当前位置：文档之家 › 第四章液体燃料的燃烧理论

第四章液体燃料的燃烧理论

  • 格式：ppt
  • 大小：1.71 MB
  • 文档页数：42

下载文档原格式

  / 42

合集下载

【2017年整理】燃烧学复习重点

【2017年整理】燃烧学复习重点

第一章燃烧化学反应动力学基础1、什么叫燃烧？2、浓度和化学反应速度正确的表达方法？化学反应速度如何计量？3、什么是单相反应、多相反应、简单反应、复杂反应、总包反应？4、质量作用定律的适用范围？如何从微观的分子运动论的观点来理解质量作用定律？试用质量作用定律讨论物质浓度对反应速度的影响。

5、什么是反应级数？反应级数与反应物浓度（半衰期）之间的关系如何？6、常用的固体、液体和气体燃料的反应级数值的范围是多少？7、试用反应级数的概念，讨论燃尽时间与压力之间的关系。

8、惰性组分如何影响化学反应速率？9、Arrhenius定律的内容是什么？适用范围？如何从微观的分子运动论的观点来理解Arrhenius定律？10、什么是活化能？什么是活化分子？它们在燃烧过程中的作用？11、图解吸热反应和放热反应的活化能与反应放热（吸热）之间的关系。

12、什么叫链式反应？它是怎样分类的？链反应一般可以分为几个阶段？13、描述氢原子燃烧的链式反应过程。

14、试用活化中心繁殖速率和销毁速率的数学模型，结合编程技术，绘制氢原子浓度随时间变化的图线，解释氢燃烧的几种反应的情况。

并讨论：分支链反应为什么能极大地增加化学反应的速度？15、烃类燃烧的基本过程是什么，什么情况下会发生析碳反应？如何进行解释？什么样的烃类燃烧时更容易发生析碳反应？如何防止烃类燃烧析碳？16、图解催化剂对化学反应的作用。

17、什么叫化学平衡？平衡常数的计算方法？吕·查德里反抗规则的内容是什么？18、什么是燃料的低位发热量和高位发热量？19、试用本章的知识解释，从燃烧学的角度来看，涡轮增压装置对汽车发动机的作用是什么？20、过量空气系数（a）与当量比（b）的概念？21、燃烧过程中，有几种NOx的生成机理？第二章燃烧空气动力学基础——混合与传质1．为什么说混合与传质对燃烧过程很重要？2．什么是传质？传质的两种基本形式是什么？3．什么是“三传”？分子传输定律是怎样表述的？它们的表达式如何？（牛顿粘性定律、傅立叶导热定律、费克扩散定律）4．湍流中，决定“三传”的因素是什么？湍流中，动量交换过程和热量、质量交换的强烈程度如何？怎么用无量纲准则数的数值来说明这一点？5．试推导一个静止圆球在无限大空间之中，没有相对运动的情况下，和周围气体换热的Nu数，以及和周围气体进行传质的Nu zl数。

第四章 燃烧反应计算

第四章 燃烧反应计算

实际燃烧时，由于n 1 ，因此就多了一 部分的空气未参与燃烧反应，这样就在燃烧产 物中增加了氧成分（O2’即VO2），且使得N2’ 含量增加，这时的实际燃烧产物生成量可以写 成：
Vn= Vco2+Vh2o+ VSO2+VN2+VO2
值得注意的是，这里的VN2与Vo中的VN2是不相等 的，要多（Ln-Lo）79% ！
燃料与燃烧学
燃烧反应计算
概述
燃烧反应的静力学计算，不涉及速度即动 力学 按燃烧反应式进行物质平衡及热平衡计算

