工程燃烧学课件4.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第三章 工程燃烧计算,工程燃烧学,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100,o,C，水分处于蒸汽状态,空气带入的物理热Q,空,=L,n,.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,能量平衡方程,Q,低,+Q,空,+Q,燃,Q,产,+Q,传,+Q,不,+Q,分,3,燃烧产物温度,实际温度计算式,理论燃烧温度,假定绝热，Q,传,0；完全燃烧，Q,不,0,4,理论燃烧温度,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,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,5,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，空气消耗系数n1，则,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,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V,0,，等于各成分体积之和,如认为只有三种成分CO,2,、H,2,O、N,2,，则,V,0,V,0,CO2,V,0,H2O,V,0,N2,V,0,CO2,、V,0,H2O,、V,0,N2,由燃料成分计算(,如何计算？,),说明：此处忽略掉了S,7,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次级数关系，cA,1,A,2,tA,3,t,2,，通过查表得到各系数,8,比热近似法,产物整体,比热近似值法,(表33),根据具体的燃料成分计算V,0,(V,CO2,V,H2O,V,N2,)，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,9,比热近似法,求解过程,比热近似法求温度（比热随温度增大而增大）,10,内插值近似法,假设：,c,=A,1,+A,2,t,+A,3,t,2,温度变化小时，,c,与,t,为线性关系,利用,i=c*t=Q,低,/V,0,认为,i,与,t,呈线性,根据燃料成分求,Q,低,和,V,0,，然后计算,i,，再根据,i,值反算温度,t,11,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=(CO,2,.c,CO2,+H,2,O.c,H2O,+N,2,.c,N2,)/100,计算该温度下的,i,=c,.,t,使得,i,i,利用,i,与,t,的线性关系，,根据几何相似性,，即可求出,t,热,12,方程求解燃料理论发热温度,方程求解法,cA,1,A,2,tA,3,t,2,如认为只有三种成分CO,2,、H,2,O、N,2,，则,V,0,c,产,V,CO2,(A,1CO2,+A,2CO2,t+A,3CO2,t,2,)V,H2O,(A,1H2O,+A,2H2O,t+A,3H2O,t,2,),V,N2,(A,1N2,+A,2N2,t+A,3N2,t,2,),V,0,c,产,abtct,2,因此 ct,3,bt,2,atQ,低,0,解方程即得t,热,13,理论燃烧温度计算,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V,n,.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CO,2,和H,2,O的热分解反应，则分解热Q,分,15,计算Q,分,（1）忽略。在温度=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,18,影响理论燃烧温度的因素,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200,o,C可提高理论燃烧温度100,o,C，对重油、天然气等可提高150,o,C,对高发热量的煤气，预热空气比预热煤气效果更大，因为发热量越高，L,0,越大，空气的物理热更多,预热是利用余热在低温下实现，非常利于节能,空气的富氧程度,氧含量越高，燃烧产物生成量越减少。因为氮气少,在氧含量在小于约40时，氧含量变化的影响显著。大于40后，变化影响减缓。,氧含量对高热值燃料影响大，对低热值燃料影响小,19,思考题,1、计算理论燃烧温度的假设前提是什么？,2、计算燃料理论发热温度的燃烧条件要求又是什么？,3、内插值法和比热近似法求发热温度时，计算步骤是怎样的,？,4、理论燃烧温度的影响因素有哪几个,？,20,