 1.0 0.5 0.2 1.0 5.0 9225 0.8 10.27 11.49 石油加工煤气0.814 0.50.2 11332 0.996 12.04 1.23 7.9310.99 2.32 13.3 （1）27.4 3.30.9 1058.9 997 1.2781 0.82 1.67 高炉煤气（2）28.0 2.70.3 58.9 0.3 94. 1.296 1.12 0.45 1.410.86 0.1 1.96 混合煤气20.048.013.0 1.7 4.5 12.00.8 3304 0.670 3.18 3.06 0.79 3.85常用燃料油的元素组成和计算热工参数元素组成粘度（厘泊）理论空气量(α=1) 燃料油名称C H S ON重度(kg/m 3)80℃100℃残碳 (重量%)闪点（℃）凝固点（℃）沸点（℃）高发热量(kcal/kg)低发热量(kcal/kg)(kg/kg 油)(Nm 3/kg 油)理论燃烧温度(α=1) ℃大庆原油86.512.56 0.17 0.37930 281.51129.69 339 33 10779 10101 14.412 11.147 2018 山东原油 86.82*11.16* 1.32 0.7 989.5 606.5 164.7 16.7 48.5 10414 9812 14.012 10.837 2021 大港原油86.6912.7 0.29 0.07 949.6 429.8 159.1 10.4 >300 41 >500 10838 10152 14.489 11.205 2017 江汉原油85.74* 11.24* 3.0 983.8 7410715.02 >557 10395 9788 13.989 10.819 2018 玉门原油88.17* 11.58* 0.25 961 777 265 11.72 301 32 10623 9997 14.269 11.036 2022 克拉玛依原油减压原油88.21* 11.58 0.21 961.5 322 20 >500 10624 9999 14.261 11.030 2023 大庆原油87.57* 12.26* 0.17 916.2 58.47 29.2 257 38 >374 10775 10113 14.431 11.161 2020 山东原油 85.7811.72*1.32* 965.6 779.6 286.9 11.36 >350 10498 9865 14.086 10.894 2018 大港原油87.9111.91 0.18 920.2 47.1 23.93 5.3 233 38 >350 10699 10068 14.421 11.153 2017 江汉原油84.83* 12.17* 3.0* 921.8 15.71 4.54 43 >354 10600 9943 14.206 10.987 2015 玉门原油88.03* 11.76* 0.21 949 101.5546.63 220 27 >350 10663 10028 14.312 11.069 2021 克拉玛依原油常压原油87.57* 12.29 0.14 914.3 102.5539.86 208 -1 >350 10784 10120 14.441 11.169 2020 重柴油86.2613.74 0.1 0.03950 5.59 3.0 92 19.5 11109 10367 14.328 20#重油87.211.7 0.5 N+O=0.6 950 2.5~5.0 >80 <5 14.06 11.082 2054 40# 重油87.411.2 0.5 N+O=0.9 980 5.0~8.0 >100 <10 13.9 2080 60# 重油87.610.7 0.7 N+O=1.0 1000 8.0~11.0 >110 <15 13.75 2080 80# 重油87.610.5 0.7~1.0 N+O=1.0 1050 11.0~13.0 >120 <20 13.7 2090 100# 重油87.610.5 0.7~1.9 N+O=1.0 950 13.0~15.0 >125 <25 13.7 2090 高硫重油84.011.5 3.5 N+O=0.5 13.8 2050 低硫重油87.810.7 0.7 N+O=0.8 13.8 2090 焦油类名称生产方法烟煤焦油焦化90 7 1 N+O=2.0 1040~1200 8500 12.3 2040 气化83 7 2 N+O=8.0 1100~1200 8000 11.6 2060 褐煤焦油半焦化85 11 1 N+O=3.0 980~1100 8900 12.9 2000 气化85 9 1 N+O=5.0 950~1100 8000 11.6 2000 泥煤焦油半焦化87 10.3 0.2 N+O=2.0 960 9000 13.0 2060 油页岩隧道式84 10.5 0.5 N+O=5.0 960 >65 <-5 8700 12.6 2000 焦油气化83 10 1 N+O=6.0 1000 >65 <-5 8500 12.3 2000 注：1. C 、H 项带*符号者为计算值。