目的



合理利用燃料 选择合理的风机 组织合理的燃烧 为炉子设计和管理提供必要的原始数据
假设条件



反应速度无限快，充分混合、接触，氧化剂允许过 剩，燃烧产物包括反应完成后生产物、剩余物 气体体积均为标准状态下体积（0℃，1kmol： 22.4m3） 空气成分：干成分 O2、N2，其中体积比例为：O2： 21%、N2：79%，重量：O2：23.2%、N2：76.8% 水蒸汽按饱和水蒸气计算 燃烧反应计算知道燃料成分，固、液体燃料为应用 成分，气体燃料为湿成分
79 N 2 LnX 100 + 100
因此
Vn=(CO+H2+ (n
m 1 )CnHm +2H S+CO +N +H O)X 2 2 2 2 2 100
+
+(n -0.21)L0+
当n = 1时
0.00124gLn
Vo=(CO+H2+ (n +0.79L0
m 1 )CnHm +2H S+CO +N +H O)X 2 2 2 2 2 100

燃烧学(西安交大) 第四章 液体燃料的燃烧

燃烧学(西安交大) 第四章 液体燃料的燃烧

油的流动截面
喷孔截面积
A 1 ，或 A r0R
3
f
2
式中：A—结构特性系数； r0—喷孔半径； ∑f—切向进口槽总截面积。
第六页，共58页。
一、机械雾化器
A等同油的旋流强度。（旋流强度=切向动量矩/轴向动量矩）
分析： ①进口动量矩=切向速度×动量矩臂
切向速度
1
f
动量矩臂 R
进口动量矩 R f
• 考虑到固态燃料火炬操作更为简便。研制团队将固态燃料火炬 确定为珠峰火炬燃烧系统最终设计方案。
• 悉尼水下奥运火炬设计？
第二十八页，共58页。
第二节 油雾滴的燃烧过程
模型假设：假设油滴为球形，直径δ （δ=2r0）
①油滴与气体无相对运动；
②火焰锋面的热量全由传导传递，火焰锋面对油滴的对流、辐射换热忽略；
30
热工所： 0.88 哈锅： 0.815
对雾化角：
热工所：tg
2
(1) 8 (2 1 )
0.87
第十一页，共58页。
一、回油雾化器
变负荷下，油量要减少，就要减小油压，就会恶化雾化质量。开发：
回油雾化器：在简单雾化器漩涡室端壁上开一些小孔，进行回油。
按照开孔位置分为：集中大孔回油（在中心）；
2、 Gmax（点）由最大负荷决定。
第十三页，共58页。
二、蒸汽—机械雾化器
雾化好、调节比大、能耗阻 力小。
喷气量G1、喷油量G2与气耗比 G1 G2 分别等于：
G1
1
4
d12
21( p1 p3 )
G2
2
4
d
2 2
22 ( p2 p3 )
G1
G2

