《燃料与燃烧》习题解答 第一篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算：0 2.41=daf V 98.58100=-=daf daf V Fc ; 收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=100 36.35100 100=--? =ar ar daf ar A M V V A ar = 9.95 FC ar = 50.85 干燥基的计算： 35.10=d A V d = 36.77; 88.52100=--=d d d A V FC 2. 某种烟煤成分为： C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100 100=-? =ar d ar M A A 95.72100 100=--?=ar ar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100 100=-? =d daf d A C C 36.5913.0=?=daf d H H 77.4913.0=?=daf d O O N d = N daf ×0.913 =1.74 47.3913.0=?=daf d S S 干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3. 人工煤气收到基组成如下：
《燃料与燃烧》习题解 （仅供参考） 第一篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算：0 2.41=daf V 98.58100=-=daf daf V Fc ; 收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=100 36.35100 100=--? =ar ar daf ar A M V V A ar = 9.95 FC ar = 50.85 干燥基的计算： 35.10=d A V d = 36.77; 88.52100=--=d d d A V FC 2. 某种烟煤成分为： C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100 100=-? =ar d ar M A A 95.72100 100=--? =ar ar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100 100=-? =d daf d A C C 36.5913.0=?=daf d H H 77.4913.0=?=daf d O O
N d = N daf ×0.913 =1.74 47.3913.0=?=daf d S S 干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3. 人工煤气收到基组成如下： 解：干煤气中： H 2，d = 48.0×[100/（100-2.4）]=49.18 CO ，d = 19.3×1.025=19.77 CH 4，d = 13.31 O 2，d = 0.82 N 2，d = 12.30 CO 2，d = 4.61 ρ＝M 干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28× 12.30%+44×4.61%)/22.4 ＝ 0.643 kg/m 3 Q 高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331） ＝14.07×103 kJ/m 3＝ 14.07 MJ/ m 3 Q 低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331） ＝12.55×103 kJ/m 3＝ 12.55 MJ/ m 3 第二篇 燃烧反应计算 第四章 空气需要量和燃烧产物生成量 5. 已知某烟煤成分为（%）：C daf —83.21,H daf —5.87, O daf —5.22, N daf —1.90, S daf —3.8, A d —8.68, W ar —4.0, 试求： （1） 理论空气需要量L 0（m 3/kg ）； （2） 理论燃烧产物生成量V 0（m 3 /kg ）; （3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103kW ，要求空气消耗系数 n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分。 解：（1）将该煤的各成分换算成应用成分： % 33.8100 4 100%68.8100100%=-?=-? =ar d ar W A A %95.72100 4 33.8100%21.83100100%=--?=--? =ar ar daf ar W A C C %15.5%8767.087.58767.0%=?=?=daf ar H H