第二章液体燃料

燃料与燃烧学
液体燃料
主要内容

石油的加工及其产品

分馏法裂解法重油的来源和种类重油的化学组成和使用性能

液体燃料在现代工业中的应用

液体燃料优点

可燃成分高QD 储运方便燃烧完全火焰黑度高燃烧易于控制
液体燃料分类
天然液体燃料石油及其加工产品人造液体燃料从煤中提炼出的各种燃料油
石油加工方法

分馏法—缺点：只能分馏出分子量较小的轻质油品

常压分馏法：产品：汽油、煤油、柴油、常渣油。减压分馏法：产品：粗柴油、轻质润滑油、减压渣油。

裂解法—分解分馏残渣或分子量较大的重质油品
石油的炼制

直接分馏法按石油中各组分不同的沸点，将其分成若干馏分，每种馏分包含了沸点相近的各种烃类。在接近常压下，直接对石油加热(300~325℃左右)分馏，石油中各馏分按其沸点高低先后馏出。剩下沸点

柴油沸点较高，自燃点较低，故适宜作为压燃式活塞式发动机的燃料柴油可分为轻柴油和重柴油。轻柴油可作为高速柴油机的燃料，也可作为燃气轮机和小型锅炉的燃料；重柴油用于中速和低速柴油机，有时也作为燃气轮机和锅炉燃料根据柴油凝固点的不同，对于轻柴油可分为10、 0、-10、-20、-35、-50号；重柴油可分为10、 20、30号

石油的组成

一种黑褐色粘稠液体，由各种不同族和不同分子量的碳氢化合物组成。主要是：烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃及少量的硫化物、氧化物、氮化物、水分和矿物杂质。
石油的元素组成

组成石油的元素主要是碳、氢、氧、氮、硫五种。其中主要的是碳和氢两种元素，碳的含量占84~87%，氢的含量占11~14% 除了上述五种主要元素外，在石油中还发现有极微量的金属元素和其它非金属元素。金属元素有钒、镍、铁、铝、钙、钠、镁、钴、铜等，非金属元素中主要有氯、硅、磷、硒、砷等。

LPG的物理化学性质

LPG的物理化学性质LPG的物理、化学性质1、密度LPG的⽓态密度是空⽓的1.5~2倍，易在⼤⽓中⾃然扩散，并向低洼区流动，聚积在不通风的低洼地点。

LPG液态的密度约为⽔的密度的⼀半。

在15℃时，液态丙烷的密度为0.507kg/L,⽓态丙烷在标准状态下的密度为1.90kg/m3；液态丁烷的密度为0.583kg/L,⽓态丁烷在标准状态下的密度为2.45kg/m3。

LPG在G3：G4=5:5时，液态LPG的密度为0.545kg/L；，⽓态LPG在标准状态下的密度为2.175kg/m3。

2、饱和蒸⽓压LPG在平衡状态时的饱和蒸⽓压随温度的升⾼⽽增⼤。

丙烷和丁烷的饱和蒸⽓压与温度的关系见表4-1。

表4-1 丙烷和丁烷的饱和蒸⽓压与温度的关系表由于LPG有这种性质，故能⽤低温、⼤容量、常压储存，丙烷和丁烷可分别储存。

运输时可以⽤低温海上运输，也可以常温处理后带压运输。

3、膨胀性LPG液态时膨胀性较强，体积膨胀系数⽐汽油、煤油和⽔的⼤，约为⽔的16倍。

所以，国家规定LPG储罐、⽕车槽车、汽车槽车、⽓瓶的充装量必须⼩于85%，严禁超装。

4、值和导热系数LPG的热值⼀般⽤低热值计算，在25℃，101 325Pa (1⼤⽓压)下的低热值见表4-2。

表4-2 LPG热值表LPG的导热系数与温度有关。

⽓态的导热系数随温度的升⾼⽽增⼤，⽽液态的志热系数随温度的升⾼⽽减少，见表4-3。

表4-3 丙烷、丁烷的导热系数表5、⽐热容LPG的⽐热容随温度的上升⽽增加。

⽐热容有⽐定压（恒压）热容和⽐定容（恒容）热容2种。

LPG的蒸发潜热随温度上升⽽减少，见表4-4表4-4 丙烷、丁烷在不同温度下的⽐定压热容和蒸发潜热6、粘度LPG液态的粘度随分⼦量的增加⽽增加，随温度的上升⽽减少，不同温度下不同分⼦量的液太单位烃的运动粘度见表4-5表4-5 丙烷、丁烷在不同温度下的运动粘度表7、沸点和露点LPG液体的饱和蒸⽓压与⼀定的外界压⼒相等时，液体开始沸腾，这个温度即为LPG 混合物的沸点。

