《氣體燃燒過程計(jì)算》課件

氣體燃燒過程計(jì)算目錄燃燒過程概述燃燒的定義、反應(yīng)方程式、影響因素完全燃燒計(jì)算理論燃燒空氣量、實(shí)際燃燒空氣量、煙氣成分計(jì)算不完全燃燒計(jì)算不完全燃燒的定義、產(chǎn)物組成、空氣過量系數(shù)的影響燃燒熱計(jì)算低位發(fā)熱量、高位發(fā)熱量、發(fā)熱量的測(cè)定方法1.燃燒過程概述燃燒過程燃料與氧化劑發(fā)生的一種快速、放熱、發(fā)光、發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)是物質(zhì)氧化反應(yīng)。燃燒要素燃燒過程需要滿足三個(gè)基本要素：可燃物、氧化劑和引燃源。1.1燃燒的定義化學(xué)反應(yīng)燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，涉及物質(zhì)與氧化劑（通常是氧氣）之間的快速反應(yīng)。能量釋放燃燒過程中會(huì)釋放大量的熱量，形成火焰或發(fā)光現(xiàn)象。氧化還原燃燒本質(zhì)上是氧化還原反應(yīng)，物質(zhì)被氧化，同時(shí)氧化劑被還原。1.2燃燒反應(yīng)的主要化學(xué)方程式燃料化學(xué)方程式甲烷(CH4)CH4+2O2→CO2+2H2O乙烷(C2H6)2C2H6+7O2→4CO2+6H2O丙烷(C3H8)C3H8+5O2→3CO2+4H2O丁烷(C4H10)2C4H10+13O2→8CO2+10H2O1.3燃燒過程的影響因素1燃料性質(zhì)燃料的化學(xué)成分、揮發(fā)分含量、著火溫度等都會(huì)影響燃燒過程。2空氣供應(yīng)燃燒需要充足的氧氣供應(yīng)，空氣量不足會(huì)導(dǎo)致不完全燃燒。3溫度溫度升高可以加快燃燒速度，但過高的溫度會(huì)導(dǎo)致燃燒失控。4壓力壓力升高可以提高燃燒速率，但過高的壓力會(huì)導(dǎo)致爆炸危險(xiǎn)。完全燃燒計(jì)算完全燃燒是指燃料中的可燃成分完全與氧氣反應(yīng)，生成二氧化碳、水等產(chǎn)物。完全燃燒計(jì)算是燃燒計(jì)算的基礎(chǔ)，可以幫助我們了解燃料的燃燒效率、煙氣的成分等信息。2.1基本假設(shè)恒定壓力燃燒過程通常在接近常壓下進(jìn)行，可以忽略壓力變化對(duì)反應(yīng)的影響。恒定溫度假設(shè)燃燒過程在恒定溫度下進(jìn)行，忽略溫度波動(dòng)對(duì)反應(yīng)速率的影響。理想氣體假設(shè)燃燒產(chǎn)物為理想氣體，忽略氣體分子間相互作用力的影響。空氣與燃料的比例氮?dú)庋鯕馄渌諝庵醒鯕獗壤s為21%。理論燃燒空氣量1理論空氣量指燃料完全燃燒所需的最小空氣量2化學(xué)計(jì)量空氣量指燃料完全燃燒所需的空氣量3理論空氣系數(shù)理論空氣量與燃料質(zhì)量之比2.4實(shí)際燃燒空氣量實(shí)際燃燒空氣量理論燃燒空氣量的倍數(shù)大于理論燃燒空氣量過量空氣小于理論燃燒空氣量空氣不足煙氣成分計(jì)算1CO2二氧化碳占煙氣體積的比例2O2氧氣占煙氣體積的比例3N2氮?dú)庹紵煔怏w積的比例4SO2二氧化硫占煙氣體積的比例3.不完全燃燒計(jì)算不完全燃燒是指燃料在燃燒過程中，由于氧氣供應(yīng)不足，導(dǎo)致部分燃料未能完全氧化，生成一些未完全燃燒的產(chǎn)物，如一氧化碳、碳黑等。計(jì)算要點(diǎn)計(jì)算不完全燃燒過程，需要考慮以下因素：燃料種類、空氣過量系數(shù)、燃燒溫度、燃燒時(shí)間等。3.1不完全燃燒的定義燃料與氧氣不足不完全燃燒發(fā)生在燃料與氧氣的比例不足時(shí)，導(dǎo)致燃料無法完全氧化。