燃气燃烧与应用chap4
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第一章燃气的燃烧计算燃烧:气体燃料中的可燃成分(H2、 C m H n、CO 、 H2S 等)在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用,并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
燃烧必须具备的条件:比例混合、具备一定的能量、具备反应时间热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值,单位是kJ/Nm3。
对于液化石油气也可用kJ/kg。
高热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
低热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3天然气的低热值是36000—46000 KJ/m3液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3按1KCAL=4.1868KJ 计算:焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3天然气的低热值是8600—11000KCal/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算热值可以直接用热量计测定,也可以由各单一气体的热值根据混合法则按下式进行计算:理论空气需要量每立方米(或公斤)燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量,单位为m3/m3或m3/kg。
它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
过剩空气系数:实际供给的空气量v与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。
α值的确定α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。
工业设备α——1.05-1.20民用燃具α——1.30-1.80α值对热效率的影响α过大,炉膛温度降低,排烟热损失增加,热效率降低;α过小,燃料的化学热不能够充分发挥,热效率降低。
应该保证完全燃烧的条件下α接近于1.烟气量含有1m3干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物运行时过剩空气系数的确定计算目的:在控制燃烧过程中,需要检测燃烧过程中的过剩空气系数,防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。
燃气燃烧与应用课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解燃气的性质,掌握燃气燃烧的基本原理;2. 学生能了解燃气的种类及其特点,了解不同燃气在不同领域的应用;3. 学生能掌握燃气表的读数方法,了解燃气费用的计算方式。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析并解决实际生活中与燃气相关的问题;2. 学生能正确使用燃气设备,具备一定的安全防范意识;3. 学生能通过小组合作,设计出合理的燃气应用方案。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到燃气在生活中的重要作用,增强环保意识;2. 学生在学习和实践过程中,培养团队合作精神,增强沟通与交流能力;3. 学生通过本课程的学习,养成关注能源、安全、环保等社会问题的习惯。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程属于自然科学领域,结合学生所在年级,注重理论知识与实践应用的结合。
学生在本课程中需要掌握一定的理论知识,并能够将其运用到实际生活中。
教学要求注重培养学生的动手操作能力、问题解决能力和团队合作精神。
二、教学内容1. 燃气的基本性质与种类:讲解燃气的组成、性质,介绍天然气、液化石油气等常见燃气的特点及用途。
2. 燃气燃烧原理:阐述燃气燃烧的过程,分析燃烧所需的氧气量与燃气的化学反应。
3. 燃气表的读数与计算:教授燃气表的读数方法,讲解燃气费用的计算方式,让学生掌握家庭用气量的估算。
4. 燃气应用与安全:介绍燃气在生活中的应用,如燃气热水器、燃气炉等,讲解使用过程中的安全常识和注意事项。
5. 燃气环保与节能:分析燃气燃烧对环境的影响,探讨节能减排的措施,提高学生的环保意识。
教学内容安排与进度:第一课时:燃气的基本性质与种类第二课时:燃气燃烧原理第三课时:燃气表的读数与计算第四课时:燃气应用与安全第五课时:燃气环保与节能教材章节及内容列举:第一章 燃气的基本性质与种类第二章 燃气燃烧原理第三章 燃气表的读数与计算第四章 燃气应用与安全第五章 燃气环保与节能教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,使学生在掌握知识的同时,提高实际操作能力。
燃气燃烧与应用第四版The fourth edition of Gas Combustion and Applications is a comprehensive guide that explores various aspects of combustion processes and their applications. 《燃气燃烧与应用第四版》是一本详尽的指南,探讨了燃烧过程及其应用的各个方面。
