燃料及燃烧除计算外的课后题 2分析.docx

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燃料及燃烧除计算外的课后题2分析

第一章

1、试就成煤物质的碳化程度说明煤炭的种类及其特点。

答：

根据母体物质炭化程度不同可将煤分为四大类，即泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤。

泥煤：

质地疏松、吸水性强、含氧量最多，含碳最少。

使用性能挥发分高，反应性强，含硫量低，机械性能很差，灰分、熔点很低。

褐煤：

与泥煤相比，密度较大，含碳量较高，氧和氢含量较少，挥发分产较低。

粘结性弱，极易氧化和自然，吸水性较强。

烟煤：

与泥煤相比，挥发分较少，密度较大，吸水性较小，含碳增加，氢和氧含量减少，具有粘结性。

无烟煤：

含碳量高，密度大，吸水性小，挥发分极小，组织致密而坚硬，热值大，灰分少，含硫量低。

2、说明煤的化学组成。

答：

CHONS灰分（A）、水分（W）

5、说明煤炭灰分的定义，怎样确定煤炭灰分的熔点和酸度？

煤炭灰分的酸度与灰分的熔点有什么关系？

答：

灰分（A）所谓灰分，指的是煤中所含的矿物杂质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成一些固体残留物。

灰分的熔点：

灰分是多种化合物构成的，因此没有固定的熔点。

它是指灰分在软化到一定程度的温度。

灰分的酸度：

是指灰分中的酸性成分与碱性成分之比。

酸度越大，灰分熔点越高。

7、煤的化学组成有几种表示方法？

答：

应用基C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100%

分析基C%+H%+O%+N%+A%+W%=100%

干燥基C%+H%+O%+N%+S%+A%=100%

可燃基C%+H%+O%+N%+S%=100%

煤的工业分析内容是测定水分，灰分，挥发分和固定碳的百分含量。

8、煤的发热量：

1kg煤完全燃烧后所放出的燃烧热叫它的发热量。

单位kj/kg。

9、什么是煤的高发热量和低发热量？

答：

高发热量：

指燃料完全燃烧后燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝结成0℃的水时所放出的热量。

低发热量：

指燃料完全燃烧后燃烧产物中的水蒸气冷却到20℃时放出的热量。

煤的耐热性是指煤在加热时是否易于破碎而言。

12、什么是煤的粘粘性和结焦性？

答：

粘粘性指的是粉碎后的煤在隔绝空气的情况下加热到一定温度时，煤的颗粒互相粘结形成焦块的性质。

煤的结焦性是指煤在工业炼焦的条件下，一种煤或几种煤混合后的粘结性，也就是煤能炼出冶金焦的性质。

13、什么是煤的反应性和可燃性？

答：

煤的反应性是指煤的反应能力，也就是燃料中的碳与二氧化碳及水蒸气进行还原反应的速度。

煤的可燃性指的是燃料中的碳与氧发生氧化反应的速度，即燃烧速度。

第二章

1、什么是重油？

我国商品重油有几种牌号？

重油是原油加工后各种残渣油的总称。

我国商品重油有四种型号即20、60、100、200号重油。

2、何谓液体燃料的闪点、燃点和着火点？

怎样换算？

当空气中的蒸汽浓度达到遇到点火小火焰能使其发生闪火现象时，这时的油温就叫做有的闪点。

如果油温超过闪点，使油的蒸发速度加快，以致闪火后能继续燃烧而不熄灭，这时的油温叫做油的燃点。

如果继续提高油温，则油表面的蒸汽会自己燃烧起来，这种现象叫自燃，这时的油温叫做油的着火点。

闪点、燃点和着火点是使用油或其他液体燃料时必须掌握的性能指标，因为它关系到用油的安全技术和重油的燃烧条件。

3、什么是恩氏粘度？

恩氏粘度Ec=t摄氏度200ml油流出时间／20摄氏度200ml水流出时间

4、什么是重油的掺混性、残炭?