《燃烧学》课程笔记

《燃烧学》课程笔记

《燃烧学》课程笔记第一章燃料与燃烧概述一、燃烧学发展简史1. 古代时期- 早期人类通过摩擦、打击等方法产生火，火的使用标志着人类文明的开始。

- 古埃及、古希腊和古罗马时期，人们开始使用火进行冶炼、烹饪和取暖。

2. 中世纪时期- 炼金术的兴起，炼金术士们试图通过燃烧和其他化学反应来转化金属。

- 罗杰·培根（Roger Bacon）在13世纪对火进行了研究，提出了火的三要素理论：燃料、空气和热。

3. 17世纪- 法国化学家安托万·洛朗·拉瓦锡（Antoine Lavoisier）通过实验证明了燃烧是物质与氧气的化学反应，推翻了燃素说。

- 拉瓦锡的氧化学说为现代燃烧理论奠定了基础。

4. 18世纪- 约瑟夫·普利斯特里（Joseph Priestley）和卡尔·威廉·舍勒（Carl Wilhelm Scheele）分别独立发现了氧气。

- 拉瓦锡和普利斯特里的实验揭示了氧气在燃烧过程中的作用。

5. 19世纪- 热力学第一定律和第二定律的发展，为理解燃烧过程中的能量转换提供了理论基础。

- 化学反应动力学的发展，科学家们开始研究燃烧反应的速率和机理。

6. 20世纪- 燃烧学作为一门独立学科得到发展，研究内容包括火焰结构、燃烧污染物生成与控制等。

- 计算流体力学（CFD）的应用，使得燃烧过程的模拟和优化成为可能。

- 环保意识的提高，促进了清洁燃烧技术和低污染燃烧技术的发展。

二、常见的燃烧设备1. 炉子- 锅炉：用于发电和工业生产中的蒸汽供应。

- 炉灶：家用烹饪设备，使用天然气、液化石油气等作为燃料。

- 热水器：利用燃料燃烧产生的热量加热水。

2. 发动机- 内燃机：汽车、摩托车等交通工具的动力来源。

- 燃气轮机：用于飞机、发电厂等，具有较高的热效率。

3. 焚烧炉- 医疗废物焚烧炉：用于医院废物的无害化处理。

- 城市生活垃圾焚烧炉：用于垃圾减量和资源回收。

热工基础教案第4章：燃料及燃烧计算

热工基础教案第4章：燃料及燃烧计算

第二部分：热工计算(4-6章)第一次课课题： 4. 燃料及燃烧计算§4.1燃料的通性一、本课的基本要求：1.掌握燃料的化学组成及各种成分之间的相互转换。

2.燃料发热量的计算。

3.标准燃料的概念。

二、本课的重点、难点：1. 重点：燃料的化学组成。

2. 难点:：燃料成分之间的相互转换。

三、作业：第4章燃料及燃烧计算1.燃料的定义：凡是在燃烧时(剧烈地氧化)能够放出大量的热，并且此热量能有效地被利用在工业或其他方面的物质称为燃料。

. 所谓有效地利用是指利用这些热源在技术上是可能的在经济上是合理的。

2.对燃料的要求：(1)在当今技术条件下，单位质量(体积)燃料燃烧时所放出的热可以有效地利用。

(2)燃烧生成物是气体状态，燃烧后的热量绝大部分含欲其气体生成物之中，而且可以在放热地点以外利用生成物中所含的热量。

(3)燃烧产物的性质时熔炼(加热)设备不起破坏作用，无毒、无腐蚀作用。

(4)燃烧过程易于控制。

(5)有足够多的蕴藏量，便于开采。

§4.1 燃料的通性一、燃料的化学组成1.固(液)体燃料的化学组成(1)固(液)体燃料的基本组成固液体燃料的基本组成有C、H、O、N、S、W(水分)及A(灰分)，其中C、H、S 能燃烧放热构成可燃成分，但S燃烧后生成的而氧化硫为有毒气体。

所以视硫为有害成分；氧和氮的存在相对降低了可燃成分的含量，属于有害物质；水分(W)的存在不仅相对降低了可燃成分含量，而且水分在蒸发时要吸收大量的热，所以视水为有害物质；灰分的存在不仅降低了可燃成分的含量，而且影响燃烧过程的进行，在燃烧过程中易溶结成块，阻碍通讯，造成燃料浪费和增加排灰的困难。

(2)固(液)体燃料的成分分析固(液)体燃料的成分分析方法有元素分析法和工业分析法两种。

元素分析法是确定燃料中C、H、O、N、S的重量百分含量,它不能说明燃料由那些化合物组成及这些化合物的形式。

只能进行燃料的近似评价,但元素分析法的结果是燃料计算的重要原始数据。

液体燃料雾化与燃烧概述

液体燃料雾化与燃烧概述
液体燃料雾化与燃烧理论
液体燃料的燃烧特点概述
一、液体燃料的燃烧过程
燃油槽车 / 油管工厂油罐过滤油泵烧嘴炉膛或燃烧室 ————— 供油系统 ———————— —燃烧装置——
燃油的燃烧过程：沸点低于燃点、受热后先蒸发、汽化、然后燃烧 油的雾化油滴蒸发、高温热解与裂解与空气混合着火燃烧 油的蒸发：提供反应需要的可燃物质 油的燃烧：提供油蒸发所需要的热量 蒸发与混合的速度——燃烧速度 当燃油、空气等条件一定时，控制油的燃烧过程主要控制雾化和混合 过程。
油滴的平均直径小、分布好、有利于蒸发、也有利于形成良好的浓度 场
思考1：
液体燃料的雾化燃烧的具体过程？
液体燃料的物理与化学变化过程
液体燃料喷射
液体燃料破碎
连续大体积液体
火焰
液体燃料蒸发 液滴
气态燃料化学反应
燃油液滴燃烧过程
气体团
思考2：
液体燃料燃烧的主要影响因素？
液态燃油的雾化 液态燃油的蒸发 气态燃油与氧化剂的混合 燃烧过程的化学反应动力学
油机、燃气轮机等) 。 重油和渣油是石油炼制过程中的 残余物，粘度大、杂质多，常温
为固态，先预热，雾化难，
油雾边缘易混合中心难混合通过喷 嘴使油雾化，油的颗粒不均匀， 从几 到500 。大颗粒容易产 生大的烟粒与焦粒。油颗粒燃烬时
间与颗粒直径平方成正比。
雾化装置复杂，用于工业窑炉和锅炉等固定式燃烧设备
讨论点4：关于液雾燃烧模型建立的推演建立过程及当 前存在的不足分析与改进思路。
6. 关于作业与课题讨论内容的思考
算例练习：
表面波失稳案例测试：1）理论解析解的特征分析；2）数 值解对解析解的近似求解；
基于CFD的液雾燃烧算例计算测试与讨论。