一 《燃料与燃烧》习题解答 第一篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算：0 2.41=daf V 98.58100=-=daf daf V Fc ; 收到基的计算 ar ar ar ar V M A FC ---=100 36.35100 100=--? =ar ar daf ar A M V V A ar = 9.95 FC ar = 50.85 干燥基的计算： 35.10=d A V d = 36.77; 88.52100=--=d d d A V FC 2. 某种烟煤成分为： C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：80.3100=----=daf daf daf daf daf N O H C S 收到基： 33.8100 100=-? =ar d ar M A A 95.72100 100=--? =ar ar daf ar M A C C H ar =5.15 O ar =4.58 N ar =1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基： 68.8=d A 99.75100 100=-? =d daf d A C C 36.5913.0=?=daf d H H 77.4913.0=?=daf d O O N d = N daf ×0.913 =1.74 47.3913.0=?=daf d S S 干燥无灰基：C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80
第六章 燃烧与燃料 第一节 燃烧与灭火 一．燃烧的条件（重点） 1．燃烧：是可燃物跟氧气发生的剧烈的发光、发热的氧化反应。 （1）燃烧的现象：发光、发热，反应剧烈。 （2）燃烧的反应类型：氧化反应，不一定是化合反应。 （3）燃烧的反应物：常见的燃烧都是可燃物跟氧气发生反应，但是，不是所有的燃烧都一定有氧气参加。例如，镁就能在二氧化碳中燃烧：2Mg+CO 2点燃C+2MgO ；钠能在氯气中燃烧：２Na ＋Cl ２点燃２NaCl （4）燃烧的反应条件：点燃 （5）燃烧的分类及燃烧的产物 注意： ① “完全燃烧”和“不完全燃烧”又叫“充分燃烧”和“不充分燃烧” ② 要掌握含C 、H 、O 等元素的燃料完全燃烧的化学方程式： 2．燃烧的条件： ①物质具有可燃性 ②可燃物要与氧气接触； ③可燃物的温度达到其自身的着火点（即可燃物燃烧所需要的最低温度） 燃烧必须要同时满足三个条件，才能发生燃烧的现象。 二．灭火的原理： ①．移走可燃物可燃物 ②．隔绝氧气 ③．使温度降到着火点以下 1．灭火原理实质就是破坏物质燃烧的条件，三者破坏其一即可灭火。 2．几种常见的灭火方法： （1） 移走可燃物可燃物：森林火灾开辟隔离带，管道煤气着火先关掉阀门，釜底抽薪等； （2）隔绝氧气：酒精灯用等冒盖灭，油锅着火用用锅盖盖灭，向着火的木柴上覆盖沙子，少量酒精燃烧用湿抹布盖灭等； （3）使温度降到着火点以下：用水等大量的冷却剂灭火，用嘴将灯吹熄， （4）用灭火器灭火：①泡沫灭火器：可用于扑灭木材、棉布等燃烧而引起的一般火灾，不能用于扑灭电器火灾；②干粉灭火器：除了用来扑灭一般火灾外，还用于扑灭电器、油、气等燃烧引起的火灾；③液态二氧化碳灭火器：用于扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器的火灾。 3．二氧化碳与灭火 （1）原理：二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧，且密度比空气大。 （2）灭火器主要是用二氧化碳灭火，二氧化碳不能扑灭所有的火灾：如镁带燃烧就不能用二氧化碳扑灭。 4火灾处置、自救 （1）火警电话：119 （2）电器、管道煤气、天然气着火，首先要关闭电源或气阀。 （3）楼层着火，人应用湿毛巾捂住口鼻，沿墙壁匍匐前进，脱离火灾区。 （4）室内火灾，不能打开门窗。空气流通会让火势更旺。 （5）森林火灾，应从逆风方向逃离。 三．促进可燃物燃烧的方法： 1．增大氧气的浓度：木炭燃烧：C+O 2（氧气充足）点燃 CO 2 ；2C+O 2（氧气不足）点燃 2CO ；给锅炉鼓风，增加空气供给量。 2．增大可燃物与氧气的接触面积：煤制成蜂窝煤、粉成煤粉；柴油机把柴油喷成雾状燃烧等。 四．爆炸及易燃物、易爆物的安全知识 1．爆炸：可燃物在有限的空间内迅速发生反应，瞬间放出大量的热；气体的体积急剧膨胀，就产生了爆炸。 2．易发生爆炸的物质：可燃性气体、粉尘。 3．爆炸的条件：与氧气或空气充分接触；遇到高温、明火或撞击。 4．爆炸极限：可燃气体与空气形成混合气体，遇明火发生爆炸的浓度范围（即可燃气体占混合气体的体积分数范围）。可燃性气体浓度低到不能发生爆炸的限度，称为爆炸下限；可燃性气体浓度高到不能发生爆炸的限度，叫爆炸上限。 5．与燃烧、爆炸有关的消防标识 五．燃烧、缓慢氧化、自燃、爆炸之间的关系 燃 烧 爆 炸 缓慢氧化 自 然 概念 可燃物跟氧气发生的剧烈的发光、发热的氧化反应 在有限的空间内发生的急速燃烧 缓慢进行的氧化反应 由缓慢氧化引起的自发的燃烧 温度 达到了着火点 达到了着火点 没有达到着火点 达到了着火点 现象 发热、发光 发热、发光 只放热、不发光 发热、发光