03-液体燃料解析

管道破裂，就会发生着火，甚至爆炸。
开口杯法－－闪火点较高(重油、润滑油) 闭口杯法－－闪火点较低(汽油、柴油等)
Fuel Oil
燃料油的性质
对同一油种，用开口杯法测定的闪火点较闭口杯要高出15～25℃
重油的开口闪点为80～130 ℃
闪
减压渣油的开口闪点一
点
般为250℃
油品
闪点(°C)
闪点是油品均匀性的一汽油个指标，用来判断重油煤油
芳
香
烃
Petroleum
☆ 碳氢化合物石油
石油的分类
石蜡基原油:烷烃较多，得到粘度高的润
滑油和燃烧性能好的煤油；所产汽油辛烷值低，加工需脱蜡系统
烯基原油:烯烃较多，得到少量辛烷值高
的汽油和大量优质沥青；汽油产量少，润滑油粘度低，煤油易冒烟
中间基原油:烷烃和烯烃含量相当，得到
大量直馏汽油和优质煤油；汽油辛烷值高，含蜡较多
分
样重油中烃的沸点可降低200℃多，把常压沸点约700℃以下的各种烃都可分馏出来，其中较轻
馏
的重柴油从塔顶馏出，而各种腊油(作润滑油用
的原料)从塔侧流出，塔底排出的是分子更大，
沸点更高的重质油，称为减压重油(或减压渣油)
。常压重油和减压重油两者统称直馏重油。
Petroleum 石油的一次加工
重柴油
化硫必须控制在1%以下
学
组
水，约10%左右，乳化重油，改善高
成
粘度渣油的物化性能和降低烟气中的
NOx
Fuel Oil
燃料油的性质
闪点、燃点、着火点粘度凝固点密度(比重) 比热导热系数发热量含硫量残炭掺混性(掺混适应性) 表面张力系数热稳定性(热安定性)

各液体燃料物理化学参数

参数物质甲醇(methanol)乙醇(ethanol)二甲醚(dimethyl ether)正丁醇(butyl alcohol)异丁醇(isobutyl alcohol)叔丁醇(tert-butylalcohol)乙醚(ether)正庚烷(heptane)异庚烷(isoheptane)正辛烷(octane)异辛烷(isooctane)化学式/结构式CH4OCH30HC2H6OCH3CH2OHC2H6OCH3OCH3C4H10OCH3(CH2)3OHC4H10O(CH3)2 CH CH2OHC4H10O(CH3)3 C-OHC4H10OCH3CH2OCH2CH3C7H16CH3(CH2)5CH3C7H16CH3(CH2)3CH(CH3)2C8H18CH3(CH2)6CH3C8H18(CH3)2CHCH2C(CH3)3分子量32.04 46.07 46.07 74.12 74.12 74.12 74.12 100.21 100.21 114.22 114.22性质无色有酒精气味易挥发、易燃的液体易燃、易挥发的无色透明液体在零下23℃以上为无色气体，以下为无色透明液体易燃、易挥发的无色透明液体，刺激性气味易燃、刺激性的无色透明液体易燃、无色结晶，有少量水存在时为液体，有樟脑气味极易燃、易挥发的无色透明液体易燃、易挥发、无色透明液体无色、易挥发液体无色透明液体易燃、易挥发有刺激性气味的无色透明液体毒性有剧毒微毒性毒性低于乙醚低毒低毒微毒性低毒低毒低毒低毒低毒沸点(℃)64.7 78.4 -23 117.5 107 82.4 34.6 98.4 90 125.8 99.3密度(20℃)(g/cm3)0.7912 0.78945 0.0104(气)0.6616(液)0.8087 0.802 0.784 0.7135 0.684 0.68 0.7024 0.6919溶解性溶于水、多种无机盐以及醇、醚等多数有机溶剂能与水和多种有机溶剂混溶溶于水、醇、乙醚微溶于水，溶于乙醇、醚等多数有机溶剂易溶于水、乙醇和乙醚溶于水、乙醇、乙醚溶于低碳醇、苯、氯仿和油类，微溶于水不溶于水，溶于乙醇、乙醚等不溶于水，溶于乙醇、乙醚。

