《消防燃烧学》第5章 燃烧温度专用课件.ppt

第五章 燃烧温度 燃烧温度 燃烧温度＝炉内燃烧后的温度＝未排放的烟气温度，即燃料燃烧时燃烧产物达到的温度 与燃料种类、燃料成分、燃烧条件、传热条件等因素有关 取决于热量收入和热量支出的平衡关系 从能量平衡方程出发，求燃烧温度 能量平衡 热量收入 燃料发热量Q低，因为炉内温度100oC，水分处于蒸汽状态 空气带入的物理热Q空=Ln.c空r.(t空-0) 燃料带入的物理热Q燃l=cf燃.(t燃-0)，因是单位燃料 热量支出有 燃烧产物物理热Q产=Vn.c产.(t产-0) 燃烧产物和炉向周围的传热Q传 不完全燃烧热损失Q不 产物在高温下热分解的吸热Q分 能量平衡方程 Q低+Q空+Q燃＝Q产+Q传+Q不+Q分 燃烧产物温度 实际温度计算式 理论燃烧温度 假定绝热，Q传＝0；完全燃烧，Q不＝0 理论燃烧温度 理论燃烧温度表示燃料在某燃烧条件下能达到的最高温度 选择燃料、燃烧条件、控制温度、炉温水平的估计、热交换计算等，都需要计算该值 理论发热温度 燃料理论发热温度(发热温度) 在绝热Q传＝0，完全燃烧Q不＝0的基础上，进一步忽略热分解Q分＝0，规定空气和燃料不预热Q空＝0，Q燃＝0，空气消耗系数n＝1，则 与传热条件、炉子结构等因素有关吗？ 只和燃料性质有关 理论发热温度的计算 确定Q低值（如何计算？？）: Q的计算，固体或者液体燃料用门捷列夫公式或者实验测定，气体燃料使用各组分发热量之和计算 确定烟气体积V0，等于各成分体积之和 如认为只有三种成分CO2、H2O、N2，则 V0＝VCO2＋VH2O＋VN2 VCO2、VH2O、VN2由燃料成分计算(如何计算？) 说明：此处忽略掉了S 理论发热温度的计算 确定烟气比热c产，它是强烈相关于温度t产的 (1比热近似法) 查表5－2得到各温度下的c产值 (2内插值近似) 查附表7得各温度下各气体成分的c值 (3求解方程法) 认为各气体成分c值与温度成2次级数关系，c＝A1＋A2t＋A3t2，通过查表5－1得到各系数 比热近似法 产物整体比热近似值法(表5－2) 根据具体的燃料成分计算V0 ＝(VCO2＋VH2O＋VN2＋…) ，根据燃料种类确定c产 适用性：燃烧产物的平均比热受温度的影响不显著，特别是空气作助燃剂 CO2和H2O的比热对温度的变化比较敏感，N2不明显 C和H燃烧以后，产物的比热虽然增加，但是不大 各种燃料燃烧以后产物的比热介于C和H的产物比热之间，差别不大 比热近似法求解过程 比热近似法求温度（比热随温度增大而增大） 假定发热温度在表中的一个范围内，查比热c产，得V0 c产值，计算得t 若t在该范围内，则t就是发热温度t热 若t该范围，则应往温度值小的范围内重新查比热，然后再计算t 若t该范围，则应往温度值大的范围内重新查比热，再计算t 重复（3）和（4），直到计算得到的t在假定的温度范围内，就是所要求的发热温度 内插值近似法 假设：c=A1+A2t+A3t2, 温度变化小时，c与t为线性关系 利用i=c*t=Q低/V0, 认为i与t呈线性 根据燃料成分求Q低和V0，然后计算i，再根据i值反算温度t 内插值近似法的过程 首先假设一个温度t’，通过附表7查各气体的平均比热，求出燃烧产物的平均比热c’ 产物的平均比热为各组分比热的加权和 c’=(CO2’.cCO2+H2O’.cH2O+N2’.cN2)/100 计算该温度下的i’=c’ . t’,使得i’i 再假设一个温度t’’，使得i’’=c’’ . t’’i 利用i与t的线性关系，根据几何相似性，即可求出t热 方程求解燃料理论发热温度 方程求解法(表5－1取系数) c＝A1＋A2t＋A3t2 如认为只有三种成分CO2、H2O、N2，则 V0 c产 ＝VCO2 (A1CO2 +A2CO2t+ A3CO2t2) ＋ VH2O (A1H2O +A2H2Ot+ A3H2Ot2) ＋VN2 (A1N2 +A2N2t+ A3N2t2) V0 c产 ＝a＋bt＋ct2 因此 ct3＋bt2＋at－Q低＝0 解方程即得t热 理论燃烧温度计算 理论燃烧温度表达式如下 Q低、Q空、Q燃都容易计算 需要计算Vn.c产 更关键的是计算Q分 高温热分解 温度越高，分解越强；压力越高，分解较弱 工业炉中，只考虑温度，且只有大于1800度才考虑热分解 并且只考虑CO2和H2O的热分解反应，则分解热Q分 计算Vn.c产 忽略热分解引起Vn.c产的变化 将燃烧产物分为理论燃烧产物和剩余空气两部分 Vn.c产 ＝V0.c产+(Ln-L0).c空 ＝V0.c产+(n-1)L0.c空 V0、L0根据燃料的成分计算 注意：右边c产是理论燃烧产物的比热 计算Q分 （