《燃烧学》复习题参考答案集 2009 / 1 / 9 第一章化学热力学与化学反应动力学基础 1、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？ 我国目前的能源环境现状： 一、能源丰富而人均消费量少 我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，煤炭资源60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年吨标准煤，而1 吨标准煤的能量大概可以把400吨水从常温加热至沸腾。 二、能源构成以煤为主，燃煤严重污染环境 从目前状况看，煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源，煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。 以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算，燃煤排放的主要大气污染物，如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等，对我国城市的大气污染的危害已十分突出：污染严重、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。 三、农村能源供应短缺 我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，能源需求量大，但农村所用电量仅占总发电量的14%左右。而作为农村主要燃料的农作物桔杆，除去饲料和工业原料的消耗，剩下供农民作燃料的就不多了。即使加上供应农民生活用的煤炭，以及砍伐薪柴，拣拾干畜粪等，也还不能满足对能源的需求。 电力市场现状： 2008年10月份，中国电力工业出现％的负增长，为十年来首次出现单月负增长。11月，部分省市用电增幅同比下降超过30％。在煤价大幅上涨和需求下滑的影响下，目前火电企业亏损面超过90％，预计全年火电全行业亏损将超过700亿元。 走势分析 2009年，走过今年“寒冬”的电力行业将机遇与挑战并存，挑战大于机遇。受整个经济下滑的影响，“过剩”的尴尬将继续显现。 电价矛盾将更加突出。今年以来，国家制定的煤电价格联动政策迟迟无法实施，导致发电企业亏损不断累积，电价矛盾日益尖锐。面对明年经济形势的复杂情况，电力销售价格能否适时调整，具有很大的不确定性。 结构调整有望借势“提速”。明年宽松的用电环境正好为中国电力结构调整腾出了时间和空间。面对今年的大变局，国内发电企业将从跑马圈地式的快速扩张，转向注重效益的发展模式。 燃烧科学的发展前景 燃烧学是一门正在发展中的学科。能源、航空航天、环境工程和火灾防治等方面都提出了许多有待解决的重大问题，诸如高强度燃烧、低品位燃料燃烧、煤浆(油-煤，水-煤，油-水-煤等)燃烧、流化床燃烧、催化燃烧，渗流燃烧、燃烧污染物排放和控制、火灾起因和防止等。 我国的能源现状也决定了必须大力的发展燃烧学科。 燃烧学的进一步发展将与湍流理论、多相流体力学、辐射传热学和复杂反应的化学动力学等学科的发展相互渗透、相互促进。 2、什么叫燃烧？
初中化学《燃烧和灭火》专项练习考试题及答案 姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________ 题型选择题填空题简答题xx题xx题xx题总分 得分 一、选择题（共28题） 1.为探究物质的燃烧条件，某同学进行了如图所示的实验，下列说法正确的是 （） A．现象①③说明白磷的着火点比红磷的着火点低 B．现象①②说明物质的燃烧需要达到一定的温度 C．现象②③说明物质燃烧需要氧气 D．现象③说明红磷不是可燃物 【答案】B 难度：中等知识点：燃烧和灭火 2.调查统计表明，火灾伤亡事故很多是由于缺少自救常识造成的，缺氧窒息是致人死亡的首要原因。相关自救措施不合理的是（） A．在山林中遇火灾时，尽量向逆风方向奔跑，脱离火灾区 B．有烟雾的地方，尽量贴近地面逃离 C．烟雾很大时，用湿毛巾捂住口鼻 D．室内起火，立即打开所有门窗 【答案】D 难度：基础知识点：燃烧和灭火 3.当汽车油箱泄露时,采取的应急措施首先是（） A．亮灯查找泄露源B．打开车窗,严禁一切火种 C．洒水吸收汽油D．报警说明情况 【答案】B 难度：容易知识点：燃烧和灭火 4.2015年5月25日，河南鲁山县老年公寓发生特大火灾，着火房屋的墙体均由泡沫塑料填充的铁皮夹层，俗称“铁皮泡沫屋”。下列有关说法正确的是（） A．泡沫塑料属于有机合成材料，但不属于易燃物 B．火灾发生后应用湿毛巾捂住口鼻迅速逃离，并拨打火警119 C．只要达到着火点，可燃物一定会燃烧 D．可燃物燃烧的同事一定还会发生爆炸 评卷人得分
【答案】B 难度：容易知识点：燃料和热量 5.化学实验过程中要规范操作，注意实验安全。下列有关做法中错误的是（） A．洒在桌面上的酒精燃烧起来，立即用湿抹布或沙子扑灭 B．稀释浓硫酸时，一定要把水注入浓硫酸中，并不断用玻璃棒搅拌 C．点燃氢气前，一定要先检验氢气的纯度 D．稀酸飞溅到皮肤上，立即用大量水冲洗再涂上3℅～5℅的小苏打溶液 【答案】B 难度：容易知识点：燃烧和灭火 6.下列关于燃烧的叙述中，正确的是（） A．燃烧一定属于化合反应 B．有发光、放热现象的变化一定是燃烧 C．可燃物燃烧一定有新物质生成 D．在纯氧l【答案】C 难度：基础知识点：氧气 9.下列混合气体遇到明火可能发生爆炸的是（） A．氮气、氧气B．氧气、二氧化碳 C．氮气、氢气D．氧气、氢气 【答案】D 难度：容易知识点：使用燃料对环境的影响 10.下列变化过程不属于缓慢氧化的是（） A．食物腐败B．光合作用C．呼吸作用D．铁钉生锈 【答案】B 难度：容易知识点：氧气 11.下列处理事故的方法中不正确的是（） A．炒菜时油锅着火，用锅盖盖灭 B．家用电器着火，用水扑灭 C．图书、档案着火，用二氧化碳灭火器扑灭 D．厨房天然气管道漏气，立即关闭阀门并轻轻开窗通风 【答案】B 难度：容易知识点：燃烧和灭火 12.比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中推理不合理的是（） 序号 化学反应事实 影响化学反应的因素 A 纸在空气中常温不会燃烧，而点燃后可以燃烧 反应温度 B