燃烧学讲义第五章可燃液体的燃烧

第5章可燃液体的燃烧5.1液体燃料的燃烧特点目前，液体燃料的主体是石油制品，因此讨论液体燃料的燃烧主要涉及燃油的燃烧。

液体燃料的沸点低于其燃点，因此液体燃料的燃烧是先蒸发，生成燃料蒸气，然后与空气相混合，进而发生燃烧。

与气体燃料不同的是，液体燃料在与空气混合前存在蒸发汽化过程。

对于重质液体燃料，还有一个热分解过程，即燃料由于受热而裂解成轻质碳氢化合物和碳黑。

轻质碳氢化合物以气态形态燃烧，而碳黑则以固相燃烧形式燃烧。

根据液体燃料蒸发与汽化的特点，可将其燃烧形式分为液面燃烧、灯芯燃烧、蒸发燃烧和雾化燃烧四种。

液面燃烧是直接在液体燃料表面上发生的燃烧。

若液体燃料容器附近有热源或火源，则在辐射和对流的影响下，液体表面被加热，导致蒸发加快，液面上方的燃料蒸汽增加。

当其与周围的空气形成一定浓度的可燃混合气、并达到着火温度时，便可以发生燃烧。

在液面燃烧过程中，若燃料蒸汽与空气的混合状况不好，将导致燃料严重热分解，其中的重质成分通常并发生燃烧反应，因而冒出大量黑烟，污染严重。

它往往是灾害燃烧的形式，例如油罐火灾、海面浮油火灾等。

在工程燃烧中不宜采用这种燃烧方式。

灯芯燃烧是利用的吸附作用将燃油从容器中吸上来在灯芯表面生成蒸汽然后发生的燃烧。

这种燃烧方式功率小，一般只用于家庭生活或其它小规模的燃烧器，例如煤油炉、煤油灯等。

蒸发燃烧是令液体燃料通过一定的蒸发管道，利用燃烧时所放出的一部分热量（如高温烟气）加热管中的燃料，使其蒸气，然后再像气体燃料那样进行燃烧。

蒸发燃烧适宜于粘度不太大、沸点不太高的轻质液体燃料，在工程燃烧中有一定的应用。

雾化燃烧是利用各种形式的雾化器把液体燃料破碎成许多直径从几微米到几百微米的小液滴，悬浮在空气中边蒸发边燃烧。

由于燃料的蒸发表面积增加了上千倍，因而有利于液体燃料迅速燃烧。

雾化燃烧是液体燃烧工程燃烧的主要方式。

对于不同的液体燃料，应依据其蒸发的难易程度不同的雾化方式。

易蒸发液体燃料的雾化（例如汽油）往往采用“汽化器”来实现。

第五章液体燃料燃烧

3.石油的炼制
• 直接蒸馏法
直接蒸馏法原理
• 液体的分子由于分子运动有从表面溢出的倾向。这种倾向随着温度的升高而增大。如果把液体置于密闭的真空体系中，液体分子继续不断地溢出而在液面上部形成蒸气。 • 当液体的蒸气压增大到与外界施于液面的总压力（通常是大气压力）相等时，就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾，这时的温度称为液体的沸点。
值以及火焰温度值都是变化的。 3)在液滴中心温度升高到液滴表面温度以前，必须经过
一段时间。
4)着火过程是从化学动力因素控制转变到扩散控制燃烧的过程，灭火则刚好相反。
二、强迫气流中液滴的燃烧
图5-17 热空气中甲醇液滴的着火过程 a)着火过程中CO质量分数轮廓线 b)非预混火焰形成后的轮廓线
二、强迫气流中液滴的燃烧
4.喷雾射程
喷雾射程指水平方向喷射时，喷雾液滴丧失动能时所能到达的平面与喷口之间的距离。雾化角大和雾化很细的喷雾炬，射程比较短；密集的喷雾炬，由于吸入的空气量较少，射程比较远。一般射程长的喷雾炬所形成的火焰长度也长。
5.流量密度分布
图5-11 a)、b)
燃料分布特性 > c)直流式机械雾化喷嘴
已缩得过小或间距过密而着不了火，只能蒸发，这时没
有滴群的扩散火焰，只有滴间空间中部分预混的气体火焰。
第四节液滴燃烧
一、静止液滴的燃烧二、强迫气流中液滴的燃烧
三、液滴群的燃烧
四、合理配风
一、静止液滴的燃烧
1)加热阶段。 2)燃料蒸发阶段。
3)燃烧阶段。
பைடு நூலகம் 一、静止液滴的燃烧
一、静止液滴的燃烧
2)输油管路应该设计得各管道的阻力差尽可能小。
3)由于雾化器会磨损，应定期检查流量的变化。

