燃烧学西安交大液体燃料的燃烧

《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0.9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4.65％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。

6液体燃料的燃烧6.1液体燃料的燃烧原理✧液体燃料的燃烧方式：主要为扩散燃烧✧液体燃料的燃烧过程：先蒸发气化为油蒸汽，进而进行均相燃烧。

（1、雾化2、蒸发3、掺混4、燃烧）✧液体燃料燃烧特点：1、扩散燃烧2、非均相燃烧✧液体燃料与气体燃料的不同点：液体燃料在与空气混合之前存在着蒸发气化过程✧液体燃料在在着火燃烧前发生蒸发与气化的特点，可将其燃烧分为，液面燃烧、灯芯燃烧、蒸发燃烧、雾化燃烧。

✧燃油雾化燃烧：油的雾化油滴的蒸发油滴的燃烧过程✧雾化燃烧：用雾化器将燃油分裂成许多微小而分散的油滴，以增加燃油单位质量的表面积，使其能和周围空间的氧化剂更好地进行混合，在空间达到迅速和完全的燃烧。

✧雾化的方法可分为机械式雾化和介质式雾化。

✧液体燃料雾化的目的（为什么用雾化、为什么说雾化过程是液体燃料燃烧的关键）：（P185）✧雾化性能及质量的评定主要指标：（P185）✧雾化过程的几个阶段：（P185）✧雾化角等概念（P186-P191好好看看）✧常用雾化方式及装置：①机械雾化、介质雾化、混合式雾化、组合式雾化。

②✧配风器的作用（任务）：P195✧配风原理及配风器应该满足的要求：P196-P197✧合理的稳焰技术：P203✧对于重油燃料，燃烧器应？P204✧加强液体燃料的燃烧方法：P201（1）加强雾化，减小油滴直径，选用合适的雾化器；（2）增加空气与油滴的相对速度。

相对速度越大，越有利于燃料和空气之间的扩散、混合，加强燃烧；（3）及时、适量供风及时供风，避免高温、缺氧造成燃料热分解；适量供风，提高燃烧效率。

（4）供风原则少量一次风送入火焰根部，在着火前与燃料混合，防止油在高温下热分解；保证后期混合，提高风速，使射流衰减变慢；在着火区制造适当的回流区，保证着火；燃烧中保证油雾与空气强烈混合，气流雾化角与油雾扩散角相适应。

第四章液体燃料的燃烧4.1 油燃烧特点4.2 油的雾化4.3 油滴燃烧过程4.4 油雾炬燃烧4.5 油燃烧的组织及调风器4.1 油燃烧特点雾化燃烧油燃烧是一个复杂的物理化学过程，由于油沸点低于其燃点，因此油滴总是先蒸发成气体，并以气态的方式进行燃烧。

包含：雾化、受热蒸发、扩散混合、着火燃烧雾化：燃料→细滴→油雾炬，雾滴粒径↓，表面积↑有利于油滴的气化过程，同时也有利于与空气的混合，保证燃烧质量。

蒸发：油滴受热后表面开始蒸发→油蒸汽 扩散混合：燃油蒸汽与周围空气互相扩散与混合燃烧：油蒸汽与空气混合物达到着火温度后，开始燃烧。

在燃烧过程中，油滴内部继续受热蒸发→扩散混合→新油气空气混合物取代已散逸燃烧产物→继续燃烧→油滴燃尽1.油滴2.油蒸汽区3.燃烧区4.外部5.油蒸汽浓度6.氧气浓度7.温度1234567限制油滴燃烧的主要因素是与空气的混合速度，即取决于空气向油滴表面扩散所需的时间，属扩散燃烧。

物理化学过程：雾化→三传→受热蒸发→着火→燃尽4.2 油的雾化雾化效果影响了油燃烧的快慢及燃烧质量，因此油的雾化是其燃烧过程中一个重要因素。

1、雾化评价指标2、雾化器4.2.1 雾化评价指标①雾化粒度：表示油滴颗粒大小的指标( <100μm )表示油滴颗粒大小的指标，有平均直径，最大直径，中值直径等，常用平均直径法（又包含算术平均法，表面积平均法，体积平均法，质量平均法径等）索太尔平均直径（S.M.D）32 i i i i n d n d=∑∑（体面积平均直径）粒度分布的表达形式表格形式（离散） 直方图（离散）函数形式（连续）微分型（频率分布）积分型（累积分布）2468100.000.050.100.150.200.25f (d p )d p()()()p p p d d d dF d f =()()()∫=dpp p p d d d f d F 02468100.00.20.40.60.81.0D(d p )R(d p )F (d p )d p累积分布又分为筛上分布和筛下分布筛上分布筛下分布R (d p )+D (d p )=1工程破碎过程常使用Rosin-Rammler 分布积分分布微分分布()n p d d p e d F ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=()()()∫=maxdp dp p p p d d d f d R ()()()∫=dpdp p p p d d d f d D min ()np d d n n p p ed d n d f ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−=1②雾化油滴均匀性粒度均匀性指标100exp ()%n d d R d ⎡⎤=−⎢⎥⎣⎦R d ：液滴群中，颗粒直径大于d 的质量分数n ：均匀系数，一般数值2~4。