燃料与燃烧习题解

《燃料与燃烧》习题解 （仅供参考） 第1篇 燃料概论 1. 某种煤的工业分析为：Mar=3.84, Ad=10.35, Vdaf=41.02, 试计算它的收到基、干燥基、干燥无灰基的工业分析组成。 解：干燥无灰基的计算： ; 收到基的计算 Aar = 9.95 FCar = 50.85 干燥基的计算： Vd = 36.77; 2. 某种烟煤成分为： Cdaf=83.21 Hdaf=5.87 Odaf=5.22 Ndaf=1.90 Ad=8.68 Mar=4.0; 试计算各基准下的化学组成。 解：干燥无灰基： 收到基： Har=5.15 Oar=4.58 Nar=1.67 Sar=3.33 Mar=4.0 干燥基： Nd = Ndaf×0.913 =1.74 干燥无灰基：Cdaf=83.21 Hdaf=5.87 Odaf=5.22 Ndaf=1.90 Sdaf=3.80 3. 人工煤气收到基组成如下： H2 CO CH4 O2 N2 CO2 H2O 48.0 19.3 13.0 0.8 12.0 4.5 2.4 计算干煤气的组成、密度、高热值和低热值； 解：干煤气中： H2，d = 48.0×[100/（100-2.4）]=49.18 CO，d = 19.3×1.025=19.77 CH4，d = 13.31 O2，d = 0.82 N2，d = 12.30 CO2，d = 4.61 ρ＝M干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28×12.30%+44×4.61%)/22.4 ＝ 0.643 kg/m3 Q高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331） ＝14.07×103 kJ/m3＝ 14.07 MJ/ m3 Q低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331） ＝12.55×103 kJ/m3＝ 12.55 MJ/ m3 第2篇 燃烧反应计算 第4章 空气需要量和燃烧产物生成量 5. 已知某烟煤成分为（%）：Cdaf—83.21,Hdaf—5.87, Odaf—5.22, Ndaf—1.90, Sdaf—3.8, Ad—8.68, War—4.0, 试求： （1） 理论空气需要量L0（m3/kg）； （2） 理论燃烧产物生成量V0（m3/kg）; （3） 如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103kW，要求空气消耗系数n=1.35，求每小时供风量，烟气生成量及烟气成分。 解：（1）将该煤的各成分换算成应用成分： 计算理论空气需要量L0： （2）计算理论燃烧产物生成量V0： （3） 采用门捷列夫公式计算煤的低发热值： Q低= 4.187×[81×C+246×H－26×（O－S）－6×W]] = 4.187×[81×72.95+246×5.15－26×（4.58－3.33）－6×4] = 29.80（MJ/m3） 每小时所需烟煤为： 每小时烟气生成量： 每小时供风量： 计算烟气成分： 计算烟气百分比组成： CO2＇=12.45% SO2＇=0.21% H2O＇=5.73% N2＇=76.36% O2＇=5.25% 6. 某焦炉干煤气%成分为：CO—9.1；H2—57.3；CH4—26.0；C2H4—2.5；CO2—3.0； O2—0.5；N2—1.6；煤气温度为20℃。 用含氧量为30%的富氧空气燃烧，n=1.15，试求： （1） 富氧空气消耗量Ln（m3/m3） （2） 燃烧产物成分及密度 解：应换成湿基（即收到基）成分计算： 将煤气干燥基成分换算成湿基成分： 当煤气温度为20℃，查附表5，知： gd，H2O =18.9（g/m3） H2O湿 =（0.00124×18.9）×100/（1+0.00124×18.9）= 2.29 CO湿 =CO干%×（100－H2O湿）/100=8.89 同理： H2湿=55.99 CH4湿=25.40 O2湿=0.49 CO2湿=2.93 N2湿=1.57 C2H4湿=2.44 （1） 计算富氧燃烧空气消耗量： （2） 计算燃烧产物成分： 烟气量为： Vn=4.125（m3/m3） 烟气成分百分比： CO2＇=10.20 H2O＇=27.60 N2＇=58.93 O2＇=3.27 (3) 计算烟气密度： 7. 某焦炉煤气，成分同上题，燃烧时空气消耗系数n=0.8，产物温度为1200℃，设产物中O2，=0，并忽略CH4，不计，试计算不完全燃烧产物的成分及生成量。 解：（1）碳平衡公式： （2）氢平衡方程式： （3）氧平衡方程式： （4）氮平衡方程式： （5）水煤气反应平衡常数： 查附表6 当t=1200℃时，K=0.387 各式联立求解得： 算得百分比为： VH2 = 0.207(m3/m3) H2， = 4.84 VCO = 0.153 (m3/m3) CO， = 3.57 VCO2 = 0.267(m3/m3) CO2，= 6.24 VH2O = 0.933(m3/m3) H2O，= 21.80 VN2 = 2.72(m3/m3) N2， = 63.55 Vn = 4.28(m3/m3) 8. 已知某烟煤含碳量为Car—80（%），烟气成分经分析为（干成分）CO2，--15（%）； CO，--3.33（%）。试计算其干燃烧产物生成量。 解： 以1kg烟煤为基准 则有 C=0.8kg 由碳平衡方程式： 第5章 燃烧温度 4. 