1.说明煤的化学组成、挥发份及灰分、水分、碳分等对煤质特性的 影响？ 煤的化学组成主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)等元素组成： 碳是煤中主要的可燃元素，在燃烧过程中放出大量的热；煤的炭化程度越高，含碳量就越大；含碳量高的煤难以着火与燃烬，但是发热量很高。 氢也是煤中主要的可燃元素，有效氢的发热量很高，是碳发热量的3～4倍，煤中氢含量先随着炭化程度的增加而增加，当煤中含碳量为85%时达到最大值，然后随着炭化程度的增加而下降。 氧是煤中有害的不可燃元素，煤中含氧量随着炭化程度的增加而下降，煤中氧含量的存在会使煤发热量降低。 氮是煤中的有害不可燃元素，其存在不但降低煤的发热量，而且会生成NOx 等污染物； 硫是煤中的有害元素，在煤燃烧过程中会生成SOx等有害污染物。 挥发分是煤在隔绝空气条件下加热到850℃时析出的气体。挥发分含量多的煤，着火容易，着火温度低，燃烬容易；挥发分含量少的煤，着火温度高，着火困难，燃烬非常困难。 灰分是指煤中所含的矿物质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成的一些固体残留物。灰分含量高的煤不仅使煤的发热量减小，而且影响煤的着火与燃烧。由于燃烧烟气中飞灰浓度大，使受热面易受污染影响传热、降低效率，并使受热面易磨损而减少寿命。同时，对排烟中的含尘量必须采用高效除尘措施，使排烟中含尘降低到合格的排放指标。在煤的使用过程中，一定要重视煤的灰熔点，否则容易造成结渣，不利于燃烧过程中空气的流通和气流均匀分布，破坏燃烧过程的稳定运行。 水分是煤中的不可燃成分，其存在不仅降低了燃料的可燃质含量，含水量大的燃料发热量低，不易着火、燃烧，而且在燃烧时还要消耗热量使其蒸发和将蒸发的水蒸气加热，降低燃烧室温度，使锅炉效率降低，并使排烟损失加大，还易在低温处腐蚀设备。含水量大的煤使得制粉设备制粉困难，需要高温空气或烟气干燥。同时，水分大的煤也不利于运输，并使成本增加。但是，在高温火焰中水蒸气对燃烧具有催化、媒介作用，可以加速煤粉焦碳的燃烧，可以提高火焰黑度，增加火焰及烟气的辐射放热强度，加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外，水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。这样，水分使飞灰中碳粒减少，从而使机械不完全损失减少，TSP减少，同时水分的蒸发有利于疏松煤层，增加孔隙率，改善燃烧。因此综合考虑，应以合适水分为好。 煤中碳分包括固定碳和游离碳。固定碳是指在隔绝空气的情况下煤中挥发分析出后剩下的固体物质中的含碳量；游离碳是指挥发分中的含碳量。一般来说，煤的煤化程度越高，挥发分含量越少，固定碳含量越高。煤中固定碳含量高，不利于煤的着火和燃烧，煤难以燃烬。 2.什么是有效氢，什么是化合氢？ 有效氢：与碳、硫结合在一起的氢，也叫可燃氢，可进行燃烧反应，并放出
第四章：燃料及其燃烧 第一节燃烧与灭火 第二节碳 第1课时碳单质 第2课时 CO2和CO的性质 第三节二氧化碳的实验室制法 第四节化学燃料 考点一：燃烧和灭火 一、燃烧 1、概念：可燃物与空气中氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。 2、条件：（1）可燃物（2）氧气（或空气）（3）温度达到着火点（三者缺一不可，否则不能燃烧）如右图所示：A、薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧，说明了燃烧需要温度达到着火点； B、薄铜片的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧，说明了燃烧需要氧气 白磷的着火点低，应贮存在装有水的试剂瓶中 3、燃烧与缓慢氧化的比较 相同点：都是氧化反应、都放热； 不同点：前者发光、反应剧烈，后者不发光、反应缓慢 二，爆炸，燃烧与缓慢氧化的联系与区别 概念发生条件防范措施 燃烧可燃物与氧气发生的一种发光、发 热的剧烈的氧化反应 可燃物；与空气或氧气 接触；温度达到着火点 可燃物与其他物品隔 离；与空气隔离；降低 温度至着火点以下 爆炸可燃物在有限的空间内发生急剧燃 烧，短时间内积聚大量的热，使气 体体积迅速膨胀而引起爆炸 剧烈燃烧；有限空间严禁烟火 缓慢氧化反应进行得很慢，甚至不易察觉的 氧化反应 与空气或氧接触 ②化学变化的爆炸：可燃物在有限空间内急速燃烧，放出的热使气体的体积迅速膨胀 ③可燃性气体（氢气、一氧化碳、甲烷）或粉尘（面粉、煤粉）与空气或氧气混合，遇到明火可能会发生爆炸；可燃性气体在点燃或加热前都要检验纯度,以防止发生爆炸的危险 ④油库、面粉加工厂门口贴有“严禁烟火”的标志：空气中常混有可燃性气体或粉尘，接触到明火，就 有发生爆炸的危险 ⑤可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧越剧烈 三，灭火的原理和方法 1、燃烧的条件决定着灭火的原理，只要破坏燃烧的任何一个条件，就可以达到灭火的目的 2、灭火的原理：（1）消除可燃物（2）隔绝氧气（或空气）（3）降温到着火点以下。 3、泡沫灭火器：扑灭木材、棉布等燃烧引起的失火。 干粉灭火器：扑灭一般的失火外，还可以扑灭电器、油、气等燃烧引起的失火。