《消防燃烧学》第4章 空气需要量和燃烧产物生成量

气体燃料成分表示法，体积百分数
• CO％＋H2％＋CH4％＋CnHm％＋H2S％＋CO2％＋ O2％＋N2％＋H2O％＝100％
各成分燃烧需要的氧气量之和就是气体燃
烧所需的总氧气量 由于反应方程式中各物质的系数就表示所 需的摩尔数，而认为气体的摩尔体积相同， 因此系数比就等于各气体物质的体积比
35
n>=1时的不完全燃烧
空气过剩，燃烧产物中剩余O2及相应的N2 燃烧产物中每有1m3CO，产物体积就相应
增加0.5m3 同样，燃烧产物中每有1m3H2，产物体积 就相应增加0.5m3，但水分去除将增加 1.5m3 燃烧产物中含有CH4，不会使体积增加。 但如果将水分去除，则燃烧产物中每有 1m3CH4，产物体积就相应增加2m3 36
1m3气体燃料的理论空气需要量（体积）
为
L0
L0 ,O2 21%
16
实际空气需要量
在实际设计和操作中，炉内实际消耗的空
气量与计算的理论空气量会有区别 为保证燃料完全燃烧，会增加空气量，比 理论值多一些 为得到炉内的还原性气氛，会减少空气量， 比理论值少一些
17
实际空气需要量
实际空气消耗量Ln，n值为空气消耗系数，
32
第三节 不完全燃烧产物
33
不完全燃烧
在实际炉中，有很多不完全燃烧的情况 不完全燃烧所发生的反应也是多种情况的 不完全燃烧的计算要根据具体不同的情况
进行分析，然后相应求解 并且并非所有的每一种情况都可以按静力 学方法分析求解，有时要靠实验测定
34
不完全燃烧产物生成量的变化
以成分CO、H2、CH4为例进行分析。在空
计算的实际意义
要设计炉子的燃烧装置和鼓风系统，就必

液体燃料的燃烧


（b）转杯式机械雾化喷嘴
如图5-38所示，油通过空心轴进入一个高速旋 转(3000~6000转/分)的旋转杯的内壁。在离心力的 作用下，油从旋转杯的四周甩出。由于甩出速度 很高，使油雾化。在旋转杯四周还有一股由一次 风机鼓进的高速气流，同时促进雾化。
（c）蒸汽雾化喷嘴 蒸汽雾化喷嘴可分为纯蒸汽雾化喷嘴和蒸汽机
机械能 动能
航空燃气轮机燃烧室
工作特点：
1、进口气流速度高，组织燃烧困难。 2、燃烧室容积小，且要求在短时间内发出大量的热 3、出口气流温度受到限制 4、要求工作范围宽
航空燃气轮机燃烧室
要求：
1、点火可靠 点火高度：8~9km，补氧后：12~13km
2、燃烧稳定 不熄火 不产生破坏性的振荡燃烧
三、液体的雾化
雾化液体燃料的原因 – 增加液滴进行反应的比表面积，增强与氧气的混合，强化 液体燃料燃烧。 雾化定义 – 靠外界作用将连续的液流破碎成雾状的油液滴群的过程。 雾化过程及机理 – 介质雾化：空气、蒸汽以一定的压力，高速冲击油流，使 其雾化。 – 机械雾化：油流高速旋转，脉动而破裂，同时与介质作用， 加强雾化。
④ 加强后期混合——利于残余的 难燃组分的燃尽
雾化喷嘴 调风器
两种燃烧的火焰类型
雾化燃烧：先雾化，然后在空间中一边 气化，一边燃烧。火焰与气体燃烧的扩 散火焰相似
气化燃烧：先气化，再 燃烧。火焰与气体燃烧 的预混火焰相似
典型液体燃料燃烧装置
航空燃气（涡）轮（发动）机
航空燃气（涡）轮（发动）机
（3）使雾化的液滴尽量细。达到迅速蒸发和扩散混合，避 免高温缺氧区的扩大。
4.2 单个液滴燃烧模型
单个液滴的燃烧模型,假设： 液滴为均匀对称球体; 液滴随风飘动,与空气间无相对

