燃气燃烧与应用总结归纳.docx

2..燃气燃烧与应用总结归纳第一章燃气的燃烧计算燃烧：气体燃料中的可燃成分（H、C H、CO、H S等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用,2 m n 2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：lNm3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lm3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lm3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 —460液化石油气的低热值是 88000 —120000KJ/m 3按 1KCAL=4.1868焦炉煤气的低热值约为3800 —4060KCal/m 3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 3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：I # — H 1 F 1 + T ・ +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 m/m或m/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a值的确定a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a —— 1.05-1.20民用燃具a——1.30-1.80a值对热效率的影响a过大，炉膛温度降低，排烟热损失增加，热效率降低；a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a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 热效率的降低在检测燃气燃烧设备的烟气中的有害物质时，需要根据烟气样中氧含量或二氧化碳含量确定过剩空 气系数，从而折算成过剩空气系数为 1的有害物含量根据烟气中O含量计算过剩空气系数2a 20.920.9 OO '---烟气样中的氧的容积成分2(2 )根据烟气中CO2含量计算过剩空气系数COCOCO ——当=1时，干燃烧产物中CO含量，% ；2m 2CO ' ——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热量计温度：一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧，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)；其二是燃气的化学热量(热值)。

如果燃烧过程在 绝热条件下进行，这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的物理热，即t =t =o，并假设a = 1 •则所得ag的烟气温度称为燃烧热量温度理论燃烧温度：将由CO HO在高温下分解的热损失和发生不完全燃烧损失的热量考虑在内， 则所求得2 2的烟气温度称为理论燃烧温度tth实际燃烧温度：r匆匚二常2. 影响燃烧温度的因素热值：一般说来，理论燃烧温度随燃气低热值 斗的增大而增大.过剩空气系数：燃烧区的过剩空气系数太小时，由于燃烧不完全，不完全燃烧热损失增大，使理论 燃烧温度降低若过剩空气系数太大，则增加了燃烧产物的数量，使燃烧温度也降低燃气和空气的初始温度：预热空气或燃气可加大空气和燃气的焓值，从而使理论燃烧温度提高3. 烟气的焓与空气的焓烟气的焓：每标准立方米干燃气燃烧所生成的烟气在等压下从 0°C加热到t °C所需的热量，单位为千焦每标准立方米空气的焓：每标准立方米干燃气燃烧所需的理论空气在等压下从 0C加热到t( C)所需的热量，单位为千焦每标准立方米第一章思考题燃气的热值、理论空气量、烟气量与燃气组分的关系，三类常用气体热值、理论空气量、烟气量的 取值范围。

在工业与民用燃烧器设计时如何使用高低热值进行计算在燃烧器设计与燃烧设备运行管理中如何选择过剩空气系数运行中烟气中CO含量和过剩空气系数对设计与运行管理的指导作用 燃烧温度的影响因素及其提高措施第二章 燃气燃烧反应动力学链反应：不是由反应物一步就获得生成物，而是通过一系列的基元反应来进行的，直到反应物消耗 殆尽或有外力使其终止b)支链反应可燃气体链反应的分类：(a )直链反应 的燃烧都属于支链反应稳定的氧化反应过程；任何可燃气体在一定条件下与氧接触，都要发生氧化反应如果氧化反应过 程发生的热量等于散失的热量，或者活化中心浓度增加的数量正好补偿其销毁的数量，这个 过程就称为稳定的氧化反应过程不稳定的氧化反应： 如果氧化反应过程生成的热量大于散失的热量，或者活化中心浓度增加的数量 大干其销毁的数量，这个过程就称为不稳定的氧化反应过程着火：由稳定的氧化反应转变为不稳定的氧化反应而引起燃烧的一瞬间 支链着火：在一定条件下，由于活化中心浓度迅速增加而引起反应加速从而使反应由稳定的氧化反 应转变为不稳定的氧化反应的过程，称为支链着火热力着火：一般工程上遇到的着火是由于系统小热量的积聚，使温度急剧上升而引起的、这种着火 称为热力着火。

燃料开始燃烧的最低温度叫着火温度即燃料在充足空气供给下加热到某一温度，达到此温度后不 再加热，燃料依靠自身的燃烧热继续燃烧 （持续5min以上），此温度即称为着火温度或着火点燃料的着火温度随燃料的种类、燃料的形态、燃烧时周围的环境而变，不是一个常数『热力着火的集件之二；提高町燃物的压力戶在常压（大气压）下液化石油气的着火温度为365 —460 °C天然气的着火温度为270 —540 C人工燃气着火温度为270 —605 C可燃混合物热力着火的影响因素 环境温度压力可燃物与环境的传热系数成分（物性）1、点火：当微小热源放入可燃混合物小时，则贴近热源周围的一居混合物被迅速加热、并开始燃烧 产生火焰•然后向系统其余冷的部分传播•使可燃混合物逐步着火燃烧、这种现象称为强 制点火，简称点火点火的两个重要因素：着火 火焰传播2•点火源：灼热固体颗粒、电热线圈、电火花、小火焰等4. 电火花点火：把两个电极放在可燃混合物中，通过高压电打出火花释放出一定的能量，使可燃混 合物点着，称为电火花点火电火花点火的两个阶段：初始火焰中心的形成 火焰的传播最小点火能：当电极间隙内的可燃混合物的浓度、温度和压力一定时•苦耍形成初始的火焰中心， 放电能量必须有一最小极值，能量低于此极值时不能形成初始火焰中心，这个必要的最小放 电能员就是最小点火能量Enin。

