燃气燃烧理论基础

《燃气燃烧理论基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、燃气燃烧理论基础燃气基础知识第一章燃气燃烧计算基础第二章燃气燃烧反应动力学第三章燃气燃烧的火焰传播第四章燃气燃烧方法第五章大气式燃烧器第六章燃气互换性燃气基础知识一、燃气的主要物理性质1.容积%组成2.燃气的密度（kg/Nm3）与相对密度标准状态：0.1013MPa，0℃相对密度s=ρ/ρa（ρa=1.29kg/Nm3）3.燃气的热值H（kJ/Nm3）低热值Hl和高热值Hh混合燃气的热值:H=ΣHiri=H1r1+H2r2+……+Hnrn4.理想气体状态方程PV=RTP/ρ=RTV—比容（Nm3/k

2、g）ρ—密度R—通用气体常数，8.31J/（Mol﹒K）二、城市燃气的分类1.燃烧特性参数华白数W：与燃烧热负荷有关的参数（MJ/m3）燃烧势CP：与燃烧火焰传播速度、燃烧稳定性有关的参数2.城市燃气分类标准天然气，液化气，人工燃气燃气基础知识第一章燃气燃烧计算基础一、燃气的燃烧过程燃气混合燃烧(化学反应）烟气：CO2,H2O,N2,O2,空气点火CO,SO2,NOX二、燃气燃烧的基本反应三、燃烧所需空气量（一）理论空气需要量（m3/Nm3干燃气）（二）实际空气量空气过剩系数αV=V0四、理论烟气

3、量和实际烟气量第一章燃气燃烧计算基础第一章燃气燃烧计算基础五、不完全燃烧时α的计算第一章燃气燃烧计算基础六、理论燃烧温度tth的近似计算燃气、空气常温，完全燃烧，忽略热分解（≤1800℃），绝热。燃气低热值=烟气量×比热×燃烧温度Hl=If=VnCftthtth=Hl/VnCf天然气燃烧产物的平均比热表温度℃0-200200-400400-700700-10001000-12001200-1500平均比热kJ/m3·℃1.381.421.471.511.551.59第二章燃气燃烧反应动力学一、化学反

4、应速度（一）化学反应速度单位时间内反应物浓度的变化，即单位时间、单位体积内反应物的消耗量：W=dC/d（kMol/m3·s）CH4+2O2=CO2+2H2OW=－dCCH4/d=－0.5dCO2/d=dCCO2/d化学反应速度：反应级数n反应速度常数k第二章燃气燃烧反应动力学化学反应速度反应级数n反应速度常数k阿伦尼乌斯定律：k=k0exp（–E/RT）k0—频率因子（指前因子）E—活化能R—通用气体常数第二章燃气燃烧反应动力学（二）影响化学反应速度的因素W=k0exp（–E/RT）Cn1

5、.温度T温度升高，反应速度加快；到一定温度后，增加缓慢2.活化能E反应进行的难易程度；E高，难于反应3.反应物浓度C浓度高，反应速度加快（与反应级数n有关）4.气相反应物分压p分压p大即浓度高，反应速度也加快5.反应级数n由化学反应本身决定二、燃气的着火（一）气体燃料两种着火方式：自燃着火：强制着火：常温可燃混合物中，用一热源局部点火燃烧，向周围传播，最后达到整个可燃混合物燃烧。（二）着火热力理论：以热量平衡为基础。化学反应发出的热量超过散失的热量时，就能着火。着火温度与燃气成分、浓度（压力）、容器

6、壁温（传热）等因素有关，着火温度不是一个物性参数。第二章燃气燃烧反应动力学第三章燃气燃烧的火焰传播一、正常火焰传播正常火焰传播速度即法向火焰传播速度Sn火焰传播速度与气流法线分速度相等时，能稳定燃烧。第三章燃气燃烧的火焰传播火焰传播速度Snλ—可燃混合气导热系数Q—可燃混合气热值—燃烧反应平均速率ρ0—可燃混合气密度Cp—可燃混合气比热Tm—烟气出口温度T0—可燃混合气初始温度第三章燃气燃烧的火焰传播二、影响层流火焰传播速度Sn的因素（一）可燃混合气比例的影响（二）燃气性质的影响第三章燃气燃烧的火焰

7、传播（三）温度的影响1.初始温度的影响可燃混合物初始温度高，燃烧温度增加，化学反应速率增加，因而Sn增大。第三章燃气燃烧的火焰传播2.火焰温度的影响在高温情况下，随着火焰温度的提高，Sn显著提高；在更高温度下，由于热分解产生的自由基浓度大大增加，促进反应，进一步提高火焰传播速度Sn。第三章燃气燃烧的火焰传播（四）压力的影响Sn∝pkSn﹤5050-100﹥100k﹤0≈0﹥0（五）惰性气体的影响燃气中加入惰性气体N2，热值降低，反应速度减慢，将使火焰传播速度Sn下降。第三章燃气燃烧的火焰传播三、火焰

8、传播浓度极限（爆炸极限，着火浓度极限）在燃气-空气混合气中1.浓度确定时，仅在一定的温度、压力条件下，才能着火；2.在一定的温度（压力）条件下，燃气与空气的比例在一定的范围内火焰才能传播；3.能使火焰持续不断传播所必须的最低（高）燃气浓度，称为火焰传播浓度下（上）限。第三章燃气燃烧的火焰传播单一燃气的爆炸极限（常温，20℃)第三章燃气燃烧的火焰传播燃气名称爆炸下限%爆炸上限%氢4.075.9一氧化碳12.574.2甲烷5.015.0乙炔2.580.0乙烯2.734.0