各液体燃料物理化学参数

热值(KJ/mol)
727.0
1365.5
1453
2673.2
2667.7
2630.5
2752.9
4806.6
4802.4
5518
5468.98
引燃温度(℃)
450
363
350
365
426
470
160
233
280
206
417
最小着火能(mJ)
21
45
0.19
最大火焰传播速度(cm/s)
37
39
50
63(200℃)
低毒
低毒
微毒性
低毒
低毒
低毒
低毒
低毒
沸点(℃)
64.7
78.4
-23
117.5
107
82.4
34.6
98.4
90
125.8
99.3
密度(20℃)(g/cm3)
0.7912
0.78945
0.0104(气)
0.6616(液)
0.8087
0.802
0.784
0.7135
0.684
0.68
0.7024
0.6919
异辛烷(isooctane)
化学式/结构式
CH4O
CH30H
C2H6O
CH3CH2OH
C2H6O
CH3OCH3
C4H10O
CH3(CH2)3OH
C4H10O
(CH3)2?CH?CH2OH
C4H10O
(CH3)3?C-OH
C4H10O
CH3CH2OCH2CH3
C7H16
CH3(CH2)5CH3

牌号使用(液体燃料)

3．寒区车辆起动汽油的使用 • 10% 馏出温度在 79℃以下的车用汽油，能保证车辆在-5℃的低温下起动。 • 在三北地区冬季，一般汽油起动时有困难。可使用寒区起动汽油，它是沸点范围为26-85℃的高蒸发性轻质汽油，70℃ 馏出量为70-90%。
• 4．贮存使用中注意问题 ① 车用汽油在贮存、装卸和使用中要注意保持燃料的洁净性，防止机械杂质(尘土、砂粒等) 和水分落入。 ② 防毒：汽油有一定的毒性，其中芳烃毒性较大。空气中车用汽油蒸气浓度应不超过 0.1mg/dm3 。加有铅水的汽油毒性更大。在接触汽油蒸气的场所应注意通风，防止汽油蒸气的浓度过大。不得用含铅汽油洗手或清洗零件，擦洗衣服。严禁用嘴吮吸胶管进行加油。 ③ 使用中应采取各种措施，严防着火事故，防止汽油蒸发损耗，防渗漏、油军用柴油
第二节车用汽油
一、对车用汽油的质量要求
l.适当的蒸发性。含足够轻馏分，各种温度下顺利起动，加速性能好，燃烧完全，不产生气阻。 2.良好的抗爆性。燃烧良好，能保证发动机发出最大的功率而不爆震。汽油应具有和发动机压缩比相适应的高辛烷值。 3. 良好的安定性。贮运过程中不易氧化变质而生成胶质及其他有害物质。胶质含量不超过规定，以免在使用中堵塞燃料系统。 4.无腐蚀性。对发动机及贮运器材金属无腐蚀。 5. 良好的洁净性。不含机械杂质和水分。
第三节航空汽油
一、对航空汽油的质量要求 • 活塞式航空发动机的特点：增压；直喷；大功率，压缩比高 • 对汽油质量要求——比车用汽油高
1.蒸发性限制较严格，与车用汽油比较，航空汽油中尾馏分较少，终馏点限制在180℃(实际上一般为160℃左右),50％和90％馏出温度都比车用汽油低。这就是说，航空汽油的平均蒸发性要比车用汽油高。

醇基液体燃料

醇基液体燃料主要原料及特性：甲醇：是一种无色、透明、高度挥发、易燃液体。

略有酒精气味。

自燃点463.89℃。

蒸汽与空气混合物爆炸下限6%~36.5%。

能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶。

遇明火或氧化剂易着火。

使用大量水灭火效果较好。

无水乙醇：无色澄清液体。

有灼烧味。

易流动。

极易从空气中吸收水分，能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶。

能与水形成共沸混合物(含水4.43%)，共沸点78.15℃。

熔点-114.1℃。

沸点78.5℃。

闭杯时闪点（在规定结构的容器中加热挥发出可燃气体与液面附近的空气混合，达到一定浓度时可被火星点燃时的温度）13℃。

易燃。

醇基液体燃料主要是以甲醇、乙醇为主混配的液体燃料，甲醇是最简单的饱和脂肪酸，在常温常压下，纯甲醇是无色透明，易挥发，可燃，略带醇香味的有毒液体。

目前的醇基液体燃料大多数是甲醇为主也有加入少量的工业乙醇，混配的醇基液体燃料由于甲醇热值较低，燃料消耗量从理论上讲是燃用柴油的1.8倍以上，但由于醇基燃料燃烧完全，再配置效率高的燃烧设备，使其热效率提高，甲醇燃料消耗量与柴油比完全可以达到柴油的1.3倍。

