燃气燃烧课程设计Word下载.docx
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六：
参考资料
燃气燃烧与应用课程设计任务书
一设计题目：
某品牌燃气灶具设计计算
二设计原始资料：
气源：
见下表
燃气种类
氢气
甲烷
氮气
丙烷
丁烷
5R
54
19
27
6R
58
22
20
7R
60
13
4T
41
59
6T
78
10T
86
14
12T
95
5
13T
90
10
20Y
75
25
21Y
50
热负荷：
2.7～10kW
三设计任务
1、燃烧基础性质计算（热值华白数理论空气量实际空气量过剩空气系数理论燃烧温度等）
2、大气式燃烧器燃烧计算和结构尺寸设计计算
3、绘制燃烧器设计简图（包括喷嘴和分配管，标注各主要尺寸，使用3#图纸）
4、设计说明书：
计算内容、灶具燃烧器及各部件结构原理、本设计特点、各项参数选择计
算依据。
（注：
大家把P137～163之间的内容看明白就可以）
四说明书包括
目录
一、设计任务
二、原始资料
三、燃气燃烧计算
四、燃气灶具设计计算
五、心得体会
六、主要参考资料
第一章
1.气源
燃气通常是由单一气体混合而成，其组分只要是可燃气体，同时也含有一些不可燃烧气体。
可燃气体有碳氢化合物，氢及一氧化碳。
不可燃气体有氨，二氧化碳及氧。
设计气源为天然气其中成分是：
甲烷41%氮气59%
燃气压力=600pa
2.设计负荷
设计热负荷：
3.4kw
3.设计器具
燃烧器具有扩散式燃烧器，大气式燃烧器，，完全预混式燃烧器
设计器具是大气式燃烧器
第二章
1.热值
可燃气体中的可燃成分（H2,,CO,CmHn,H2S等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程。
1Nm³
燃气完全燃烧所放出的热量为该燃气的热值。
热值可分为高热值和低热值。
在工业与民用燃气应用设备中，烟气中的水蒸气通常是以气体状态排出的，因此实际过程中燃气低热值进行计算。
2.华白数
燃气性质中影响燃烧特性的参数有燃气的热值H，相对密度S，及火焰传播速度。
为此导出与热值和相对密度有关的综合参数，即华白数W（W=H/√s）。
华白数是代表燃气特性的参数。
3.理论空气量
由燃烧反应必须具备的条件可知，燃气燃烧需要供给适量的氧气。
氧气过多或过少都对燃烧不利。
理论空气需要量也是燃气完全燃烧需要燃烧所需的最小空气量。
当燃气组成已知，可按下列式计算燃气燃烧所需的理论空气量：
V0=1/21﹤0.5H2+0.5CO+∑（m+n/4）CmHn+1.5H2S-O2﹥
V0-理论空气需要量
H2，CO，CmHn，H2S-种可燃组分的容积成分
O2-燃气中氧的容积成分
4.实际空气量
由于燃气与空气存在混合不均匀性，如果在实际燃烧装置中只供给理论空气量，则很难保证燃气与空气的充分混合，因而不能完全燃烧。
因此实际供给的空气量应大于理论空气量，即要供应一部分过剩空气。
过剩空气的存在增加了燃气分子和空气分子碰撞的可能性，增加了其相互作用的机会，从而促使燃烧完全。
5.过剩空气系数
实际供给的空气量V与理论空气需要量V0之比称为过剩空气系数a,即
a=V/V0
通常a>
1。
a值的大小取决与燃气燃烧方式与燃烧设备的运行工况。
在民用燃具中a一般控制在1.3～1.8。
一些常用气体的物理化学特性（0℃，0.101325MPa）
气体
分子式
分子量
µ
容积
（m³
/kmol）
气体常数R
（J/㎏·
K）
密度（㎏/Nm³
）
相对密度s
（空气=1）
定压比热c
绝热指数
k
CH4
16.0430
22.362
518
0.7174
0.9057
1.545
1.309
氮
N2
28.0134
22.4035
296
1.2504
0.9670
1.302
1.402
燃烧反应式
热效应
（KJ/Kmol）
热值
（KJ/Nm³
理论空气需要量（Nm³
/Nm³
干燃气
高
低
空气
氧
CH4+2O2=CO2+2H2O
890943
8902932
39842
35906
9.52
2.0
6.大气式燃烧器
大气式燃烧器的工作原理是燃气在一定压力下，以一定流速从喷嘴流出，进入吸气收缩管，燃气靠本身的能量吸入一次空气。
在引射器内燃气和一次空气混合，然后，经头部火孔流出，进行燃烧，形成本生火焰。
大气式燃烧器的一次空气系数a通常在0.45～0.75。
根据燃烧室工作状况的不同，过剩空气系数通常变化在1.3～1.8范围内。
低压引射器由以下部件组成：
（一）引射器包括喷嘴，吸气收缩管，一次空气吸入口，混和管，扩压管
（二）燃烧器头部燃烧器头部可做成多火孔和单火孔头部两种。
7.引射器
⑴喷嘴其作用是输送所要求的燃气量，并将燃气的势能转变成动能，依靠引射作用引射一定的空气量。
喷嘴流量计算Lg=0.0035µ
d²
√H/s（7-1）
8.燃烧器头部的静压力
燃烧器头部的能量损失
K1＝ζp+2×
（
）-1（7-10）
混合气体通过火孔被加热的温度决定与燃烧器的结构、工作参数及燃烧室的构造，在大多数情况下t=50～150℃.