燃烧理论知识点

CH11.何谓燃烧？燃烧是一种急速、剧烈的发光发热的氧化反应过程。

2. 化合物的标准生成焓: 化合物的构成元素在标准状态下（25oC，0.1MPa）定温—定容或者定温定压；经化合反应生成一个mol的该化合物的焓的增量（kJ/mol）。

所有元素在标准状态下的标准生成焓均为零。

3. 反应焓: 在定温-定容或定温-定压条件下，反应物与产物之间的焓差，为该反应物的反应焓（kJ）。

4. 反应焓的计算??5. 燃烧焓: 单位质量的燃料（不包括氧化剂）在定温—定容或定温—定压条件下，燃烧反应时的反应焓之值（kJ/kg）。

6.燃料热值: 燃料热值有高热值与低热值之分，相差一个燃烧产物中的水的气化潜热。

7.化学反应速度、正向反应速度、逆向反应速度、反应速度常数??8.平衡常数的三种表达方式和相互间的关系??按浓度定义的反应平衡常数,以分压定义的反应平衡常数,以体积百分比定义的平衡常数??平衡常数越大，反应进行得越彻底9.反应度λ: 表示系统达到平衡时反应物能有效变为产物的程度反应式: aA+bB→（1-λ）*（aA+bB）+λ（cC+dD）10. Gibbs函数的定义: 自由焓，为状态参数。

g=h-Ts11. Helmholtz函数自由能f f=u-Ts12.焓与生成焓仅是温度的单一函数，而自由焓与P、T有关。

13.标准反应自由焓14.平衡常数kp与反应自由焓的关系15.过量空气系数: 燃烧1kg燃料，实际提供空气量/ 理论所需空气量。

16.当量比(φ)C－实际浓度，Cst－理论浓度17.浓度（燃空比）: 一定体积混合气中的燃料重量/ 空气重量18. 化学计量浓度时的浓度时的浓度19. 绝热燃烧火焰温度的求解方法，尤其是考虑化学平衡时的计算方法首先分别根据平衡常数kp和能量守恒方程得到反应度λ和绝热火焰温度Tf 的关系，然后采用迭代法计算得到Tf 。