One of the key topics covered in the book is the fundamental principles of combustion, including thermodynamics, kinetics, and pollutant formation. 本书涵盖的重要主题之一是燃烧的基本原理,其中包括热力学、动力学和污染物的形成。
The book also delves into the various types of combustion systems, such as gas turbines, industrial furnaces, and internal combustion engines, providing insights into their design, operation, and performance. 该书还深入探讨了各种类型的燃烧系统,如燃气轮机、工业炉和内燃发动机,提供了关于它们设计、运作和性能的见解。
Additionally, Gas Combustion and Applications examines the environmental impact of combustion processes, focusing on methods to minimize pollutants and improve energy efficiency. 此外,《燃气燃烧与应用》探讨了燃烧过程对环境的影响,着重于减少污染物和提高能源效率的方法。
第一章 燃气的燃烧计算 根据烟气中 O 2 含量计算过剩空气系数 燃烧:气体燃料中的可燃成分(H 2、 C m H n 、CO 、 H 2S等)在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用,并产生a20.920.92'O大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
O 2′--- 烟气样中的氧的容积成分燃烧必须具备的条件:比例混合、具备一定的能量、 (2)根据烟气中 C O 2 含量计算过剩空气系数 具备反应时间3热值:1Nm燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热3值,单位是 kJ/Nm 。
对于液化石油气也可用 kJ/kg 。
aCO 2 m' CO2CO 2m ——当 =1 时,干燃烧产物中 C O 2 含量, %;高热值是指 1m 3 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原3 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原C O 2′——实际干燃烧产物中 CO2含量, %。
1.4 个燃烧温度定义及计算公式始温度,而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
热量计温度:一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧,3低热值是指 1m燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始 它们带入的热量包括两部分:其一是由燃气、空气带 入的物理热量 ( 燃气和空气的热焓 ) ;其二是燃气的化 温度,但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热 量。
学热量 ( 热值) 。
如果燃烧过程在绝热条件下进行,这 3一般焦炉煤气的低热值大约为 16000—17000KJ/m3天然气的低热值是 36000—46000 KJ/m 3液化石油气的低热值是 88000—120000KJ/m两部分热量全部用于加热烟气本身,则烟气所能达到 的温度称为热量计温度。
燃烧热量温度:如果不计参加燃烧反应的燃气和空气 按 1KCAL=4.1868KJ 计算: 的物理热,即 t a =t g =o ,并假设 a =1.则所得的烟气3焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3天然气的低热值是 8600—11000KCal/m 3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m温度称为燃烧热量温度。
燃⽓燃烧与应⽤课程设计.1设计概述该课程设计是某品牌燃⽓灶具的设计与计算,本⼈设计的为天然⽓12T3。
2设计依据2.1原始数据(1)天然⽓的额定⼯作压⼒为2000Pa(2)⼀次空⽓系数α’=0.6(3)燃⽓温度为15℃(4)设计热负荷4Kw(5)天然⽓12T3的相关参数表2-12.2燃⽓基本参数的计算2.2.1热值的计算根据混合法则按下式进⾏计算:H = H1r1 + H2r2 + + H n r n(2-1)式中H ——燃⽓(混合⽓体)的低热值(kJ / Nm3);H 1 , H 2 ,? ? ?H n ——燃⽓中各可燃组分的低热值( kJ / Nm 3 ),查表可得; r 1 , r 2 ,? ? ?r n ——燃⽓中各可燃组分的容积分数,(原始数据);2.2.2燃⽓密度计算根据混合法则按下式进⾏计算:ρ g = ρ1r 1 + ρ 2r 2 + ? ? ? ? ? ? + ρ n r n (2-2)式中ρg ——燃⽓(混合⽓体)的密度 (kg / Nm 3 ) ;ρ1 , ρ2 , ρ3 ——燃⽓中各组分的密度 (kg / Nm 3 ) ,查表可得; r 1 , r 2 ,? ? ?r n ——燃⽓中各可燃组分的容积分数,(原始数据);2.2.3燃⽓相对密度计算2909.1gs ρ=(2-3)式中s ——燃⽓的相对密度,⽆纲量;ρg ——燃⽓(混合⽓体)的密度 (kg / Nm 3 ) 。