烟煤： C H O N S W A 72.95 5.15 4.60 1.67 3.33 4.00 8.33 计算燃料理论发热温度 解：（1）解法一：求解方程组法 由方程： 由第四章第5题计算 Qd = 29808.7（kJ/kg） 烟气成分： CO2'= 16.66 H2O'= 7.67 N2'= 75.68 查表5-1得各系数A，并代入公式得 整理得： 解得： t热=2189℃ （2）解法二： 比热近似法 由前章计算： V0=8.19（m3/kg） 查表5-2 C产=1.67（kg/m3℃） t热=29808.7/（8.19×1.67）= 2179℃ （3）解法三：采用内插法 由前述计算：取t1=2373K t2=2473K 试算i1与i2 又附表7查的各成分的平均比热后，计算I 比较： i1＜i＜i2 所以 t热 = 2157℃ （4）解法四： 迭代法 t热 = 设 t0 = 2100℃ 则t0' = 2158℃ t1 = 2150℃ t1' = 2152℃ t2 = 2151℃ t1' = 2152℃ 所以 t热 = 2152℃ 5. 焦炉煤气： CO H CH4 C2H4 CO2 O2 N2 9.1 57.3 26.0 2.5 3.0 0.5 1.6 H2O=0.0235， n=1.05, t空=400℃ 求理论燃烧温度； 解：如同第四章第6题，先将干燃气转换成湿基（即收到基）： CO H CH4 C2H4 CO2 O2 N2 H2O 8.89 55.99 25.40 2.44 2.93 0.49 1.57 2.29 t理=（Qd+Q燃+Q空－Q分）/[V0C产+（Ln－L0）C空] Q燃=C燃t燃查表5-2： t燃=20℃ C燃=1.38 Q燃=1.38×20 = 27.6（kJ/m3） Q空=LC空t空 查表5-2： t空=400℃ C空=1.34 Q空=4.61×1.34×400=2471（kJ/m3） 由燃烧计算知：L0 = 0.901/0.21 = 4.29（m3/ m3） Ln = nL0 =1.05×0.901/0.21 = 4.505（m3/ m3） 烟气成分为： VCO2 = 0.421(m3/m3) CO2，= 8.13 VH2O = 1.140(m3/m3) H2O，= 22.00 VN2 = 0.01N2+0.79 Ln =3.575(m3/m3) N2，= 69.00 VO2 = 0.21（n－1）L0=0.0451(m3/m3) O2，= 0.87 Vn = 5.181(m3/m3) V0 = 4.967 (m3/m3) 得到： PCO2=CO2%=0.0813×105Pa PH2O=H2O%=0.22×105Pa 不考虑Q分时 t理，=（Qd+Q燃+Q空）/[V0C产+（Ln－L0）C空] =（17660+27.6+2471）/（4.967×1.67+0.215×1.51） =2339℃ 按图5-3 设t理=2100℃ 则根据t理及PCO2 、PH2O查附表8得 　 fCO2’=19.7% fH2O’=5.04% Q分= 12600fCO2VCO2+10800 fH2OVH2O = 12600×0.197×0.421+10800×0.0504×1.140 = 1666（kJ/m3） 查表： C产=1.67 C空=1.51 t理 =（Qd+Q燃+Q空－Q分）/[V0C产+（Ln－L0）C空] =（17660+27.6+2471－1666）/（4.967×1.67+0.215×1.51） = 2145℃ 与假设t理=2100℃相比相差不大，计算合乎要求。 6. 同上题，焦炉煤气富氧燃烧O2=45%，n=1.10 解：（1）燃烧计算：由于空气、燃气都不预热，可以忽略Q空 和Q燃 Qd = 17660（kJ/m3） Q分 = 12600fCO2VCO2+10800 fH2OVH2O 由前章计算知： L0= 0.901/0.45=2.00（m3/ m3） Ln= n L 0=1.10×2.00=2.20（m3/ m3） 算得百分比为： VCO2=0.421(m3/m3) CO2，=14.88 VH2O=1.140(m3/m3) H2O，=40.30 VN2=0.01N2+0.55Ln =1.226(m3/m3) N2，=43.34 VO2=0.21（n－1）L0=0.042(m3/m3) O2，= 1.48 Vn =2.829(m3/m3) V0=2.629(m3/m3) 得到： PCO2 = 0.149×105Pa PH2O = 0.403×105Pa （2）不考虑Q分 t理，=Qd/[V0C产+（Ln－L0）C空] =17660/（2.629×1.67+0.20×1.51） =3764℃ （3）按图5-3 设t理1=2650℃ 则根据t理及PCO2　 PH2O查附表8得 　 fCO2’=67.5% fH2O’=22.2% 查表5-2得 C空=1.54（kg/m3℃） C产=1.88（kg/m3℃） Q分=12600fCO2VCO2+10800 fH2OVH2O =12600×0.675×0.421+10800×0.222×1.14 =6314（kJ/m3） t理 =（Qd－Q分）/[V0C产+（Ln－L0）C空] =（17660－6314）/（2.629×1.88+0.205×1.54） =2158℃ 与假设t理1=2600℃相比相差太大，计算不合乎要求。 （4）再取t理2=2500℃ 则根据t理2及PCO2　 PH2O查附表8得 　 fCO2’= 52.7% fH2O’= 14.6% C空 = 1.53（kg/m3℃） C产 = 1.87（kg/m3℃） Q分=12600fCO2VCO2+10800 fH2OVH2O =12600×0.527×0.421+10800×0.146×1.14 =4593（kg/m3） t理=（Qd－Q分）/[V0C产+（Ln－L0）C空] =（17660－4593）/（2.629×1.87+0.205×1.53） =2498℃ 与假设t理1=2500℃基本一致，计算合乎要求。 