20.绝热燃烧火焰温度计算程序及数据处理CH21. 化学反应动力学是研究化学反应机理和化学反应速率的科学。

(整理)燃烧原理详细

第四章燃烧和爆炸与防火防爆安全技术第一节燃烧要素和燃烧类别一、燃烧概述燃烧是可燃物质与助燃物质(氧或其他助燃物质)发生的一种发光发热的氧化反应。

在化学反应中，失掉电子的物质被氧化，获得电子的物质被还原。

所以，氧化反应并不限于同氧的反应。

例如，氢在氯中燃烧生成氯化氢。

氢原子失掉一个电子被氧化，氯原子获得一个电子被还原。

类似地，金属钠在氯气中燃烧，炽热的铁在氯气中燃烧，都是激烈的氧化反应，并伴有光和热的发生。

金属和酸反应生成盐也是氧化反应，但没有同时发光发热，所以不能称做燃烧。

灯泡中的灯丝通电后同时发光发热，但并非氧化反应，所以也不能称做燃烧。

只有同时发光发热的氧化反应才被界定为燃烧。

可燃物质(一切可氧化的物质)、助燃物质(氧化剂)和火源(能够提供一定的温度或热量)，是可燃物质燃烧的三个基本要素。

缺少三个要素中的任何一个，燃烧便不会发生。

对于正在进行的燃烧，只要充分控制三个要素中的任何一个，燃烧就会终止。

所以，防火防爆安全技术可以归结为这三个要素的控制问题。

例如，在无惰性气体覆盖的条件下加工处理一种如丙酮之类的易燃物质，一开始便具备了燃烧三要素中的前两个要素，即可燃物质和氧化气氛。

可以查出，丙酮的闪点是－10℃。

这意味着在高于－10℃的任何温度，丙酮都可以释放出足够量的蒸气，与空气形成易燃混合物，一旦遭遇火花、火焰或其他火源就会引发燃烧。

为了达到防火的目的，至少要实现下列四个条件中的一个条件：(1)环境温度保持在－10℃以下；(2)切断大气氧的供应；(3)在区域内清除任何形式的火源；(4)在区域内安装良好的通风设施。