2.2.4理论空⽓需要量的计算当燃⽓组分已知,可按下式计算燃⽓燃烧所需理论空⽓量:2110=V [0.5 H 2 + 0.5CO + ∑ ( m + 4/n)C m H n + 1.5H 2 S ? O 2 ] (2-4)式中V 0 ——理论空⽓需要量 ( Nm 3⼲空⽓ / Nm 3 ⼲燃⽓) ; H 2 , CO, C m H n , H 2 S ——燃⽓中各种可燃组分的容积分数; O 2——燃⽓中氧的容积成分;2.3头部计算2.3.1计算⽕孔总⾯积pp q QF =(2-5)式中F p ——⽕孔总⾯积 (mm 2 ) ; Q ——设计热负荷 (Kw) ; q p ——额定⽕孔强度 Kw / mm 2 。
第一章燃气的燃烧计算燃烧:气体燃料中的可燃成分〔H2、 C m H n、CO 、 H2S 等〕在一定条件下与氧发生剧烈的氧化作用,并产生大量的热和光的物理化学反响过程称为燃烧。
燃烧必须具备的条件:比例混合、具备一定的能量、具备反响时间热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值,单位是kJ/Nm3。
对于液化石油气也可用kJ/kg。
高热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
低热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3天然气的低热值是36000—46000 KJ/m3液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3按1KCAL=4.1868KJ 计算:焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3天然气的低热值是8600—11000KCal/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算热值可以直接用热量计测定,也可以由各单一气体的热值根据混合法那么按下式进展计算:理论空气需要量每立方米(或公斤)燃气按燃烧反响计量方程式完全燃烧所需的空气量,单位为m3/m3或m3/kg。
它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
过剩空气系数:实际供应的空气量v与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。
α值确实定α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。
工业设备α——1.05-1.20民用燃具α——1.30-1.80α值对热效率的影响α过大,炉膛温度降低,排烟热损失增加,热效率降低;α过小,燃料的化学热不可以充分发挥,热效率降低。
应该保证完全燃烧的条件下α接近于1.烟气量含有1m3干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物运行时过剩空气系数确实定计算目的:在控制燃烧过程中,需要检测燃烧过程中的过剩空气系数,防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。
《燃气燃烧与应用》复习纲要《燃气燃烧与应用》复习纲要第一章燃气的燃烧计算1、燃气与空气进行燃烧所必须具备的条件是什么?2、何谓燃气的高热值、低热值?二者的差别?3、何谓燃气的干与湿?高燃气与湿燃气的高、低热值如何换算?4、理论空气量/实际空气量?理论烟气量?实际烟气量?对某种可燃气体,如何计算?5、热量计温度/燃烧热量温度/理论燃烧温度/实际燃烧温度?概念与计算?6、影响燃烧温度的因素?第二章燃气燃烧反应动力学1、支链着火、热力着火的内在机理?2、电火花点火的原理?最小点火能、熄火距离的概念?第三章燃气燃烧的气流混合过程1、层流自由射流的流场?等浓度面?2、相交射流的流场?射程、射流穿透深度?3、薄壁孔口、厚壁孔口在射流方面的差别?4、旋转射流在加强气流混合方面的作用、原理?旋流数?第四章燃气燃烧的火焰传播1、火焰为什么会传播?2、影响火焰传播速度的因素是什么?3、混合气体的火焰传播速度如何根据单一气体的火焰传播速度来计算?4、为什么会存在火焰传播的浓度极限?其影响因素包括哪些?第五章燃气燃烧方法1、动力燃烧、扩散燃烧的概念?2、层流扩散火焰的形状?浓度场?3、扩散火焰的长度取决于哪些因素?4、扩散火焰产生光焰的原因?5、本生火焰中蓝色内锥的出现条件?6、大气式燃烧的稳定范围?7、紊流部分预混火焰的结构?与层流有何不同?8、强化燃烧过程的方法和内在机理?第六章扩散式燃烧器1、燃烧器的分类方法?2、自然引风扩散式燃烧器的设计?3、强制鼓风扩散式燃烧器的设计?4、扩散式燃烧器的适用范围?第七章大气式燃烧器1、大气式燃烧器的结构组成?各部分构件的作用?2、一次空气、二次空气的概念?3、体积引射系数、质量引射系数?4、大气式燃烧器的自动调节特性?燃烧器常数C?5、大气式燃烧器的设计计算?第八章完全预混式燃烧器1、与大气式燃烧相比,热负荷能够提高的原理?3、负压吸气与常压吸气式引射器在设计上考虑的主要差别?4、如何考虑高压燃气可压缩性?第十章燃气互换性1、华白数、燃烧势的概念?计算?2、不同华白数的燃气互换前后的热负荷、一次空气系数的变化?3、单一气体对回火倾向性的影响?4、AGA互换性三指标的推导原理?使用方法?第十一章民用燃气用具1、燃气吸收式空调、燃气热泵GHP的工作原理?2、燃具热负荷确定方法?3、民用燃具的质量标准包括哪些方面?第十二章燃气工业炉窑1、燃气工业炉窑的基本组成?各部分的作用?2、炉膛内的热工过程?练习题:第一章:1. 已知混合煤气的体积组分为:H2—48%,CO—20%,CH4—13%,C3H6—1.7%,O2—0.8%, N2—12%,CO2—4.5%; 混合煤气与空气的温度均为20oC;煤气的含湿量为11g/Nm3干煤气,空气的含湿量为10g/Nm3干空气;试确定:(1)混合干煤气的高热值、低热值;(2)混合湿煤气的高热值、低热值;(3)燃烧所需的理论空气量;(4)理论烟气量和α=1.2时的实际烟气量;(5)标准状态下混合湿煤气的比重和α=1.2时烟气比重。