燃烧温度的计算67页PPT

t热
Q低

因此 ct3＋bt2＋at－Q低＝0 解方程即得t热
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理论燃烧温度计算

理论燃烧温度表达式如下
t理 Q 低 Q空 Q 燃 Q分 V n c产

Q低、Q空、Q燃都容易计算 需要计算Vn.c产 更关键的是计算Q分
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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CO2和H2O的热分解反应，则分 解热Q分
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比热近似法

产物整体比热近似值法(表5－2)

根据具体的燃料成分计算V0 ＝(VCO2＋VH2O＋VN2 ＋…) ，根据燃料种类确定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


CO2和H2O的比热对温度的变化比较敏感，N2不明 显 C和H燃烧以后，产物的比热虽然增加，但是不大 各种燃料燃烧以后产物的比热介于C和H的产物比 热之间，差别不大
理
t理 '
Q 低 Q空 Q 燃 V n c产

（3）计算不考虑Q分的i总，然后查图5－4得到t理
i总 Q低 Q空 Q燃 Vn
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影响理论燃烧温度的因素

燃料种类和发热量
主要取决于单位体积燃烧产物的热含量 考虑Q低/V0，比考虑Q低的影响更符合规律

t理
Q 低 Q空 Q 燃 Q分 V n c产
t热 Q低 V 0 c产

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时燃烧产物：
燃烧产物成分百分比
燃烧产物密度
§3.3 不完全燃烧
在不完全燃烧时，烟气中有CO、H2、CnHm等未燃成 分。这些气体的含量越多，表明燃烧过程越不完善，能
量损失也越大。因此，分析烟气中未燃成分的种类和数 量，可以评价燃烧过程的完善程度。
烟气分析
综合分析： 全面测量烟气的各种成分
测量烟气中的一种或几种，其
§3.1 燃料燃烧所需的空气量
➢ 空气消耗系数的选择
＞1 ＝1 ＜1
贫油燃烧、贫油混气 化学恰当燃烧、化学恰当混气 富油燃烧、富油混气
选择的原则是什么？
整个系统的热损失最小
热力系统热损失与空气消耗系数的关系：
热力系统的热损失q2排烟损失
✓一定温度的废气从烟囱排出引起的排q3烟化学损不失完全，燃烧q损2 失 ✓烟气中残存原的则可上易燃燃气燃料体及C设O计完、善H的2燃、烧C装置Hq4最机4佳等械α不值引完接全起近燃的烧损失 化学不完全燃于烧1，损烟一煤失般约对为，于1.q液2，3体贫与煤气和体无燃烟料煤，约最为佳1α.值2～约1为.251.1， ✓未燃尽的碳粒引起的机械不完全燃烧损失，q4
➢ 液体燃料或固体燃料理论空气量的计算：
燃料中可燃元素的燃烧 反应：
每千克燃料中的该可燃元素完全燃烧时需要的氧质 量或体积为：
每千克燃料中本身含有的氧质量 或体积为：
完全燃烧每千克燃料需要的空气质量应为：
完全燃烧每千克燃料需要的空气体积应为：
注意：以上理论空气量计算式中都为不含 水蒸气的干空气量。实际计算时应加入水 蒸气的量。空气中水蒸气的多少会因季节
而值过大会引起排烟损失增大，使整个热工系统的热 效率下降。
理论上可根据运行中实际供给的燃料量与空气量计 算出值，但许多热工系统中，难以精确计算燃料和空 气供给量，此外由于炉膛不密封，也会引起实际值的 变化。因此通常在炉膛出口截面V，为过利量用空气自量动记录的烟气 分析仪器直接指示值，或者用普通烟气分析仪器测出 烟气成分，然后计算得到值。

可燃混合气内的某一处用点火热源点着相 强迫着火 邻一层混合气，尔后燃烧波自动的传播到 （点燃或点火） 混合气的其余部分。 ——局部加热。 Forced ignition
Spark ignition
Local initiation of a flame that will propagate.
自燃和点燃过程统称之为着火过程 。
第三章 着火的理论基础
研究不同着火方式的着火机理。 着火方式与机理 着火过程及方式 着火温度 热自燃过程分析 着火温度求解 着火的热自燃理论 谢苗诺夫公式 热自燃界限 热自燃的延迟期 链反应速度 链反应的发展过程 着火的链式反应理论 链反应的延迟期 烃类－空气混合物着火（自燃）特性 强迫着火过程 常用点火方法 强迫着火 电火花点火 点火的可燃界限
q1与q2 相离：
q1始终大于q2，一定能引起可燃混合气的着火。所以，
这种工况是不稳定的。
q1与q2 相切：

B点是临界状态，也是不 稳定的。只要环境介质温 度略高于T0，则q1和q2就 没有交点了，必然导致反 应混合气的着火。
图中 B点为着火临界点 Tb为着火温度 T0为自燃温度 T0~Tb之间的时间为着火 感应期

影响着火的因素

增加放热量q1

增加燃料浓度 增加燃料压力


增加燃料发热量
增加燃料活性
放热率曲线左移，在相同 温度下，燃料放热量增加， 着火温度降低，着火温度 E v q w Q V k n e x p V Q 降低，着火提前。 1 n 0 T R


可用着火的临界条件来确定活化能。
四、热自燃界限

log
P
T 0

《工程燃烧学》
第三章 工程燃烧计算
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>100oC，水分处于蒸汽 状态
V0 c产 ＝a＋bt＋ct2
因此 ct3＋bt2＋at－Q低＝0
解方程即得t热
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理论燃烧温度计算
理论燃烧温度表达式如下
t理
Q低
Q空 Q燃 Vn c产
Q分
Q低、Q空、Q燃都容易计算 需要计算Vn.c产 更关键的是计算Q分
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高温热分解
温度越高，分解越强；压力越高，分解越弱 工业炉中，只考虑温度，且只有大于1800度
V0、L0根据燃料的成分计算
注意：右边c产是理论燃烧产物的比热
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影响理论燃烧温度的因素
燃料种类和发热量
主要取决于单位体积燃烧产物的热含量 考虑Q低/V0，比考虑Q低的影响更符合规律
t理
Q低
Q空 Q燃 Vn c产
Q分
空气消耗系数n
在n>=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
实际温度计算式
t产
Q低
Q空
Q燃 Vn
Q传 c产
Q不
Q分
理论燃烧温度
假定绝热，Q传＝0；完全燃烧，Q不＝0
t理
Q低
Q空 Q燃 Vn c产
Q分
4
理论燃烧温度