燃气燃烧与应用题库.pdf

2012 最新试题 1 燃烧热量温度 在热平衡方程是中 令ta tg 0 且 1 则在绝热条件下烟 气所能达到的温度 成为燃烧热量温度 2 低热值 1Nm3 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 认为蒸汽状态时所放出的热量称为该燃气的低热值 3 熄火距离 在电极间距从大往小减小过程中 当该间距小到无论多大的火花 放电能量都不能使可燃混合物点燃时 这时的间距就叫熄火距离 4 射程 在射流轴线上定出一点 使该点的轴速度在x 方向的分速度 vx 为射流 出口速度 v2 的 5 该点至喷嘴出口平面的相对垂直距离x1 d 定义为射程 5 火焰传播浓度极限 火焰传播浓度上 下限范围 称 火焰传播极限 又 称着火爆炸极限 6 大气式燃烧燃气在从管口喷出之前 首先混合一部分燃烧用氧化剂 即0 1 燃烧所需的剩余氧气依靠扩散作用从周围大气获得 这种燃烧方式称 为 部分预混式燃烧 7 脱火 当燃烧强度不断加大 气流速度v 使得 v S的点更加靠近管口 点火环变窄 最后使之消失 火焰脱离燃烧器出口 在一定距离以外燃烧 若气 流速度再增大 火焰被吹熄 称为脱火 8 燃气互换性 设某一燃具以 a 燃气为基准进行设计和调整 由于某种原因要 以 s 燃气置换 a 燃气 如果燃烧器此时不加任何调整而能保证燃具正常工作 则 表示 s 燃气可以置换 a 燃气 或称 s 燃气对 a 燃气而言具有 互换性 燃烧 气体燃料中的可燃成分在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用 并产生大 量的 和光的物理化学反应过程称为燃烧 热量计温度 如果燃烧过程在绝热环境下进行 由燃气 空气带入的物理热量和 燃气的化学热量全部用于加热烟气本身 则烟气所能达到的温度称为 理论燃烧温度 如果热平衡方程式中将由于化学不完全燃烧而损失的热量考虑在 内 则所求得的烟气温度称为 支链反应 直链反应 如果每一链环中有两个或者多个活化中心可以引出新链环 的反应 这种称为支链反应 如果每一链环只产生一个新的活化中心 那么这种 链反应称为 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称为着火 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氧化反应的过程 称为 热力着火 由于系统中热量的积聚 使温度急剧上升而引起的 称为 点火 当一微小热源放入可燃混合物时 则贴近热源周围的一层混合物被迅速加 热 并开始燃烧产生火焰 然后向其他部分传播 使可燃混合物逐步着火 这种 现象称为 最小点火能 要形成初始火焰中心 放电能量必须具有一最小极值 即 熄火距离 当点燃可燃混合物所需的能量与电极间距d 小到无论多大的火花能量 都不能使可燃混合物点燃时 d 就是 流体动力参数 绝对穿透深度相对穿透深度射程法向火焰传播速度小尺度紊流 火焰大尺度紊流火焰 大尺度强紊动火焰火焰传播浓度上限火焰传播浓度下限火焰传播 浓度极限爆炸极限 扩散式燃烧 器 部分预混式燃烧 器 完全预混式燃烧 器 离 焰脱火回火 脱火极限回火极限负压吸气引射器常压吸气引射器燃气互换性燃 具适应性华白数 燃烧必须具备的条件 1 燃气和 O2按一定比例成分子状混合 比例混合条件 2 碰撞时必须具有破坏旧分子和生成新分子所需的能量 温度条件 3 反应 所必需的时间 时间条件 1 什么叫燃气燃烧设备 它由哪几部分组成 2 对燃气燃烧设备的质量要求有哪些 3 民用燃气用具的工艺设计主要考虑哪些内容 1 燃烧和燃烧器 2 热效率 3 热平衡分析 4 适用性与安全性 5 燃具材料 6 造型与构造 4 简单叙述民用燃具检验的质量标准 燃具热负荷 按我国的国家标准 GB16410 1996规定 家用燃气灶主火燃烧器的额定热负荷不得小于2 9kw 但不 得大于 4 07kw 按国家标准规定 直接排气式快速热水器的热负荷不得大于 11 63kw 10000kcal h 燃具前的燃气压力符合规范要求 燃具的热效率 在 0 5 1 5 Hg范围内使用燃具时 家用灶 55 快速热水器 80 燃烧产物的卫生指标 对家用灶 额定状态下 干烟气中换算到 1时的 CO 含量不得超过 0 05 燃烧稳定性 在 0 5 1 5 Hg范围内的和燃气成分有 一定波动范围内 火焰燃烧应稳定 不允许产生黄焰 回火 脱火和离焰 安 全性 噪声 燃具燃烧器的燃烧噪声5 3 