所以在众多的清洁燃料中，醇基燃料由于具有来源广泛、丰富、排放低、燃烧彻底清洁卫生、节能环保深受用户的欢迎。

醇基液体燃料在混配时应注意，不能为了降低成本而多加水，甚至燃料中甲醇含量在75%以下，密度达到0.85（体积），使燃料热值很低。

在醇基液体燃料中，可以含适量的水，含水可以提高闪点温度，降低着火的危险，但是燃料中混入水分，对金属腐蚀表现在两个方面：一是水分能直接引起金属的化学核电化学腐蚀；二是如燃料中的某些含硫及酸性腐蚀物质溶解在水中时，则加速金属的腐蚀过程。

燃料中的游离水对金属的危害很大，它能腐蚀各种钢制零件。

如钢油罐、油桶、管道、阀门及其它零件。

水分对低合金钢有较强的腐蚀作用，也腐蚀铜和锌等有色金属，对青铜不产生腐蚀。

溶解在燃料中的微量水分只能引起低含量钢铁腐蚀。

轻烃民用液体燃料的技术要求

轻烃民用液体燃料的技术要求作为一种民用燃料，必须保证使用者的人身安全和健康不受损害，同时还要满足环境保护的要求，民用液体燃料属于新开发的新型燃料，它与液化石油气不同，这种液体燃料在进入燃具使用前，必须使其变成气体，然后与空气混合燃烧。

为了整顿新型民用液体燃料市场的混乱状况，引导其健康发展，对燃料提出以下要求。

一轻烃民用液体燃料分级在轻烃燃料中提出两种牌号：1号燃料主要以C5为主，其体积质量占95%。

这种燃料因沸点在40℃以下，对常年温度较高的南方地区，可以采用空气鼓泡方式，促使液体燃料气化并与适量空气混合后，可防止液体燃料的冷凝。

但是在环境温度较低时，特别是在冬季，采用气态供气时，其气化量常常不能满足燃具的热流量，因此，应添加少量C3、C4的组分或适当加温。

2号燃料与1号燃料的区别，只在于C6-C7的组分约占40%左右。

而两种牌号的热值无大的差别，对这种组分的燃料，可以液相压出，经预热气化后使用。

二燃料馏程在行标NY313-1997中，按两种牌号提出馏程90%时，1号燃料的沸点＜65℃，而2号燃料＜90℃。

这里不但考虑了轻烃燃料在常温下蒸气压较低、不易气化的特点，还从燃料燃烧完全角度考虑。

随着C原子数的增加，燃料所需的空气量也大大增加，这需要给燃具的设计、加工带来困难。

如燃烧1m3的戊烷需要38m3的空气，而燃烧1m3的正庚烷则需要52m3的空气。

此外，为了使燃气与空气混合均匀并达到完全燃烧，还应考虑1.05%-1.2%的过剩空气系数。

因此，采用分子量越大的轻烃，再没有一个合适的燃具，很难使燃具达到标准。

三、燃料的热值对于C5-C7的组分，随着碳氢化合物的增加，燃料的低热值只有少量降低，故在实际工作中常用燃料的平均低热值进行计算，从燃料馏分上来看，介于液化石油气48900-50160kj/kg与汽油44900-46800kj/kg之间，低热值稍低于液化石油气而高于汽油，约为45900-48400kj/kg（11200-11600kcal/kg）。

各液体燃料物理化学参数

液态燃料物理特性参数计算的理论公式

液体燃料燃烧

第5章_液体燃料燃烧 [兼容模式]

液体燃料

燃料的物理化学性质

第二章 液体燃料

LPG的物理化学性质

03-液体燃料解析

各液体燃料物理化学参数

燃烧学讲义第五章 可燃液体的燃烧

第五章 液体燃料燃烧

各液体燃料物理化学参数

牌号使用(液体燃料)

醇基液体燃料

轻烃民用液体燃料的技术要求

第二章液体燃料

燃烧学讲义第五章可燃液体的燃烧

第五章液体燃料燃烧