燃料及其燃烧值 一、教学目标： 1、在物理知识方面要求： ⑴、知道燃烧过程，是燃料的化学能转化为内能的过程 ⑵、知道什么是燃料的燃烧值及其单位，会查燃料燃烧值表。 2、通过学习，会计算某种燃料完全燃烧放出的热量。 3、阅读有关内容懂得利用燃料、节约能源的意义， 二、重点、难点分析： 1、重点是掌握燃烧值的概念和单位，根据燃烧值的定义会计算燃料燃烧时放出的热量。 2、燃烧值是用于反映燃料燃烧放热本领的物理量，在应用燃烧值定义计算问题时，在理解燃烧值的实际物理意义基础上解答问题，对初中学生来说有一定的困难，是教学难点。 三、主要教学过程： ㈠、引入新课： 1、复习内能、热量等概念，指出本章进一步学习内能的应用。 2、同学们是否知道“海湾战争”，为什么美国人大动干戈？除了一些政治原因外，中东地藏中最吸引工业发达国家的是什么？——石油。石油经过分馏法可提练出汽油、煤油和柴油。它们都是燃料。 生活中烧水、煮饭、取暖时，需要热量，它们大多是从哪里来的？ 内能是人类使用的最大量的一种能量，获得内能的途径之一是燃烧燃料。 ㈡、新课教学 板书：第三章：内能的利用热机 一、燃料及其燃烧值： 1、燃料的燃烧值： 指导学生阅读， 提问1：燃料燃烧过程是物理变化还是化学变化？ 提问2：在这个过程中能的转化情况怎样？ 板书：燃料燃烧过程中:燃料的化学能转化为内能,放出热量。 提问3：你说出燃料的种类和常用的燃料吗？ 分固体（木柴、煤等）液体（汽油、柴油、酒精等）气体（煤气、天燃气、氢气） 组织学生看课本P30图3-1，并讨论图注中所出的问题。 四口之家一个月需要的内能，即吸收热量是一定的，这些热量由燃料燃烧放出。用木柴需要150千克，煤只需75千克，而液化气只要30千克。从某种意义上讲，木柴不如煤，煤不如液化气。（提问：如何区别燃料之间上差异？）引入燃烧值的概念。 2、燃料值的定义，单位。
燃烧学复习题 第二章 1.简述比热容和物质原子个数之间的关系，并解释形成这一关系的原因。P14 一般而言，物质原子个数越多，比热容越大。分子内能由三个部分组成：平动、振动和转动。单原子分子只有平动动能，双原子分子中，能量储存于振动的化学键和基于两个正交轴的转动动能中，也有平动动能，双原子分子的比热容大于单原子分子的比热容，三原子分子比热容更大，一般而言，分子结构越复杂，摩尔热容越大。比热容Cv和Cp通常都是温度的函数。分子结构越复杂，其摩尔热容越大。机理分子内能由三部分组成，平动，振动，转动。根据量子理论，振动和转动的能量储存模式随温度的增加而变得活跃。 2.什么是生成焓？绝对焓、生成焓和显焓之间的关系。P23 标准状态下元素的化学键断裂并形成新的键而产生所需要的化合物时的净焓变化值.。绝对焓定义为生成焓和显焓之和。 3.什么情况下物质的生成焓为0？P23 在标准参考状态（T=298K，P=1atm）下所有稳定的元素在其最自然的状态时的生成焓设定为零。 4.什么是反应焓？和热值之间的关系？P27 完全反应条件下，在某一特定状态下产物的焓与反应物的焓的差叫作反应焓。热值与反应焓数值相等，但符号相反。 5.低位热值和高位热值有何区别？燃料和燃烧产物在什么状态下的放热量最 大？P27 高位热值（HHV）是假设所有产物都凝结成液体水时的燃烧热。这一情形下释放出最大的热量。低位热值（LHV）是指没有水凝结成液体的情况下的燃烧热。 6.当量比的定义？不同的当量比对于什么燃烧工况？P20
7. *化学当量空燃比和实际空燃比有何区别？ 理论上每千克燃料完全燃烧时需要空气的质量，这种空气和燃料的比例称为化学当量比。为了完全燃料，实际送入的空气量要大于理论空气量， 8. *绝热燃烧温度的定义？有哪些因素导致实际燃烧温度总是低于绝热燃烧温度？ 绝热燃烧温度，亦称“绝热火焰温度”，是燃料在绝热条件下实现完全燃烧时，燃烧产物所能达到的温度。包括定压绝热燃烧温度和定容绝对燃烧温度。在高温度燃烧中，燃烧产物不是简单的理想产物的混合物；主要成分离解产生次要成分。 因为实际燃烧时散热是不可避免的，为了完全燃烧，实际送入的空气量要大于理论空气量，以及火焰在高温时，部分燃烧产 物C02和H20分解成CO 、H2和02时要吸热。所以，实际燃烧 温度总是低于理论燃烧温度。 9. 定质量孤立系统中，燃烧化学平衡组分如何确定？P33 （热力学）第一定律，第二定律，状态方程 10. *在使用吉布斯函数来确定燃烧化学平衡组分时，有哪些限定条件？P33 给定温度、压力和化学当量比的条件下计算混合物的组成。G=H-TS 11. 如何用分压力计算平衡常数K p ？P35 12. 平衡常数K p 和0T G 的关系，及其对化学平衡的影响？P35
燃烧 1、着火是指：燃料和氧化剂混合后，由无化学反应、缓慢的化学反应向稳定的强烈放热状态的过渡过程，最终在某个瞬间、空间中某个部分出现火焰的现象。 2、热自燃孕育期即为着火延迟期：它的直观意义是指可燃物质由可以反应到燃烧出现的一段时间，更确切的是在可燃物质已达到着火条件下，由初始状态到温度骤升的瞬间所需时间。 3、火焰传播是指：当混合气的某一局部点燃着火时，将形成一个薄层火焰面，火焰面产生的热量将加热临近层的可燃混合气，使其温度升高至着火燃烧，这样一层一层的着火燃烧，把燃烧逐渐扩展到整个可燃混合气的现象。 4、燃烧温度：燃料在炉内实际燃烧后烟气所达到的温度(有散热)，它是在边燃烧边传热的情况下烟气达到的温度，在高度方向和炉膛截面的不同处，其燃烧温度是不相同的；此外还与燃烧完全程度及燃料是否热解有关。 