可以预热空 气和燃气 对高温工艺很重要 扩大燃料使用范围 4 要求燃气压力较低 5 易实现煤粉 燃气 油 燃气联合燃烧 缺点1 耗电 2 qv 比完全预混式小 火焰长 故 V燃烧室 较大 3 需配置自动燃气 空气比例调节装置 26 大气式燃烧器是由引射器和头部构成 请回答二者的作用是什么 27 大气式燃烧器的特点是什么 28 完全预混式燃烧器的特点是什么 29 大气式燃烧器头部的静压力由哪三部分组成 并分别写出其计算公式 答 流动阻力 2 2 10 2 1 2 p P PmixP p P 气体被加热 膨胀产生加速的能量损失 2 20 273 1 2732 P m ix t P 火孔出口动压头损失 2 30 273 2273 P m ix t P 2 12310 2 P mix hPPPK K1 燃烧器头部的能量损失系数 1 273 21 273 p t K 四 论述题 每题10 分 1 分析燃气工业炉炉内热工作过程对生产率的影响因数 单位时间内物料得到的热量越多 物料的加热就越快 炉子的生产率就越高 影响炉子 生产率和燃料消耗的主要因素是 导来辐射系数 物料平均温度 炉气温度和对流换热系 数 物料得到的热量与下列因素1 燃料的低热值 一般Hl tth 但是这一结论仅 适用于 Hl 8370 9210kJ Nm3的燃气 当Hl 较大时 Hl tth增加很小 因为 燃烧产物 在高温下热分解 以及燃烧产物体积随热值增大而相应增大的结果 2 过剩空气系数 理论上过剩空气系数为1 时燃烧温度最高 正确选用过剩空气系数是十分重要的 3 燃 气与空气初始温度 利用烟气预热空气和燃气能减少烟气带走的热量 降低炉子的燃气耗量 提高炉子的热效率 提高理论燃烧温度 4 炉膛出口的烟气温度 tlk 炉气平均温度 Q1 生产率 5 物料加热表面的初始温度及终温6 炉气黑度 1 c Q1 生产率 7 物料受热面积 F2 Q1 加热时间 生产率 8 炉壁的 内表面积 F3 c Q1 9 炉气在炉膛内的流速 y c Q1 2 试分析影响理论燃烧温度的因素 燃气热值 理论燃烧温度随燃气低热值Hl 的增大而增大燃烧产物的热容量 燃烧产物的数量 燃气与空气的温度 过剩 空气系数 燃烧区系数太小时 由于燃烧不完全 热损失增大 使理论燃烧温 度降低 若太大则增加燃烧产物的数量 使燃烧温度也降低 2 试分析影响火焰传播速度的因素 1 燃气与空气的混合比例 随着燃气在 混合物中的比例由小变大 火焰传播速度曲线呈倒U型 两端的最小值分别为燃 气着火浓度的下限和上限 最大值出现在接近化学反应计量比处 2 燃气的 性质 火焰传播速度随燃气的导热系数的增大而增大 燃气的分子结构对火焰传 播速度也有影响 如燃气分子的碳原子数 对非饱和烃 火焰传播速度随碳原子 数的增加而减小 3 温度的影响 该影响表现在燃气和空气的预热温度和火 焰温度两个方面 燃气空气混合物的预热温度越高 化学反应速度越快 火焰传 播速度也越快 在火焰温度不很高时 火焰温度越高 火焰传播速度越快 当火 焰温度过高时 由于反应生成物的热分解 火焰传播速度会有所下降 4 燃 气空气混合物的压力 对于反应级数小于2 的燃烧反应 其火焰传播速度随压力 的增高而降低 对于反应级数大于2 的燃烧反应 其火焰传播速度随压力的增高 而增大 但质量燃烧速度随压力的增大对两种情况都是增大的 5 湿度和惰 性气体的影响 在燃气中加入惰性冲淡济如氮气 二氧化碳等 燃烧速度降低 火焰传播速度减小 若加入活化剂可以显著提高法向火焰传播速度 如在一氧化 碳和氧气的混合物中加入少量的水 火焰传播速度可能增大一倍以上 4 画图并说明影响部分预混层流火焰稳定范围的因素 91 5 画图并说明常压吸气低压引射器的工作原理 工作原理 mg 在 P1 P2 流速 v0 v1 质量交换 引射 ma空气 v1 v2 第二类引射器 P2 Po const 进入混合管后 速度场很不均匀 v1 动压 传给空气 克服阻力hmix 转化为静压 h1 出口时 v2 v1 v3 静压力 P2升高 到 P3 h1 在扩压管 混合物的动压进一步转化成为静压 速度从v3 降至 v4 压力从 P3升至 P4 h 增加 h2 在扩压管入口处速度应均匀 否则降低扩压管 的效率 工作原理如下图所示 6 画图并说明负压吸气高压引射器的工作原理 并指出其与常压吸气低压引射 器工作原理的区别 原理同上 区别在于吸入段 负压引射器对吸入段设计要求 更为严格 否则会引起效率降低 五 计算题 7 分 解 1 理论空气量 V0 0 5H 2 0 5CO m n 4