丙酮蒸气一旦释放出来，排气装置就迅速将其排离区域，使丙酮蒸气和空气的混合物不至于达到危险的浓度。

条件(1)和(2)在工业规模上很难达到，而条件(3)和(4)则不难实现。

固然，完全清除燃烧三要素中的任何一个，都可以杜绝燃烧的发生。

然而，对工业操作施加如此严格的限制在经济上很少是可行的。

工业物料安全加工研究的一个重要目的是，确定在兼顾杜绝燃烧和操作经济上的可行性方面还留有多大余地。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
连续方程: 连续方程: 4πr02 ρ 0 v 0 = 4πr 2 ρv = G 动量方程: 动量方程: 扩散方程 能量方程
2．基本方程及求解
p = const
2
G —总蒸发速率
（液滴与环境无相对速度） 液滴与环境无相对速度）
df i d df i 2 4πr ρv − (4πr Di ρ )=0 dr dr dr
水蒸气蒸发的质量流正好等于总质量流， 水蒸气蒸发的质量流正好等于总质量流，即Stefan流。 流
22
2．碳在纯氧中的燃烧 ．
C + O2 → CO 2
12
碳表面
32
44
f O2 + f CO2 = 1
( ∂f O2 ∂y )0 = −( ∂f CO2 ∂y )0
23
2．碳在纯氧中的燃烧 ．
氧扩散流
（1）液滴与环境无相对速度，只有Stefan流引起 的球对称一维流动； （2）忽略热辐射和热解离（例：CH4→C+2H2）； （3）过程是准定常的，即不考虑液面的内移效应； （4）火焰面为一几何面，火焰面上 f f = f ox = 0 。
28
2．基本方程及求解
基本方程（球坐标下） （1）基本方程
2
—单位质量液体的蒸发热 单位质量液体的蒸发热， q e = L + C l (T0 − Tl ) 单位质量液体的蒸发热
df i 2 − 4πr0 Di 0 ρ 0 ( ) 0 + 4πr0 f i 0 ρ 0 v0 = f il (4πr02 ρ 0 v0 ) dr
气体扩散流 Stefan流 流 携带的该组分 液体蒸发引起的 液滴消耗量
bD = bT = b
bT ≡ C P (T − T∞ ) qe 2
bDi ≡
f i − f i∞ f i 0 − f il
( ρvr )
db d db − ρa ( r 2 ) = 0 dr dr dr
（* ）
Le =
边界条件
r = r0 处
bT 0 = bD 0 = b0
db ρ v = ( ρa ) 0 ( ) 0 dr
5
关于汽油标号
汽油标号简单讲就是抗爆系数，或者叫辛烷值。 汽油标号 所谓90号、93号、97号无铅汽油，是指它们分别含有 90％、93％、97％的抗爆震能力强的“异辛烷”，也 就是说分别含有10％、7％、3％的抗爆震能力差的正 庚烷。
6
爆震： 爆震：
所谓爆震，是经过压缩的油和空气混合物， 所谓爆震，是经过压缩的油和空气混合物，在火花塞 还没点火之前，就因为被压缩行程所造成的气体分子 还没点火之前， 运动产生的高热点燃，形成所谓的自燃现象。 运动产生的高热点燃，形成所谓的自燃现象。
2
第四章 液体燃料的燃烧理论
中国十大油田2009年产量 年产量 中国十大油田 序号 名称 生产原油 天然气（亿立方米） 位于 （万吨） 1 大庆 4000.03 30.04 黑龙江 2 胜利 2791 山东 3 长庆 1572 190 陕甘宁蒙晋 4 渤海 1350 渤海湾 5 延长 1121 陕西 6 新疆 1089 36 新疆 7 辽河 1018.6 8.1 辽宁、内蒙 8 塔河 660 13.45 新疆 9 吉林 605 吉林 10 塔里木 554 180.91 新疆
10
锅炉常用的燃油： 锅炉常用的燃油：
1．重油——从广义上说，密度较大的油都可以 称为重油。 2．渣油——是减压蒸馏塔塔底的残留油。 （含硫量较高） 3．柴油——轻柴油 高速柴油机燃料；大中型 火电厂锅炉点火用油； 重柴油 中速和低速柴油机燃料； 燃油锅炉燃料。
11
关于重油： 关于重油：
重油是由裂化重油、减压重油、常压重油或蜡油等按 不同比例调合制成的。 重油牌号（行业标准）——20、60、100、200等4个。 （大型锅炉用100、200号） 牌号的数值约等于该油的 o E50 (50℃时的恩氏粘度)。
4
2009年世界主要国家石油产量排名 年世界主要国家石油产量排名: 年世界主要国家石油产量排名 1.俄罗斯 4.96亿; 2.沙特阿拉伯 4.1亿吨; 3.美国 2.67亿吨; 4.中国 1.89亿吨; 5.伊朗 1.86亿吨; 6.墨西哥; 7.加拿大; 8.伊拉克; 9.科威特; 10.阿联酋。
* 液滴越细（越小），蒸发速率越大。 液滴越细（越小），蒸发速率越大。 ），蒸发速率越大
或
g 0 = ρ 0 v0 =
ρa
1 2 1 r0 ( − ) r0 r∞
ln(b∞ − b0 + 1)
