工程燃烧学 复习思考题(10111)

工程燃烧学复习思考题

1、自然界有哪几种能量形式？说明自然界的太阳能转变为其他能量形式的过程和热力发电厂中能量的转

化过程？

机械能（位能、动能）、电能、化学能、热能（温度）、风能（速度）、光能（强度）、声能、核能、生物质能

核能→太阳能→生物质能（光合作用）; 矿物质的（煤、油、天然气）的化学能; 空气密度变化→空气流动→风能; 水蒸气升高→空气运动→雨落下→高位水流动→水力能; 加热各种物质（水）→热能; 半导体光电效应→电能（光电效应）

燃烧传热

发电厂中，煤、油、天然气的化学能-------→烟气的热能-------→工质的内能--- 流动冲击空气炉内电磁感应在炉内

------→工质的动能-------→叶片的动能-------→电能

喷管叶轮发电机

2、热能利用主要表现在哪些方面？常用热能利用设备的种类和特点？通常对一个燃烧器和燃烧室各有哪

些具体要求？

热能的利用——燃料得化学能（煤、石油、天然气）--------------→高温烟气的热能

------→蒸汽 ------→能—机械能---电能

------→生产（蒸煮、加热、干燥、漂洗、反应、保温）采暖通风、制冷、生活用气。

燃烧室的基本要求：

①燃烧效率高——完全燃烧程度、取决于燃料、燃烧方式、燃烧过程组织管理。

②燃烧强度大——单位时间、空间、面积上的燃烧量，结构空间小、耗材少。

③燃烧稳定性好——火焰正常着火、传播、稳定燃烧、不产生脱火、回火、超温、冲墙等。

④燃烧污染少——不产生SO2、NOx粉尘和碳黑，与燃料种类、燃烧方式、末部烟气处理有关。

燃烧器基本要求：

1）能够实现良好的混合（速差、相交、旋转）对重油、油渣、煤灰、水煤浆尤为重要。

2）点火容易，火焰稳定（点火环多头交叉，稳焰罩）

3）结构紧凑，重量轻，安装操作方便

3、何谓燃料的燃烧？完全燃烧所需要条件？气、液、固三种燃料的燃烧过程燃烧和特点？工程燃烧过程

中主要存在的问题和解决的途径？工程燃烧重点研究课题有哪些？

燃烧——是一种复杂的物理化学过程，其本质是燃料与氧化剂发生剧烈发光发热反应。

燃烧条件——①有足够的温度（达到着火温度），②有足够的空气和良好的混合，③有足够的时间和空间，④及时输入和排出燃烧产物。

主要存在的问题和解决方法：

可利用矿物质的燃料资源有限——（煤300年，油50年，天然气50年）存在能源危机。解决方法有：大力开发新的可再生能源

能源利用率低（仅为1/2----1/3）——以煤为主，燃烧技术落后，各种能量转化和传递的热工设备落后。解决方法有：开发各种高效清洁的燃烧技术，开发高效的各种热工传质设备（锅炉、冷机、换热器）。

生产的大量污染. 解决方法有：控制总量排放、达标排放、高效的脱硫脱硝和除尘过程。

存在各种安全隐患：①气体燃料开采，输送，储运过程——引起大火和灾难的后果、中毒；

②煤的开采过程中发生瓦斯爆炸，透水等恶性事故。解决方法：加强安全教育、提高防范意识，提高安全

技术措施，定期检查和集中大检查

4、固体燃料种类？煤分类的依据和种类？煤的工业分析成分和性能指标？标准煤的概念和应用？石油制

来源、成分和性能指标？

工业分析：水分（M）+灰分（A）+可挥发分（V）

+固定碳（C)=100%. 特性指标:发热量（热值）——

单位燃料(kg、m3)完全燃烧时所释放的热量（kJ/kg），

有高低位热值之分，相差值为燃烧产物中蒸气的汽化

潜热。标准煤——Qgw=7000×4.18kJ/kg,称理想的

标准煤，用于各种能量消耗的比较和统计。

5、 燃料燃烧计算的基本原则？理论空气量和理论烟气量的计算？何谓空气过剩系数α？当α变化时对燃

料燃烧有何影响？通常气、液、固燃料燃烧时α的取值范围？

理论空气量——单位燃料完全燃烧所需要的最少空气量（kga/kgf ）、 （Nm3/kgf ）

过量空气系数 α变化是分析：α=1时 理论上，燃料可完全氧化燃烧，燃料与空气之比称为化学当量比。

α<1时 出现不完全燃烧，冒黑烟，环境污染严重，仅用点燃过程，混合不充分。

α>1时 能达到空气燃烧（充分混合），但不能太大→增加排烟损失，降低炉温、影响 燃烧。

6、 燃料的理论燃烧温度和理论发热温度有区别？提高实际燃烧温度有何作用？可采取哪些措施来提高

燃烧温度？怎样计算烟气的焓值？在哪些情况下要考虑飞灰的焓？

理论燃烧温度 : 大大增加燃烧反应速度、缩短燃烧时间和节约燃烧空间;大大增加烟气的辐射换热量， 增加200℃，换热量可增加90%;增加NOX 的产生量，增加污染物的产生.

7、 何谓化学反应速度？怎样来确定化学反应速度？主要影响反应速度的因素有哪些？在工程燃烧过程

中，通常可采取哪些方法来提高化学反应速度？

化学反应速率W ——单位时间内参与反应的初始反应物或最终生成物浓度的变化率。

a.温度对W 的影响:当T ↗时，对W 提高的作用减少，低温时利用T ↗来使W ↗更有利;E ↗→W ↗,高

温对高活化能更有 利→煤的燃烧，重油的燃烧。

b.活化能E :活化能E ↘ 活化分子数增加 反应速度W ↗,可采用各种催化剂、将饱

和分子分解成离子、根、原子，从而使NE ↗ →W ↗↗.

c.反应压力P:在燃气轮机中，采用压缩空气燃烧使W ↗↗,循环增压比ε最大达到25，可使燃烧室体积

和燃烧时间大大缩短。

d.反应物浓度C1、C2、C3:增加反应物的浓度←增加接触反应面积（液体和固体）←液体雾化，固体

粉化 ，从而使W ↗↗

e.混合物不可燃组分对W 的影响:当燃烧气体中渗有不可燃气体（N2、CO2时）W 要受到影响。

因此得到纯氧和富氧燃烧时，燃烧速度增加很多，切割、火箭上升等采用纯氧燃烧.

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