1、课堂练习课堂练习n某某20kW20kW燃气热水器使用四川干气，燃气热水器使用四川干气，为了设计鼓风机和烟道，需求空气需为了设计鼓风机和烟道，需求空气需要量及烟气生成量。给出四川干气的要量及烟气生成量。给出四川干气的热值。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计算燃烧所需的空气量及产生的烟气量；烟气量；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。
2、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，并产生大量的热激烈的氧化反应，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。和光的物理化学反应过程称为燃烧。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
3、力；n3 3、具有完成反应所必需的时间，或、具有完成反应所必需的时间，或者说有足够的燃烧空间。者说有足够的燃烧空间。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：HOHCOOCH222422HOHnmCOOnmHCnm22224n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。对于液化石油气，热值单位也可用位也可用kJkJkgkg。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1m
4、1m3 3燃气完全燃烧后其烟气被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。水状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冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。蒸气状态时所放出的热量。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
5、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 第一节第一节 燃气的热值燃气的热值n干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下的气下的气化潜热，化潜热，10102 2kJkJm m3 3。2mn2drdrhHC HH S18.57()2lnHHrrr第一节第一节 燃气的热值燃气的热值
6、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：0.790.79wdrllgHHd0.790.790.79drdrdrglwllgdrdrgggLHHHddLL推导：331kg/mgdm干燃气中的含水量（）。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：、2m n2wwhHC HHSg0.7918.57235220.79lgnHHrrrdd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： 0.79(2353)0.79wdrhhggHHdd(2353)(2353)
7、0.790.790.79drdrdrghghgwhgdrdrgggLHdHdHddLL推导：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完全燃烧时所需的空气量为理论空气需要量。要量。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 2.88m322222H +0.5O +0.5 3.76N =H O+0.5 3.76NOHnNnmmCONnmOnmHCnm
8、222222476. 3476. 34例如碳氢化合物的燃烧：例如碳氢化合物的燃烧：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：2mn220HCOC HH SO10.50.5()1.5214nVrrmrrr2 2、根据燃气热值近似计算、根据燃气热值近似计算00.221000lVH00.2740.251000lVH00.2831000lVH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：二、实际空气需要量二、实际空气需要量n实际供
9、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之比称为过剩空气系数 ， 即即0VV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值的大小决定于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。烧设备的运行工况。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、实际烟气量的计算一、理论烟气量的计算一、理论烟气量的计算 22200
10、0fROH ONVVVV1按燃气组分计按燃气组分计算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：222mn22ROSOCOCOC HH SCO0.01()VVVrrmrr222mn0H OHH SC Hg0a0.01 126.6()2nVrrrdV d220N0N0.790.01VVr2 2、根据燃气热值近似计算、根据燃气热值近似计算00.2870.251000flVH00.1831.01000flVH00.2521000flVHa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
11、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；液化石油气石油气, , =4.5=4.5。二、实际烟气量的计算二、实际烟气量的计算000) 1(VVVVfff过剩空气如果忽略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，则实际烟气量还可根据下式计算气量还可根据下式计算第四节第四节 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 一、热量计温度一、热量计温度烟气比热烟气体积空气物理热燃气物理热化学热ct2222222222|2
12、0. 120. 10oonnoHoHcocoaaoHaggoHglccVcVcVcVtdccVtdccHt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。二、理论燃烧温度二、理论燃烧温度2222222222|20. 120. 10ooNNoHoHcocoaaoHaggoHgClthcVcVcVcVtdccVtdccHHt定义：定义：燃气燃烧燃气燃烧有有化学热损失化学热损失但没有但没有散散热损失热损失时烟气所能达到的温度。时烟气所能达到的温度。烟气比热烟气体积空气物理热燃气物理热不完全燃烧化学热化学热ct三、实际燃烧温度三、实际
13、燃烧温度thacttt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散热损失热损失时烟气所能达到的温度。时烟气所能达到的温度。烟气比热烟气体积空气物理热燃气物理热设备散热不完全燃烧化学热化学热ct设备高温系数。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。道烟气在不同温度下的焓。n烟气的焓，是指烟气的焓，是指1m1m3 3干燃气燃烧所生成干燃气燃烧所生成的烟气在等压条件下从的烟气在等压条件下从0 0加热到烟气加热到烟气温度温度 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。n含有含有1m1m3 3干燃气的湿燃气燃烧后所生成的烟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气在不同温度下的焓等于理论烟气的焓与过剩空气的焓之和，即剩空气的焓之和，即: :0a0ff) 1(III22222200ffROROH O H ONNIVcVcVct2a0f(1)(1.266)aH OaIV ccdt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）