5、理论燃烧温度(绝热燃烧温度)：假定炉膛边界不传热(绝热系统)时，燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)时炉内烟气所能达到的最高温度(不等于1，燃料和空气均可预热)。理论燃烧温度是燃料燃烧的一个重要指标，为某种燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度，其对于炉内过程分析和热工计算都是一个极其重要的依据，对于燃料与燃烧条件的选择，温度水平的估计和炉内换热计算，都有实际意义。 6、理论发热温度：假定炉膛边界不传热(绝热系统)时，燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)，燃料和空气均不预热时，空气消耗系数为1时，炉内烟气能达到的温度称为理论发热温度。理论发热温度只和燃料性质有关，是从燃烧温度的角度评价燃料性质的一个指标。 7、均相燃烧：燃料和氧化剂的物态相同，如气体燃料在空气中的燃烧，燃料和氧化剂都是气体，属于同相燃烧。 8、异相燃烧：燃料和氧化的物态不同，如固体燃料在空气中的燃烧属于异相燃烧。 9、动力燃烧：燃料与氧化剂混合时间远小于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和，扩散性能远远超过化学反应性能，燃烧速度取决于化学反应性能，而与扩散性能无关。此时，扩散性能很强，燃料表面有足够的氧气，阻碍燃烧的是不能迅速进行化学反应。如预先混合好的可燃气体与空气混合物的燃烧过程、层燃炉尾部燃烬区的燃烧过程、细小颗粒煤粉的燃烧过程和煤粉炉尾部的燃烧等，即动力燃烧不只在气体燃料燃烧时才存在。 其主要影响因素是可燃物与氧的化学反应速度，化学反应速度与反应空间的压力、温度、反应物质浓度有关。对于锅炉的实际燃烧，影响化学反应速度的主要因素是炉内温度，炉温高，化学反应速度快。 10、扩散燃烧：燃料与氧化剂混合时间远大于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和，化学反应性能远远超过扩散性能时，燃烧速度取决于扩散性能，而与化学反应能力无关，化学反应能力很强，只要氧气扩散到燃料表面，就能立即燃烧掉，阻碍燃烧的是氧气供给不足。如气体燃料与空气分别由两个喷口进入燃烧室的燃烧过程和大颗粒煤的燃烧过程。对于扩散燃烧，对其燃烧进行强化的主要方法是加强燃料与空气的混合，其次是提高二者的温度等。 11、何为阿累尼乌斯定律？何为活化能E？活化能与何因素有关？
燃料及其燃烧单元测试 Revised by BETTY on December 25,2020
4燃料及其燃烧单元测试 一、选择题：（以下各小题，只有一个符合题意的答案，每小题 2 分，共 34 分） 1.下列物质中，碳元素化合价最低的是() 2.下列关于二氧化碳的叙述错误的是() A.环境监测中心在公布城市空气质量状况时不包括该气体 B.是造成全球气候变暖的主要气体 C.在蔬菜大棚中，适量补充其含量有利于农作物的生长 D.能与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白携氧能力降低 3.具有可燃性和还原性的固体单质是() 4.家庭中要除去水壶中的少量水垢，采用的方法是() A.用食用醋精洗涤 B.用洗洁精洗涤 C.用食盐水洗涤 D.用淘米水洗涤 5.下列物质的用途，既利用了该物质的物理性质又利用了其化学性质的是 () A.用金刚石切割玻璃 B.乙醇被用作内燃机中的燃料 C.用 CO2灭火 D.用石墨作高温电炉电极 6.下列物质分别在空气中燃烧，同时有二氧化碳和水生成的是() ①甲烷②木炭③氢气④石蜡⑤酒精⑥一氧化碳 A.①④⑤ B.①③④⑤ C.②④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥ 7.氧气和二氧化碳在性质上的相似点有() ①都具有氧化性②都具有还原性 ③都能用排水法收集④都能跟碳反应 ⑤都是气体⑥都是氧化物 ⑦都可用于灭火⑧通常状况下密度都比空气大 A.②④⑤⑧ B.①③④⑤⑥⑧ C.①④⑤⑦⑧ D.①④⑤⑧ 8.下列说法正确的是() ①水银不是银②干冰不是冰③铅笔不含铅④金刚石不含金 A.①④ B.② C.②③ D.①②③④
第 1 页 / 共 7 页
9.发现室内煤气泄漏使人中毒时，应首先做的是() A.迅速做人工呼吸 B.立即关闭煤气阀门，打开门窗 C.拨打急救电话 120 D.立即打开换气扇开关 10 .下列各组物质中主要成份不同的是() A.大理石、石灰石 B.金刚石、石墨 C.天然气、沼气 D.干冰、冰 11. 2002 年桂林市在整顿音像市场的活动中，查获了一批盗版光盘，并进行了“绿色销毁”。 以下做法属于“绿色销毁”的是（） A.泼上汽油焚烧 B.倾倒入漓江中 C.深埋水土中 D.碾压粉碎后回收再利用 12.可以把金刚石、石墨、氧气归为一类物质，下列物质中与它们同属一类的是（ ） A.水 B.氢气 C.钟乳石 D.空气 13.等质量的碳酸钙与盐酸反应或高温煅烧生成二氧化碳的质量（） A.与盐酸反应产生的多 B.高温煅烧产生的多 C.一样多 D.无法判断 14.下列点燃氢气的装置中既安全又正确的是（从右端尖嘴处点火，液体均为水）（ ） A B C D 15.在 CO+Cu CO2+Cu 的反应中，做还原剂的是（） A. CO B. CuO C. Cu D. CO2 16.植物进行光和作用时，需不断消耗空气中的二氧化碳，但二氧化碳在大气中的含量却基本保持不变，这是由于①动植物的呼吸作用，②矿物燃料的燃烧，③死亡动植物的腐烂，④ 矿物如 CaCO3的分解。 A. ①③ B. ①④ C. ①② D. ①②③④ 17.下列各组气体中，既不能都用排水法，也不能用相同的排空气法收集的是（） A. CO2、O2 B. H2、CO2 C. H2、O2 D. H2、CO 二、填空题：(本题共 28 分) 第 2 页 / 共 7 页
