《燃料与燃烧》部分习题答案.docx

1、燃料与燃烧部分习题答案燃料与燃烧部分习题答案燃料与燃烧习题解答第一篇燃料概论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 = 9.95FCar = 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

2、.33 Mar=4.0 干燥基： Nd = Ndaf0.913 =1.74 干燥无灰基：Cdaf=83.21 Hdaf=5.87 Odaf=5.22 Ndaf=1.90 Sdaf=3.803. 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 = 48.0100/（100-2.4）=49.18 CO，d = 19.31.025=19.77 CH4，d = 13.31 O2，d = 0.82 N2，d = 12.30 CO2，d = 4.61

3、 M干/22.4(249.18%+2819.77%+1613.31%+320.82%+2812.30%+444.61%)/22.4 0.643 kg/m3 Q高 4.187（30200.1977+30500.4918+95000.1331）14.07103 kJ/m3 14.07 MJ/ m3 Q低 4.187（30200.1977+25700.4918+85300.1331）12.55103 kJ/m3 12.55 MJ/ m3第二篇 燃烧反应计算第四章空气需要量和燃烧产物生成量5. 已知某烟煤成分为（%）：Cdaf83.21,Hdaf5.87, Odaf5.22, Ndaf1.90, Sd

4、af3.8, Ad8.68, War4.0,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17103kW，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= 4.18781C+246H26（OS）6W= 4.1878172.95+2465.1526（4.583.33）64= 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：

5、 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：CO9.1；H257.3；CH426.0；C2H42.5；CO23.0；O20.5；N21.6；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 =（0.0012418.9）100/（1+0.0012418

6、.9）= 2.29 CO湿 =CO干%（100H2O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： （

7、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 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Car80（%），烟气成分经分析为（干成分）CO2，-15（%）；

8、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： 第五章 燃烧温度4. 烟煤： C H O N S W A 72.955.15 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=1.6

9、7（kg/m3） t热=29808.7/（8.191.67）= 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： i1ii2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 = 21525. 焦炉煤气： CO H CH4 C2H4 CO2 O2 N2 9.157.3 26.0 2.5 3.0 0.5 1.6 H2O=0.0235， n=1.05, t空=

10、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 1.572.29t理=（Qd+Q燃+Q空Q分）/V0C产+（LnL0）C空 Q燃=C燃t燃查表5-2： t燃=20 C燃=1.38Q燃=1.3820 = 27.6（kJ/m3） Q空=LC空t空 查表5-2： t空=400 C空=1.34Q空=4.611.34400=2471（kJ/m3）由燃烧计算知：L0 = 0.901/0.21 = 4.29（m3/ m3） Ln = nL0 =1.050.9

11、01/0.21 = 4.505（m3/ m3）烟气成分为： VCO2 = 0.421(m3/m3) CO2，= 8.13VH2O = 1.140(m3/m3) H2O，= 22.00VN2 = 0.01N2+0.79 Ln =3.575(m3/m3) N2，= 69.00VO2 = 0.21（n1）L0=0.0451(m3/m3) O2，= 0.87 Vn = 5.181(m3/m3) V0 = 4.967 (m3/m3) 得到： PCO2=CO2%=0.0813105Pa PH2O=H2O%=0.22105Pa 不考虑Q分时 t理，=（Qd+Q燃+Q空）/V0C产+（LnL0）C空 =（17

12、660+27.6+2471）/（4.9671.67+0.2151.51） =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 = 126000.1970.421+108000.05041.140 = 1666（kJ/m3）查表： C产=1.67 C空=1.51 t理 =（Qd+Q燃+Q空Q分）/V0C产+（LnL0）C空 =（17660+27.6+24711666）/（4.9671.67+0.2151.51） = 2145 与假设t理=2100相比相差不

13、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=1.102.00=2.20（m3/ m3） 算得百分比为： VCO2=0.421(m3/m3) CO2，=14.88VH2O=1.140(m3/m3) H2O，=40.30VN2=0.01N2+0.55Ln =1.226(m3/m3) N2，=43.3414.0

14、2.01.0 4.0 79.0 试计算：（1）该燃烧的RO2.max;；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 N210.6629.960.27 1.65 57.46煤气温度为20。燃烧产物成分经分析为（%）： RO2 O2 CO N2 14.09.01.2 75.8试采用各种计算公式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 25.024.049.0 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