燃烧学思考与练习题全部

燃烧学思考与练习题

第二章思考与计算题

2.1 煤有哪些种类，都有哪些特点，其可燃组分有哪几种？

2.2 煤中灰分和煤中不可燃矿物质的含义一样吗？

2.3 煤中的含碳量、固定碳和焦炭的含义相同吗？

2.4 什么是燃料的发热值？高位发热值和低位发热值有什么区别？如何利用氧弹式热量计测量煤的高位发热值？

2.4 什么是标准煤？规定标准煤有何实用意义？

2.5 整理一下你所了解的国内外的洁净煤燃烧新技术。

2.6 哪些石油加工产品可以作为工业炉窑的燃料？

2.7 燃料油的粘度随温度升高而降低，利用恩格拉粘度计测量燃料油在不同温度下的粘度，并绘出它们之间的关系曲线。

2.8 重油燃烧技术对重油的粘度有什么要求？

2.9 何谓燃料油的闪点、燃烧点和着火点？用实验来证明。

2.10 为什么需要了解燃料油的热稳定性和掺和性指标？

2.11 与气体燃料有关的单一气体有哪些？它们各自的特点是什么？

2.12 高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、天然气等都有哪些特点？按照它们的热值范围排序。

2.13 试求40%甲种煤和60%乙种煤的混合物发热值。

甲种：C ar=62.1%，H ar=4.2%，S ar=3.3%，N ar=1.2%，O ar=6.4%，M ar=7.0%，A ar=15.8%

乙种：C ar=38.6%，H ar =2.6%，S ar =3.8%，N ar =0.8%，O ar =3.1%，M ar =11.0%，A ar =40.1% 2.14 已知某种煤的空干基成分为：C ad=53.97%，H ad=2.91%，S ad=3.54%，N ad=0.76%，O ad=5.1%，W ad=0.91%，A ad=32.81%；V daf=14.76%；Q net,ad=21623.8kJ/kg和收到基水分W ar=4.6%，求煤的收到基其它成分，干燥无灰基成分及收到基低位发热值，并用门捷列夫及我国煤科院的经验公式进行验算。

2.15 某种煤收到基含碳量为41%，由于受外界条件的影响，其收到基水分由15%减少到10%，收到基灰分由25%增加到35%，试求其水分和灰分变化后收到基含碳量？（要求先推导换算公式后计算）

2.16 甲乙两厂采用相同型号锅炉，甲厂燃用Q net,ar=22274 kJ/kg的煤，煤耗6.53 kg/s，乙厂燃用Q net,ar=16341 kJ/kg的煤，煤耗8.25kg/s，用标准煤耗比较哪个厂的锅炉燃烧经济？

2.17 某加热炉使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，煤气温度25℃，由化验室分析的煤气组分见下表，求两种煤气的发热值和当高炉煤气和焦炉煤气按7:3混合时，混合煤气的组分和发热值。

第三章计算练习题

组分 CO CO 2 H 2O N 2 NO X i 0.095

6

7

34

0.005

试求：

（1）氮氧化物（NO ）在混合物中的摩尔分数。并将结果表示成摩尔百分数和ppm 的形式。（2）混合物的摩尔质量。 （3）每一组分的质量分数。

3.2 有一种甲烷与氧气组成的混合物。甲烷的摩尔分数是0.2，混合物的温度是300 K ，压力为100 kPa. 求甲烷在混合物中的质量分数和甲烷的摩尔浓度(单位体积混合物中甲烷的摩尔数，kmol/m 3)

3.3 由N 2和Ar 组成的混合物，其中N 2的摩尔数是Ar 的3倍。 求N 2和Ar 的摩尔分数，混合物的摩尔摩尔质量，N 2和Ar 的质量分数，及在500 K 温度和250 kPa 压力下N 2的摩尔浓度，kmol/m 3。

3.4计算异辛烷(i-C 8H 18)与空气的化学当量混合物在标准参考状态下(298.15 K)的焓，分别以每千摩尔燃料为基(kJ/kmol fuel )，每千摩尔混合物为基(kJ/kmol mix )和单位质量混合物为基(kJ/kg mix )来表示。

3.5 采用预热空气方法来提高一燃烧炉的燃料效率。在一个大气压下，当空气预热温度为800 K ，空气与燃料的质量比为18，求绝热火焰温度。已知燃料入口温度为450K 。假设主要的物性参数如下

K 300=ref T ，29/fuel air prod M W M W M W kg km ol ===

, 3.5/(K )p fuel c kJ kg =⋅，, 1.2/(K )p prod c kJ kg =⋅，, 1.2/(K )p air c kJ kg =⋅

00,,0f air f prod h h ==，06

, 1.1610/f fuel h kJ kmol =⨯

3.6 计算分析在一个封闭的容器中的一个平衡反应O 2↔2O 。假设在没有分解时容器中有1摩尔的O 2，试计算在T=2500 K 、P=101325 Pa 的条件下的O 2和O 的摩尔分数。

3.7 日本有人进行高温空气燃烧基础性试验研究，在一个1m 3的小型试验炉上测定NOx 的排放浓度。使用燃料为13A （日本城市煤气，主要组分为C 3H 8），燃料流量为4 Nm 3／h ，空气流量为52 Nm 3 /h ，炉温恒定在1100 ℃，试计算该炉温下的化学当量比和空气过剩系数。 3.8 某一工厂的轧钢加热炉采用重油作燃料，需要将钢坯加热到1523 K 。已知重油的收到基组分为C ar =83.5%，H ar =11.8%，O ar =1.2%，N ar =0.7%，S ar =0.3%，A ar =0.1%，M ar =2.4%；重油被加热到353 K ，空气过剩系数 1.18＝α，助燃空气不预热，温度为298 K ，求该条件下的重油的理论燃烧温度，并估计可能达到的炉子温度，判断该种重油燃料是否满足生产工艺要求。假设考虑炉子热损失，炉温系数η=0.75，实际炉温比钢坯加热需要的温度要高出420 K 才能满足要求。

3.9 试求重油和煤气混合物燃烧所需的空气量和燃烧产物生成量。已知锅炉炉膛内燃烧8.33 kg/s 100号重油，兼烧2.78 m 3/s 的天然气。重油收到基成分为C ar =83.4%、H ar =10.0%、S ar =2.9%、N ar =0.3%、O ar =0.1%、M ar =3.0%、A ar =0.3%，天然气的干燥基成分为CO 2,d =3%、CH 4,d =88%、C 2H 8,d =1.9%、C m H n,d =0.5%、N 2,d =9.3%。