1 硫在煤中的几种存在形式为什么是有害成分熔点与酸度的关系。 答：三种，1有机硫，来自母体，与煤成化和状态，均匀分布。2 黄铁矿硫与铁结合在一起，主要成分，硫化铁。3硫酸盐硫以各种硫酸盐的形式存在杂质中。有害成分：二氧化硫三氧化硫危害人体健康和造成大气污染。在加热炉中造成金属的氧化和脱碳，在锅炉中引起锅炉换热面的腐蚀。焦炭还能影响生铁和钢的质量。酸性程度高的灰分，熔点较高。 曼彻斯特的红> 22:03:42 2 说明煤灰分的定义，怎样确定灰分的熔点和酸度 答：煤中所含的矿物杂质（碳酸盐粘土矿物及微量稀土元素）在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成一些固体残留物。熔点：灰分式样软化到一定程度时的温度作为灰分的熔点。（三角锥软化到半球）。酸性成分与碱性成分之比作为灰分的酸度。 3、何为煤的半工业分析、全工业分析。分析方法及意义 煤的半工业分析是将一定质量的煤加热到110℃使其水分蒸发，以测出水分的含量，再在隔绝空气的条件下加热到850℃，并测出挥发分的含量，然后通以空气是固定碳全部燃烧，以测出灰分和固定碳的含量。 全工业分析是在办工业分析的基础上加上煤中S的含量，与煤的发热值的测定的煤的工业分析。 4 集中表述煤的化学组成有几种方法表示。有什么实际意义， 应用成分：C H O N P S灰分A 水分W七种组分所组成，包括全组分在内的成分，习惯上把她叫做应用基，上述各组分在应用基中的质量百分数叫做燃料的应用成分。干燥成分：不含水分的干燥基中的各组分的百分含量来表示燃料的化学成分。可燃成分：C H O N S五种元素在可燃基中的百分含量来表示燃料的成分。 5 工业炉使用气体燃料与固、液体相比有哪些优点 1，在各种染料中，气体燃料的燃烧过程最容易控制，也最容易实现自动调节2，气体燃料可以进行高温预热，因此可以利用低热值燃料来获得较高的燃烧温度并有利于节约燃料降低燃烧。3没有炉灰，固体废弃物。 6燃烧计算中需已知那些条件主要确定那几个参数 答：条件：（1）燃料完全燃烧，不考虑热分解2气体体积均指标况下体积3元素的公斤分子
100 1 《燃料与燃烧》习题解 （仅供参考） 第一篇燃料概论 1.某种煤的工业分析为：M ar =3.84, A d =10.35, V daf =41.02,试计算它的收到 基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 FC daf =100—V daf =58.98; V ar = Vdaf X 100 - M ar - A ar =35.36 100 A = 9.95 FC a r = 50.85 V d = 36.77; 2.某种烟煤成分为: M ar =4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基：S daf =100 一 C daf 一 H daf 一 O daf 一 N daf = 3.80 Aar 严需、8 .33 C ar =C daf 冥 100~ A ar ~ M ar =72.95 解：干燥无灰基的计算: V daf =41.02 收到基的计算 FC ar =100-A ar - M ar -V ar 干燥基的计算: A =10.35 FC d = 100-V d -代=52.88 C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 A d =8.68 收到基:
ar =5.15 O ar =4.58 N ar = 1.67 S ar =3.33 M ar =4.0 干燥基: A d = 8.68 C d 亠晋=75.99 H d = Hdaf X 0.913 = 5.36 O d =Odaf X 0.913 = 4.77 N = N daf X 0.913 =1.74 S d =SiafX 0.913 = 3.47 干燥无灰基: C daf =83.21 H daf =5.87 O daf =5.22 N daf =1.90 S daf =3.80 3.人工煤气收到基组成如下: 计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值; 解：干煤气中： CO CH O N CO p = M 干 /22.4 H 2, d 4，d 2, d 2, d 2, d =48.0 X [100/ (100-2.4 ) ]=49.18 =19.3 X 1.025=19.77 =13.31 =0.82 =12.30 =4.61 =(2 X 49.18%+28X 19.77%+16X 13.31%+32X 0.82%+28X 12.30%+44X 4.61%)/22.4 =0.643 kg/m (3020X 0.1977+3050 X 0.4918+9500 X 0.1331 ) r3 . ., 3 ,— (3) Q 高=4.187 X =14.07 X 103 kJ/ m 3= 14.07 MJ/ m Q 低=4.187 X( 3020X 0.1977+2570 X 0.4918+8530 X 0.1331 ) 3 3 3 =12.55 X 103 kJ/m 3= 12.55 MJ/ m 3 第二篇燃烧反应计算 第四章空气需要量和燃烧产物生成量