第6章 空气消耗系数及不完全燃烧损失的 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 计算 4. 某烟煤，收到基成分为： Car Har Oar Nar Sar Aar War 76.32 4.08 3.64 1.61 3.80 7.55 3.0 其燃烧产物分析结果为： RO2’ CO’ H2’ O2’ N2’ 14.0 2.0 1.0 4.0 79.0 试计算： （1） 该燃烧的RO2.max;β；K；P； （2） 验算产物气体分析的误差； （3） 空气消耗系数n和化学不完全燃烧损失q化； 解： （1） V0干=1.46+6.25=7.71（m3/kg） Qd=30.03(MJ/kg) 所以 （2）验证分析误差： 将各烟气成分及β值代入烟气分析方程： 成分误差： （3） 计算空气消耗系数及不完全燃烧损失 5. 某高炉煤气，干成分为： CO2 CO CH4 H2 N2 10.66 29.96 0.27 1.65 57.46 煤气温度为20℃。燃烧产物成分经分析为（%）： RO2’ O2’ CO’ N2’ 14.0 9.0 1.2 75.8 试采用各种 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 n值，并比较之 解： 烟气成分：RO，= 14.0 O2，= 9.0 CO，= 1.2 N2，= 75.8 所以： （1） 利用氧平衡计算： （2） 利用氮平衡计算： 6. 某天然气在纯氧中燃烧，烟气成分为（%）： CO2’ CO’ H2’ O2’ CH4’ 25.0 24.0 49.0 0.5 1.5 求氧气消耗系数。 解： 查表6-3：天然气在富氧中燃烧，取K=2.0 � EMBED Equation.3 ��� PAGE 1 _1127579377.unknown _1129579179.unknown _1161978790.unknown _1161979931.unknown _1161982800.unknown _1161991915.unknown _1161993052.unknown _1161993699.unknown _1336652818.unknown _1161993143.unknown _1161992257.unknown _1161992882.unknown _1161982946.unknown _1161980041.unknown _1161980686.unknown _1161981254.unknown _1161979980.unknown _1161979291.unknown _1161979618.unknown _1161978992.unknown _1139820499.unknown _1139821656.unknown _1157116469.unknown _1161977603.unknown _1157116494.unknown _1157116293.unknown _1139821190.unknown _1139821518.unknown _1139821055.unknown _1129579421.unknown _1139820389.unknown _1129579357.unknown _1127653743.unknown _1127657187.unknown _1127663220.unknown _1128869359.unknown _1128869542.unknown _1128870460.unknown _1128870791.unknown _1128870030.unknown _1128869374.unknown _1128869149.unknown _1128869281.unknown _1128868995.unknown _1127657632.unknown _1127662682.unknown _1127657510.unknown _1127656057.unknown _1127656579.unknown _1127656794.unknown _1127656110.unknown _1127655623.unknown _1127655980.unknown _1127653987.unknown _1127583875.unknown _1127652857.unknown _1127653080.unknown _1127584018.unknown _1127580893.unknown _1127583407.unknown _1127579817.unknown _1127576322.unknown _1127579044.unknown _1127579139.unknown _1127579150.unknown _1127579078.unknown _1127578921.unknown _1127578980.unknown _1127576419.unknown _1127575891.unknown _1127576191.unknown _1127576259.unknown _1127575921.unknown _1008192026.unknown _1127575452.unknown _1127575781.unknown _1127574932.unknown _1008192358.unknown _1008191847.unknown _1008191992.unknown _1008191831.unknown