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1、第一章燃烧计算第1页，共31页，编辑于2022年，星期一课堂练习课堂练习n某某20kW20kW燃气热水器使用四川干气，为了燃气热水器使用四川干气，为了设计鼓风机和烟道，需求空气需要量及设计鼓风机和烟道，需求空气需要量及烟气生成量。给出四川干气的热值。烟气生成量。给出四川干气的热值。n本热水器的燃烧装置采用的过剩空气本热水器的燃烧装置采用的过剩空气系数为系数为1.81.8。第2页，共31页，编辑于2022年，星期一第一章第一章 燃气的燃烧计算燃气的燃烧计算n燃气燃烧计算的内容：燃气燃烧计算的内容：n(1)(1)确定燃气的热值；确定燃气的热值；n(2)(2)计算燃烧所需的空气量及产生的烟计算燃烧所
2、需的空气量及产生的烟气量；气量；n(3)(3)确定燃烧温度和绘制焓温图。确定燃烧温度和绘制焓温图。第3页，共31页，编辑于2022年，星期一第一章第一章 燃气的燃烧计算燃气的燃烧计算n燃烧的定义：燃烧的定义：n燃料的可燃成分（燃料的可燃成分（H H2 2、COCO、C Cm mH Hn n和和H H2 2S S等）在一定条件下与氧发生激烈的等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化反应，并产生大量的热和光的物理氧化反应，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。化学反应过程称为燃烧。第4页，共31页，编辑于2022年，星期一第一章第一章 燃气的燃烧计算燃气的燃烧计算n气体燃料燃烧必须具备的条件：气
3、体燃料燃烧必须具备的条件：n1 1、燃气和空气需按一定比例呈分子、燃气和空气需按一定比例呈分子状态混合；状态混合；n2 2、反应气体具有一定的温度和压力；、反应气体具有一定的温度和压力；n3 3、具有完成反应所必需的时间，或者、具有完成反应所必需的时间，或者说有足够的燃烧空间。说有足够的燃烧空间。第5页，共31页，编辑于2022年，星期一第一章第一章 燃气的燃烧计算燃气的燃烧计算n燃烧反应计量方程式：燃烧反应计量方程式：n例如：例如：第6页，共31页，编辑于2022年，星期一n第一节第一节 燃气的热值燃气的热值n热值热值1m1m3 3燃气完全燃烧所放出燃气完全燃烧所放出的热量称为燃气的热值，单
4、位为的热量称为燃气的热值，单位为kJ/mkJ/m3 3。对于液化石油气，热值单位。对于液化石油气，热值单位也可用也可用kJkJkgkg。第7页，共31页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 燃气的热值燃气的热值n高热值：高热值：是指是指1m1m3 3燃气完全燃烧后其烟气被冷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。态排出时所放出的热量。n低热值：低热值：是指是指1m1m3 3燃气完全燃烧后其烟气被冷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气状却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的
5、热量。态时所放出的热量。n高、低热值之差为烟气中水蒸气的气化潜热。高、低热值之差为烟气中水蒸气的气化潜热。第8页，共31页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 燃气的热值燃气的热值n混合可燃气体的热值：混合可燃气体的热值：n H=H1r1+H2r2+Hnrn nH混合可燃气体的高热值或低热值（混合可燃气体的高热值或低热值（kJ m3）nH1、H2、Hn燃气中各可燃组分的高热燃气中各可燃组分的高热 值或低热值（值或低热值（kJm3）；）；nr1、r2、rn燃气中各可燃组分的容积成分。燃气中各可燃组分的容积成分。n 第9页，共31页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 燃气的热值燃气的热值n干
6、燃气的低热值与高热值的换算：干燃气的低热值与高热值的换算：、n18.5718.57水蒸气在水蒸气在1515、0.101325MPa0.101325MPa下的气化潜下的气化潜热，热，10102 2kJkJm m3 3。第10页，共31页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 燃气的热值燃气的热值n干燃气低热值干燃气低热值与湿燃气低热值的换算：湿燃气低热值的换算：第11页，共31页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 燃气的热值燃气的热值n湿燃气的低热值与高热值的换算：湿燃气的低热值与高热值的换算：、第12页，共31页，编辑于2022年，星期一第一节第一节 热值的计算热值的计算n干燃气的高热值干