第四章可燃气体的燃烧习题 1. 预混可燃气燃烧波的传播存在哪两种方式?各有什么特点? 略 2. 什么叫做火焰前沿?火焰前沿有什么特点?预混可燃气中火焰传播的机理是什么?其基本点分别是什么? 略 3. 层流预混火焰传播速度Sl 是如何规定的?影响层流预混火焰传播速度的因素主要有哪些?用本生灯测量火焰传播速度的要点是什么? 答：Sl 规定根据公式和定义解答。 影响因素7个。 4. 为什么灭火剂要具有低的导热系数和高的热容? 书上有。略。 5. 已知丙烷空气预混气的管径为1Ocm ，管中心气流速度u 0=484cm/s.测得沿半径方向上离管中心4.5cm 处上方火焰面的θi =60゜，求其火焰传播速度Sl. 解：)(98.45s cm S l = 注意：气流速度484cm/s 对应的半径是题目中已经给出的4.5cm ，不是根据r=0.9R 计算得出的！书中r=0.9R 是真实平均火焰传播速度的位置，本题恰好一致而已。 6. 已知氢气与空气混合气体体积V1=9升，混气为当量比，初温t1=0O C ，初压P1=0.1MPa ，一千摩尔氢气燃烧热为283918.1kJ/kmol ，水的汽化热为43931.8kJ/kmol ，氢气火焰传播速度Sl=335.3cm/s ，取热容比K=1.4，当混气进行绝热等容爆炸时，求以下各类参数：（1）爆炸温度t2，（2）爆炸压力P2，（3）升压时间，（4）平均升压速度，（5）爆炸威力指数，（6）爆炸总能量，（7）当t=5ms 时的瞬时压力。 7. 简述可燃气体爆炸参数的测量方法。 答：（1）静态可燃气爆炸试验 在爆炸室中预制一定浓度的可燃气与空气的混合物，压力为大气压，确保气体混合均匀 且处于静态，打开压力记录仪，启动点火源。测得和m dt dP ??? ??，m dt dP ??? ??可用t P ??近似。 （2）动态可燃爆炸试验
第四章 可燃气体的燃烧习题 1. 预混可燃气燃烧波的传播存在哪两种方式?各有什么特点? 略 2. 什么叫做火焰前沿?火焰前沿有什么特点?预混可燃气中火焰传播的机理是什么?其 基本点分别是什么? 略 3. 层流预混火焰传播速度Sl 是如何规定的?影响层流预混火焰传播速度的因素主要有 哪些?用本生灯测量火焰传播速度的要点是什么? 答：Sl 规定根据公式和定义解答。 影响因素7个。 4. 为什么灭火剂要具有低的导热系数和高的热容? 书上有。略。 5. 已知丙烷空气预混气的管径为1Ocm ，管中心气流速度u 0=484cm/s.测得沿半径方 向上离管中心4.5cm 处上方火焰面的θi =60゜，求其火焰传播速度Sl. 解：)(98.45s cm S l 注意：气流速度484cm/s 对应的半径是题目中已经给出的4.5cm ，不是根据r=0.9R 计算得出的！书中r=0.9R 是真实平均火焰传播速度的位置，本题恰好一致而已。 6. 已知氢气与空气混合气体体积V1=9升，混气为当量比，初温t1=0O C ，初压 P1=0.1MPa ，一千摩尔氢气燃烧热为283918.1kJ/kmol ，水的汽化热为43931.8kJ/kmol ，氢气火焰传播速度Sl=335.3cm/s ，取热容比K=1.4，当混气进行绝热等容爆炸时，求以下各类参数： （1）爆炸温度t2，（2）爆炸压力P2， （3）升压时间，（4）平均升压速度，（5）爆炸威力指数，（6）爆炸总能量，（7）当t=5ms 时的瞬时压力。 7. 简述可燃气体爆炸参数的测量方法。 答：（1）静态可燃气爆炸试验 在爆炸室中预制一定浓度的可燃气与空气的混合物，压力为大气压，确保气体混合均匀
燃烧室思考和练习题-答案
燃烧室及污染排放思考和练习题 （1）航空燃气轮机燃烧室的功用是什么？ 答：燃烧室的功用是把燃料中的化学能经过燃烧释放出来，转变为热能，直接加到发动机的空气当中，使其作功能力提高。（加工压缩后的高压气流进入燃烧室，在燃烧室中进行充分有效地燃烧，燃烧后的高温高压燃气驱动涡轮提供压缩系统所需要的功，除此之外，剩余的高温高压燃气一部分通过喷管排出，产生推进力，推动飞行器前进，另一部分通过动力涡轮，做机械传动，带动螺旋桨或风扇，产生推力和升力。） （2）航空燃气轮机燃烧室采取何种技术措施来满足发动机对燃烧室的性能要求？ 答：1.扩压降速：燃烧室进口气流马赫数在0.2到0.35之间，如果采用一定措施保证火焰稳定，在如今加温比2左右的情况下，加热损失将高达3-12%，从循环来看，大大降低了作功能力，所以需要降低燃烧区速度，可大幅度降低加热损失。加热 损失： *2* ** 2 dP kMa dT P T =- 2.燃油雾化（压力，空气，甩油盘，蒸发管） 3.低速区或回流区稳定火焰（旋流器） 4.空气分股：流速考虑，设置背风挡板，使高速气流绕流，从而保证火焰稳定； 可燃性考虑，航空燃油的化学恰当油气比为0.0676，而燃烧室中设计油气比范围为0.015-0.033，转换为当量比为0.22-0.49.分股空气一部分 进入燃烧区，一部分进入掺混降温区 （3）为什么早期的燃烧室体积和长度都比现在燃烧室大？p224 答：早期的燃烧室容热强度(单位工作压力、单位燃烧室容积下，每小时燃烧的燃油所放出的热量)小，所以体积和长度大。 （燃烧室长度 Lc：所有的燃烧室都必须足够长到能容纳一个低速火焰稳定区和一个高速混合区，以降低出口温度分布。燃烧室长度与火焰头部的比例 (Lc/Hd) 随着燃烧室技术的发展不断降低。） （4）燃烧室火焰筒内为什么要分区？以燃烧室油气比0.03来说明。 答：