9.燃烧器的计算
燃烧器的最佳工况相应与引射器的最佳工况，因此最佳燃烧器参数
F10p=√k/k1（7-40）
X=F1/F10P（7-41）
X=（1-√（1-A²
））/A（7-43）
式7-43）是燃烧器计算的一个判别式。
如果A=1，则X=1，即F1=F10p，表明燃烧器计算工况与最佳工况一致。
如果A>
1，则X无实解，表明燃烧器不能保证所要求的引射能力。
如果A<
1，则表明燃烧器有多余的燃气压力。
为了缩小燃烧器尺寸，可以非最佳工况作为计算工况。
10设计引射式燃烧器时，会遇到两种情况：
一种是计算燃烧器的集合尺寸和确定所需的燃烧压力，其计算步骤是;
第一、进行头部计算，确定á
、µ
、dp、Fp、K1值。
第二、计算F10p﹑Ft,确定引射器各部分尺寸。
第三、计算喷嘴尺寸及所需燃气压力。
另一种是在给定燃气压力下，确定燃烧器的几何尺寸，其计算步骤如下：
第一﹑头部计算
第二﹑计算喷嘴尺寸
第三﹑计算F10p﹑A﹑X﹑F1及引射器各部尺寸。
10.火孔尺寸
根据火焰传播及燃烧稳定理论可知，火孔尺寸越大，火焰传播速度越快，越容易回火。
火孔尺寸越小，火焰传播速度越慢，越容易脱火。
大气式燃烧器常用设计参数
炼焦煤气
天然气
液化石油气
火孔尺寸（mm）
圆孔dp
2.5～3.0
2.9～3.2
方孔
2.0×
1.2
1.5×
5.0
3.0
2.4×
1.6
火孔中间距s（mm）
（2～3）dp
火孔深度h（mm）
额定火孔热强度qp×
10³
（kw/mm²
11.6～19.8
5.8～8.7
7.0～9.3
额定火孔出口流速v
2.0～3.5
1.0～1.3
1.2～1.5
一次空气系数a
0.55～0.60
0.60～0.65
11.火焰高度
火焰内锥高度实验表明，火焰内锥高度主要决定于燃气性质，一次空气系数，火孔尺寸和火焰热强度，而与火孔间距及孔深无关。
各种燃气的k值
一次空气系数a
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0.95
丁烷
0.23
0.26
0.19
0.22
0.16
0.28
0.18
0.12
0.09
0.15
0.07
0.13
0.06
0.10
0.11
0.08
火焰外焰高度
外焰锥不像内锥那样稳定和明显。
它收周围空气流动状态影响很大，常出现闪烁现象，因此难以测量准确。
实验表明，火焰的外锥高度主要与燃气性质，火孔热强度，火孔直径，火孔排数及火孔间距有关。
系数s
火孔净距
（mm）
2
4
6
8
12
16
18
24
s
1.47
1.22
1.04
0.91
0.86
0.83
0.79
0.77
0.75
0.74
第五章
本设计通过对设计燃烧器的计算和分析了解到燃气燃烧的性质，燃气的组分,对燃气的燃烧的影响因素。
燃气性质中影响燃烧的主要有燃气的热值H,相对密度s及火焰传播速度。
华白数是燃气的综合系数。
通过本设计了解了燃气的燃烧过程，燃气的燃烧方法，燃气的燃烧器具。
最大的感触，还是实践出真知啊！
平时接触相关实际方面的内容的机会很少。
于是无形之中觉得自己学地还不错，但是这次课设一下子清楚地了解自己的根底，知道了自己学地并不扎实，同时也明白了工科的学习并不在课本上，而是在实践中。
真理永远都是要实践出来的！
在课程设过程中犯了很多错误，不过算是也正是在犯错误中认识到了自己的不足，弥补了自己的缺陷吧。
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