產(chǎn)物生成除了二氧化碳和水，不完全燃燒還會(huì)生成一氧化碳、碳黑和碳?xì)浠衔锏任镔|(zhì)。不完全燃燒產(chǎn)物組成COCO2H2ON2不完全燃燒時(shí)，燃料中的碳元素沒有完全氧化為二氧化碳，而是生成了一氧化碳。這會(huì)導(dǎo)致燃燒效率降低，并產(chǎn)生有毒氣體?？諝膺^量系數(shù)的影響1燃燒效率空氣過量系數(shù)過低會(huì)導(dǎo)致不完全燃燒，降低燃燒效率，浪費(fèi)燃料。2煙氣溫度空氣過量系數(shù)過高會(huì)增加煙氣溫度，降低熱效率，增加排煙熱損失。3設(shè)備腐蝕過量的氧氣會(huì)加速設(shè)備的腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命。燃燒熱計(jì)算低位發(fā)熱量是指燃料在完全燃燒時(shí)放出的熱量，不包括燃料中水蒸氣的汽化熱。高位發(fā)熱量是指燃料在完全燃燒時(shí)放出的熱量，包括燃料中水蒸氣的汽化熱。4.1低位發(fā)熱量100%熱量釋放燃料完全燃燒釋放的熱量100%水蒸氣燃燒產(chǎn)物中水蒸氣不凝結(jié)高位發(fā)熱量低位發(fā)熱量高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量是指燃料在完全燃燒后，所有燃燒產(chǎn)物都冷凝到常溫時(shí)所釋放的熱量。發(fā)熱量的測(cè)定方法量熱計(jì)法利用量熱計(jì)測(cè)量燃料燃燒時(shí)釋放的熱量，計(jì)算其發(fā)熱量。燃燒彈法將燃料在密閉容器中燃燒，通過測(cè)量容器內(nèi)溫度變化計(jì)算發(fā)熱量。氣相色譜法利用氣相色譜分析燃燒產(chǎn)物，確定燃料的成分和燃燒效率，推算發(fā)熱量。燃燒效率分析1熱效率燃料燃燒產(chǎn)生的熱量與燃料的總熱值之比2化學(xué)效率燃料燃燒產(chǎn)生的實(shí)際熱量與理論熱量之比3綜合效率考慮熱效率和化學(xué)效率的綜合效率指標(biāo)5.1熱效率定義燃燒設(shè)備實(shí)際利用的熱量占燃料燃燒釋放的總熱量的比例。公式熱效率=實(shí)際利用熱量/燃料燃燒釋放總熱量*100%影響因素燃燒過程中的熱損失，例如排煙熱損失、爐墻熱損失等。5.2化學(xué)效率定義燃燒過程中釋放的化學(xué)能占燃料總化學(xué)能的比例。計(jì)算公式化學(xué)效率=燃燒熱/燃料總熱值影響因素燃燒過程中的熱損失，例如排煙熱損失、未燃盡的燃料熱損失等。5.3綜合效率1整體性能衡量燃燒系統(tǒng)綜合利用率的指標(biāo)2多因素考慮熱效率、化學(xué)效率和排放指標(biāo)案例分析通過實(shí)際案例，深入理解氣體燃燒過程計(jì)算。6.1天然氣燃燒過程計(jì)算1天然氣成分分析甲烷、乙烷、丙烷、丁烷2燃燒方程式CH4+2O2→CO2+2H2O3理論空氣量計(jì)算根據(jù)燃燒方程式計(jì)算4實(shí)際空氣量計(jì)算考慮過量空氣系數(shù)5煙氣成分計(jì)算CO2、H2O、N26.2煤氣燃燒過程計(jì)算1燃料成分確定煤氣的主要成分，如甲烷、乙烷、氫氣等。2燃燒方程式根據(jù)燃料成分，寫出相應(yīng)的燃燒反應(yīng)方程式。3理論空氣量計(jì)算理論燃燒空氣量，即完全燃燒所需空氣量。4實(shí)際空氣量考慮實(shí)際燃燒過程中的空氣過量系數(shù)，計(jì)算實(shí)際燃燒空氣量。煤氣燃燒過程計(jì)算，需要先確定煤氣的主要成分，然后根據(jù)成分寫出相應(yīng)的燃燒反應(yīng)方程式。再根據(jù)方程式計(jì)算理論空氣量，以及實(shí)際燃燒過程中的空氣過量系數(shù)，最終計(jì)算出實(shí)際燃燒空氣量。