7、燃气的高热值与湿燃气的高热值的换算：湿燃气的高热值的换算：第13页，共31页，编辑于2022年，星期一第二节第二节 燃烧所需空气量燃烧所需空气量n一、理论空气需要量一、理论空气需要量n定义：定义：1m1m3 3燃气按燃烧反应计量方程式完燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧时所需的空气量为理论空气需要全燃烧时所需的空气量为理论空气需要量。量。第14页，共31页，编辑于2022年，星期一1 1、根据燃气成分进行计算、根据燃气成分进行计算n例如氢气的燃烧：例如氢气的燃烧：1m30.5m31.88m31m31.88m3 2.38m3 2.88m3第15页，共31页，编辑于2022年，星期一例如碳氢化合物的
8、燃烧：例如碳氢化合物的燃烧：第16页，共31页，编辑于2022年，星期一理论空气需要量的理论计算公式：理论空气需要量的理论计算公式：第17页，共31页，编辑于2022年，星期一2 2、根据燃气热值近似计算、根据燃气热值近似计算当燃气的低热值小于当燃气的低热值小于 9953kJ/m9953kJ/m3 3时：时：当燃气的低热值大于当燃气的低热值大于9953 kJ/m9953 kJ/m3 3时：时：对于烷烃类燃气：对于烷烃类燃气：第18页，共31页，编辑于2022年，星期一二、实际空气需要量二、实际空气需要量n实际供给的空气量实际供给的空气量V V与理论空气量与理论空气量V V。之比称为过剩空气系数
9、之比称为过剩空气系数，即即第19页，共31页，编辑于2022年，星期一二、实际空气需要量二、实际空气需要量n 值的大小决定于燃气燃烧方法及燃烧值的大小决定于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。设备的运行工况。n在工业设备中，在工业设备中，值一般控制在值一般控制在1.051.201.051.20；n在民用燃具中一般控制在在民用燃具中一般控制在1.31.81.31.8。第20页，共31页，编辑于2022年，星期一第三节第三节 燃烧产物的计算燃烧产物的计算n一、理论烟气量的计算一、理论烟气量的计算 n二、实际烟气量的计算二、实际烟气量的计算第21页，共31页，编辑于2022年，星期一一、理论烟气量的计
10、算一、理论烟气量的计算 1按燃气组分计算按燃气组分计算三原子气体体积三原子气体体积：水蒸气体：水蒸气体：氮气体积：氮气体积：理论烟气总体积：理论烟气总体积：第22页，共31页，编辑于2022年，星期一2 2、根据燃气热值近似计算、根据燃气热值近似计算焦炉煤气：焦炉煤气：低热值小于低热值小于11944 kJ/m11944 kJ/m3 3的燃气：的燃气：对于烷烃类燃气：对于烷烃类燃气：其中，天然气，其中，天然气，=2=2；石油伴生气，；石油伴生气，=2.2=2.2；液化石油；液化石油气气,=4.5=4.5。第23页，共31页，编辑于2022年，星期一二、实际烟气量的计算二、实际烟气量的计算如果忽略
11、过剩空气带入的如果忽略过剩空气带入的H H2 2O O，则实际烟气，则实际烟气量还可根据下式计算量还可根据下式计算第24页，共31页，编辑于2022年，星期一第四节第四节 燃烧温度燃烧温度 n一、热量计温度一、热量计温度 n二、理论燃烧温度二、理论燃烧温度 n三、实际燃烧温度三、实际燃烧温度 第25页，共31页，编辑于2022年，星期一一、热量计温度一、热量计温度定义：定义：燃气燃烧燃气燃烧无无化学热损失化学热损失和和散热损散热损失失时烟气所能达到的温度。时烟气所能达到的温度。第26页，共31页，编辑于2022年，星期一二、理论燃烧温度二、理论燃烧温度定义：定义：燃气燃烧燃气燃烧有有化学热损失
12、化学热损失但没有但没有散热损散热损失失时烟气所能达到的温度。时烟气所能达到的温度。第27页，共31页，编辑于2022年，星期一三、实际燃烧温度三、实际燃烧温度定义：定义：燃气燃烧燃气燃烧有有化学热损失化学热损失以及以及散热散热损失损失时烟气所能达到的温度。时烟气所能达到的温度。第28页，共31页，编辑于2022年，星期一第五节第五节 烟气的焓烟气的焓n在进行燃烧设备热力计算时，需要知道烟在进行燃烧设备热力计算时，需要知道烟气在不同温度下的焓。气在不同温度下的焓。n烟气的焓，是指烟气的焓，是指1m1m3 3干燃气燃烧所生成的烟干燃气燃烧所生成的烟气在等压条件下从气在等压条件下从0 0加热到烟气温度加热到烟气温度 时所需要的热量，单位为时所需要的热量，单位为kJ/mkJ/m3 3干燃气。干燃气。第29页，共31页，编辑于2022年，星期一n含有含有1m1m3 3干燃气的湿燃气燃烧后所生成的烟气在不干燃气的湿燃气燃烧后所生成的烟气在不同温度下的焓等于理论烟气的焓与过剩空气的焓同温度下的焓等于理论烟气的焓与过剩空气的焓之和，即之和，即:第30页，共31页，编辑于2022年，星期一烟气的焓温图烟气的焓温图温度（温度（）烟气焓（烟气焓（kJ/m3干燃气干燃气）第31页，共31页，编辑于2022年，星期一