熄火距离：当两个电极之间的距离小到无论多大的电火花能量都不能使可燃混什物点燃时，这个最 小距离就叫熄火距离第二章思考题浓度、温度、压力对化学反应速度的影响 什么是支链反应，支链反应对燃烧的影响 为什么着火温度不是一个常数 影响着火温度的因素有哪些 常用燃气的最小点火能与熄火间距是多少 第三章燃气燃烧的气流混合过程自由射流： 当气流由管嘴或孔口喷射到充满静止介质的无限大空间时，形成的气流等温自由射流：周围介质的温度和密度与喷出气流相同4. 层流射流的等浓度面 —L,边界1是射流边界边界2是射流核心区边界C =C ；g hc=c ；g stc =c ；g 1界面3：界面4：界面5A：纯燃气B :处于着火浓度上限以外的燃气和空气混合物C :处于着火浓度范围以内的燃气和空气混合物，含有过剩燃气; D：处于着火浓度下限以外的燃气和空气混合物，含有过剩空气E :处于着火浓度下限以外的燃气和空气混合物5. 层流扩散火焰长度当燃气成分一定时，层流扩散火焰的长度上主要取决于燃气的体积流量 流量增大 火焰长度增大出口速度一定时，喷嘴直径越大，火焰长度也越大喷嘴直径越大，火焰长度也越大流量一定时，则火焰长度与直径无关。

平行气流中的自由射流射流速度与外围平行气流速度的速度梯度射流的扩张角轴心速度的衰减 射流核心区的长度2. 平行气流中射流轴心速度的衰减绝对穿透深度h :在相交气流中，当射流轴线变得与主气流方向一致时，喷嘴出口平面到射流轴线之间的法向距离h定义为绝对穿透深度相对穿透深度：绝对穿透深度h与喷嘴直径之比，定义为相对穿透深度，即 h/d射程：在射流轴线上定出一点，使该点的轴速度在 x方向上的分速度 V为出口速度V的5%，以喷嘴平面至该点的相对法向距离Xi/d，定义为射程多股射流与受限气流相交时的流动规律影响因素（1 ）主气流流动通道的相对半宽度 /2（2）射流喷嘴相对中心距s/d身一面旋转，一面又向静止介质中扩散前，这就是旋转旋转射流：射流在从喷嘴中流出时，气流本射流，简称旋流2. 旋转射流的特点： 旋转紊流运动、自由射流、和绕流3. 产生方法（1）使全部气流或一部分气流切向进入（2 ）设置导流叶片（3 ）采用旋转的机械装置4. 旋转射流的基本特性1） •增加切向分速度，径向分速度较直流射流时大；2） •径向和轴向上都建立了压力梯度强旋转射流内部形成回流区；3） ・内外回流区的存在对着火稳定性有影响；4） .旋转射流的扩展角大；5） .射程小旋转射流的无因次特性一一旋流数：旋流数 s不仅反映了射流的旋转强弱，射流动力相似的相似准贝叽思考题1、 相对穿透深度与射程定义及其在气流混合过程中的物理意义。

2、 燃气自由射流的特点与图形3、 不同相交气流的流动规律4、 旋转射流的特点与产生旋转射的方法、旋流数的计算；第四章燃气燃烧的火焰传播火焰面：未燃气体和已燃气体的分界面即为火焰锋面，亦称火焰前沿（前锋） 常压条件下火焰前锋的厚度：10 ~10 mm火焰传播速度：火焰前锋沿其法线方向朝新鲜混气传播的速度用 S表示n测定S的实验方法的概述两种主要方法n静力法：静力法是让火焰焰面在静止的可燃混合物中运动动力法：动力法则是让火焰焰面处于静止状态，而可燃混合物气流则以层流状态作相反方内运动 管子法、本生火焰法影响火焰传播速度的因素1. 混气成分的影响IS」科“：怙HZ鸽 r母弋.疔耳I —蚯呂 H ■曲上 \ •乙 W j 亠 i'^'W ■ 3 甲 0 eft■F-l^-EzS— I CHlUE犁席飞“則」申3_护?・irrt-黒卑：i2. 混气性质的影响导热系数增加，活化能减少或火焰温度增加时，火焰传播速度增大碳原子个数的影响3. 温度的影响温度增加，火焰传播速度增加4. 压力的影响压力对火焰传播速度的影响较小5. 湿度和惰性气体的影响添加气有两面性（1）改变混合气的物理性质，如导热系数催化作用火焰传播浓度极限及其测定定义：能使火焰继续不断传播所必需的最低燃气浓度，称为火焰传播浓度下限 （或低限）；能使火焰继续不断传。