* 液滴越细（越小），蒸发速率越大。 液滴越细（越小），蒸发速率越大。 ），蒸发速率越大
f il
30
—液相内任一组分的质量相对浓度，燃料 液相内任一组分的质量相对浓度， 液相内任一组分的质量相对浓度
f fl = 1 ，空气
f al = 0
r →∞
T = T∞
f f = f f∞
2．基本方程及求解
（3）物理量变换 无因次量 代入，得边界条件、扩散方程和能量方程。 代入，得边界条件、扩散方程和能量方程。 假定：传质和传热过程相似， 假定：传质和传热过程相似， 此时 方程式
相界面上有物理或化学变化存在， 相界面上有物理或化学变化存在，同时表面附近 物理或化学变化存在 有扩散的相互影响。 有扩散的相互影响。 产生或消耗一定的质量流
26
第三节 液滴的蒸发
一、相对静止高温环境下液滴的蒸发
1．模型假定
27
液滴蒸发界面内、 图4-4 液滴蒸发界面内、外温度和浓度分布
一、相对静止高温环境下液滴的蒸发
3
第四章 液体燃料的燃烧理论
美国《油气杂志》日前公布 美国《油气杂志》日前公布2009年度世界主 年度世界主 要国家的石油产量,中国仅次于俄罗斯、沙特 要国家的石油产量 中国仅次于俄罗斯、 中国仅次于俄罗斯 阿拉伯、美国 排名世界第四,占世界石油总产 排名世界第四 阿拉伯、美国,排名世界第四 占世界石油总产 量的5.4%。根据中国石化协会最新发布的统 。 量的 计数据,2009年,中国石油产量为 年 中国石油产量为 中国石油产量为1.89亿吨 亿吨。 计数据 亿吨
g CO2 ⋅0 = − D0 ρ 0 (
∂f CO2 ∂y
) 0 + f CO2 ⋅0 ρ 0 v0
g 0 = g O2 ⋅0 + g CO2 ⋅0
32 12 = ρ 0 v0 = − g CO2 ⋅0 + g CO2 ⋅0 = g CO2 ⋅0 44 44
（总质量流）
25
Stefan流发生的充分和必要条件是： 流发生的充分和必要条件是： 流发生的充分和必要条件是
J O2 ⋅0 = − D0 ρ 0 (
氧物质流
∂f O2 ∂y
) 0 = D0 ρ 0 (
∂f CO2 ∂y
) 0 = − J CO2 ⋅0
g O 2 ⋅0 = −
比较后发现：
32 g CO 2 ⋅0 44
单靠分子扩散流不能满足反应之间质量流的当量关系。
24
2．碳在纯氧中的燃烧 ．
g O 2 ⋅0 = − D 0 ρ 0 ( ∂f O2 ∂y ) 0 + f O 2 ⋅0 ρ 0 v 0
12
第一节 液体燃料燃烧的特点
一、燃烧方式
◆ ◆ ◆
液面燃烧 预蒸发型 喷雾型
13
液面燃烧的特点： 液面燃烧的特点：
（1）液体内部温度低于其表面温度； （2）液面温度低于着火条件所要求的温度； （3）液体燃料燃烧常常是扩散燃烧。
14
二、喷雾方式燃烧的几种物理模型
1．预蒸发型气体燃烧 ． 2．滴群扩散燃烧 ． 3．复合燃烧 ． 4．部分预蒸发型气体燃烧加液滴蒸发 ．
D =1 a 0 0
r →∞处
bT∞ = bD∞ = b∞ = 0
31
2．基本方程及求解
（4）求解液滴蒸发速度 g 0 和蒸发时间 τ 式积分2 代入边界条件，得液滴蒸发速率： 对（*）式积分2次，代入边界条件，得液滴蒸发速率：
G = 4πr02 ρ 0 v0 = 4πρa 1 1 1 − r0 r∞ ln(b∞ − b0 + 1)
15
a.预蒸发型气体燃烧 a.预蒸发型气体燃烧 b.滴群扩散燃烧 b.滴群扩散燃烧 c.复合燃烧 c.复合燃烧 d.部分预蒸发型气体 d.部分预蒸发型气体 燃烧加液滴蒸发
16
图4-1 液雾气流燃烧物理模型
三、加速液体燃料燃烧过程的基本措施
1．加速液体燃料的蒸发过程 ． 雾化（增大蒸发表面）；油掺水。 雾化（增大蒸发表面）；油掺水。 ）；油掺水 2．加速液体燃料与空气的混合过程 ． 3．防止或减少液体燃料化学热分解 ． 碳黑；尾部再燃烧。 碳黑；尾部再燃烧。
第四章 液体燃料的燃烧理论
一、液体燃料燃烧的特点 二、Stefan(斯蒂芬)流 Stefan(斯蒂芬 斯蒂芬) 三、液滴的蒸发 四、液滴的燃烧
1
第四章 液体燃料的燃烧理论
多数液体燃料都是从石油中炼制出来的。 石油是由有机物质在古地质年代沉积而成。最重要的来源是单细 胞植物（如海藻类）和单细胞动物（如有孔虫类—它们比珊瑚在 地球上出现的时间还早，而且一直繁衍至今。）。 石油（原油）——主要由碳氢化合物组成（烃），还有非烃化合 物，含量最多的是胶状沥青状物质。 直接蒸馏法——分馏出汽油、煤油、柴油等，剩下重油。
17
Stefan(斯蒂芬 斯蒂芬) 第二节 Stefan(斯蒂芬)流
Stefan流——在扩散的相互干涉和物理 Stefan流——在扩散的相互干涉和物理 或化学过程作用下，相界面处产生一个 或化学过程作用下， 法向净物质流， 法向净物质流，这个质量流不是外部因 素造成的，而是表面本身的特点形成的。 素造成的，而是表面本身的特点形成的。