燃气燃烧与应用题库知识讲解Word下载.docx

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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。

①、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）②燃具前的燃气压力符合规范要求。

③燃具的热效率：

在（0.5～1.5）Hg范围内使用燃具时，家用灶η≥55%；

快速热水器η≥80%。

④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α=1时的CO含量不得超过0.05%。

⑤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。

⑥安全性。

⑦噪声：

燃具燃烧器的燃烧噪声<

65dB，熄火噪声应小于85dB

5）、单独排烟筒由哪几部分构成？

其安全排烟罩的作用是什么？

1.一次排烟筒安全排烟罩二次排烟筒和风帽2.防止倒风破坏燃烧器的燃烧稳定性或吹熄火焰;

避免过多冷空气通过炉膛而降低燃具热效率;

可降低烟气露点防止烟气中水蒸气在筒壁上冷凝

6）、按用途分类，燃气工业炉窑分为哪几类？

1.熔炼炉2.锻轧加热炉3.热处理炉4.焙烧炉5.干燥炉

7）、燃气工业炉炉体的热工特性需要了解哪些方面？

1.绝热厚度与砌体温度的关系2.绝热对升温时间的影响3.砌体内各层的温度变化4.炉体表面散热量5.炉体的蓄热能力6.炉内温度的建立7.采用轻质材料的节能效果

8）、燃烧自动与安全控制的意义是什么？

提高产品质量数量，降低热耗指标和减轻劳动强度；

保证安全生产，有利环境保护

9）、熄火保护装置有哪几种形式？

1.热电式熄火保护装置，包括直接关闭式熄火保护装置和隔膜式熄火保护装置；

2.光电式熄火保护装置；

3火焰棒式熄火保护装置。

10）、燃气应用设备的运行管理的任务及管理人员的职责是什么？

任务：

安全运行；

保证产品的质量与数量；

降低产品的热耗指标；

提高燃气应用设备的使用寿命。

职责：

1.了解炉子工作原理熟悉燃烧装置以及燃气与空气供应系统上各种阀门、仪表的位置及其用途和操作方法。

2.监视炉子、燃气管道、阀门和仪表的严密性与精度、经常保持其清洁与安全。

3.熟练掌握炉子上燃烧装置的点火、运行与熄火停炉的操作规程。

4.经常精心维护应用设备，保持正常运行。

5.不准非运行人员入内或操作。

6.操作负责人要认真填好交接班记录。

11）、平焰燃烧器的分类1.半隐射型平焰燃烧器；

2.全引射旋流式平焰燃烧器3.鼓风旋流式平焰燃烧器

12）、全引射旋流式平焰燃烧器与半引射直流式平焰燃烧器的异同点

13）、平焰燃烧器的特点1.加热均匀，防止局部过热2.炉子升温及物料加热速度快3.炉内压力均匀4.节约燃气5.烟气中NOX含量少，噪音小

14）、半引射直流式平焰燃烧器的头部的作用

15）、什么是富氧燃烧，采用富氧燃烧的意义有哪些

16）、如何控制NOx的生成

17）、低NOx燃烧器有哪些种类：

1促进混合型低NOX燃烧器2分割火焰型低NOX燃烧器3烟气自身再循环型低NOX燃烧器4阶段燃烧型低NOX燃烧器5组合型低NOX燃烧器

18）、燃烧室设计的基本原则是什么

19）、影响NOx产生的因素主要有哪些（同17）

20）、在选择减少NOx的措施时，还应顾及哪些前提条件

21）、简要叙述温度型NO的生成机理

22）为了强化相交气流的混合过程，使空气与燃气在各处均按预定比例混合，必须注意的原则有哪些？

23）影响火焰传播浓度极限的因素有哪些？

1燃气在纯氧中燃烧时，**扩大2提高燃气-空气混合物温度，会使反应速度加快，火焰温度上升，从而扩大**3提高燃气-空气混合物压力，其分子间距缩小，**扩大4可燃气体中加入惰性气体时，**缩小5含尘量、含水蒸气量以及容器形状和壁面材料等因素

24）燃气燃烧器可以分为哪几类？

按一次空气系数分类：

扩散式**，大气式**，完全预混式**；

按空气的供给方法分类：

引射式**，鼓风式**，自然引风式**；

按燃气压力分类：

低压**高（中）压**

25）鼓风式燃烧器的特点是什么？

优点：

1与引射式燃烧器相比，结构紧凑，体型轻巧，占地小，尤其是大负荷时。

2热负荷调节范围大，β>

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：

①流动阻力：

②气体被加热，膨胀产生加速的能量损失：

③火孔出口动压头损失：

∴

K1—燃烧器头部的能量损失系数

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①导来辐射系数②物料平均温度③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α：

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：

ε1↑→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：

ωy↑→αc↑，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α：

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。

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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=[0.5H2+0.5CO+∑（m+n/4）CmHn+1.5H2S-O2]/21

2、三原子气体体积：

填空题：

2、热量的国际单位制为：

（KJ）。

3、燃气燃烧方法常规分类可分为三种，他们分别为：

扩散式燃烧，部分预混式燃烧，完全预混式燃烧

4、由于天然气的火焰传播速度较小，故应选择较大的火孔以防止（脱火）；

由于含氢量高的人工燃气的Sn大，故应选择较小大的火孔以防止（回火）。

5、可燃气体的燃烧反应都是（链反应）；

所有的（燃烧反应）都是放热反应。