重油的掺混性是指几种不同来源的重油掺混使用时不出现固体沈淀物或胶状半凝固体，叫做掺混性好

残炭是指把石油在隔绝空气条件下加热，蒸发出油蒸汽后所剩下的一些固体碳素。

第三章

1、冶金工业中使用的气体燃料主要有哪几种？

高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、天然气

2、说明煤气成分的表示方法？

所谓气体燃料的湿成分指包括水蒸气在内的成分

CO%+H2%+CH4%+……+CO2%+N2%+O2%+H2O%=100%（注：

字头加“湿”字）

所谓气体燃料的干成分则不包括水蒸气

CO%+H2%+CH4%+……+CO2%+N2%+O2%=100%（注：

字头加“干”字）

第四章

1、燃烧反应计算是根据什么原理进行的？

需要已知那些数据？

有哪些假设条件？

燃烧反应计算是按照燃料中的可燃物分子与氧化剂分子进行化学反应的反应式，根据物质平衡和热量平衡的原理，确定燃烧反应的各参数。

燃烧反应计算须知道燃料成分，并且是应用成分（对固、液体燃料）或湿成分（对气体燃料）；如果原始数据不是这样的成分，则首先要进行必要的成分换算。

空气的主要成分是氧气和氮气，假定干空气的成分按质量为：

氧占23.2%，氮占76.8%，按体积，氧占21%，氮占79%空气中水蒸气的含量通常可以按某温度（大气温度）下的饱和水蒸汽含量计算。

2、燃料在不同条件下燃烧，可以有四种不同情况：

（1）n=1，完全燃烧；

（2）n>1完全燃烧（3）n>1,不完全燃烧（4）n<1,不完全燃烧，假设燃料与空气混合均匀，燃烧产物的热分解反应忽略不计，试列出四种情况下燃烧产物中可能包括的成分。

（1）CO2H2OSO2N2

（2）CO2H2OSO2N2O2

（3）CO2COH2OH2SO2CH4N2

（4）CO2COH2OH2SO2CH4N2O2

3、已知燃料成分和空气消耗系数，什么条件下才能用计算方法求得不完全燃烧产物的成分及生成量？

什么条件下不能？

不完全燃烧计算也是按反应前后的物质平衡计算的，因此只能对由于氧化剂供应不足（n<1）而造成的不完全燃烧进行计算，并认为混合式充分均匀的需已知燃料成分，空气消耗系数和燃烧反应的平衡温度，否则不能。

4、造成不完全燃烧的原因有哪些？

各种不完全燃烧情况下的燃烧产物体积有何特点？

一种情况是以完全燃烧为目的，但是由于设备或操作条件的限制，而未能达到完全燃烧。

另一种情况是有意的组织不完全燃烧，以得到炉内的还原性气体。

当n>1时，燃烧产物体积将比完全燃烧增加，不完全燃烧的程度越严重，燃烧产物的体积增加的越多

当n《1时，燃烧产物生成量壁完全燃烧时有所减少，不完全燃烧程度越严重，生成量将越减少。

第五章

1、何谓燃烧温度？

何谓理论燃烧温度？

何谓燃料理论发热温度？

他们各有何意义？

其值决定于哪些因素？

燃料燃烧时燃烧产物达到的温度，即所谓燃烧温度。

在实际条件下的燃烧温度与燃料种类、燃料成分、燃料条件和传输条件等各方面的因素有关。

理论燃烧温度是燃料燃烧过程的一个重要指标，它表明某种成分的燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度。

理论燃烧温度是分析炉子的热工计算的一个重要依据，对燃料和燃烧条件的选择、温度制度和炉温水平的估计及热交换计算方面，都有实际意义。

理论发热温度是从燃烧温度的角度评价燃料性质的一个指标。

2、试讨论计算理论燃烧温度的各种方法的特点、计算条件和近似处理方法。

一、忽略热分解所引起Vn.c产的变化

二、分解热Q分可按分解度的近似值计算

三、燃烧产物的比热按近似比热计算

四、前两项中确定比热和分解度时所依据的温度，可以按经验估计。

内插法：

要先假设一个温度作为确定比热和分解度的依据。

如果最终计算结果t理与假设的温度相差较大，则应重新假设，反复计算。

另一种计算近似理论燃烧温度的方法是利用i-t图。

这一方法十分简便，但只能用来粗略的近似估算理论燃烧温度。

第六章

1、燃烧过程检测控制的意义和主要内容是什么？

如何检测？

为了判断燃烧室（或炉膛）中所实际达到的反应物和生成物的数量关系，以便控制燃烧过程，还必须对正在进行的实际燃烧过程进行检测控制。

燃烧过程检测控制的主要内容是燃烧质量的检测、包括空气消耗系数和燃烧完全程度的检测。

燃烧完全程度可以用燃烧完全系数和不完全燃烧热损失等指标来表示。

不论是人工操作或自动控制，都应当根据对燃烧质量的检测组织燃烧过程，是燃料利用达到最佳水平。

2、为什么要测定计算空气消耗系数？

试分析各种计算方法的特点和应用条件。

空气消耗系数n值对燃烧过程有很大影响，是燃烧过程的一个重要指标。

为了判断燃烧室（或炉膛）中所实际达到的反应物和生成物的数量关系，以便控制燃烧过程，还必须对正在进行的实际燃烧过程进行检测控制，使燃料利用率达到最佳水平。

方法：

一、按氧平衡原理计算n值二、按氮平衡原理计算n值

两种方法均有完全燃烧和不完全燃烧公式，氧平衡原理计算n值这种方法比较简便，而且对于在空气中燃烧，在富氧空气或纯氧中燃烧均适用；氮平衡原理计算n值比较复杂，仅适用标准空气，在纯氧中不适用，用富氧空气要修改系数。

第八章

燃烧反应属于连锁反应中的支链反应。

1、何谓均相燃烧？

何谓非均相燃烧？

同相燃烧指燃料和氧化剂的物态相同。

异相燃烧指燃料和氧化剂的物态不同，

2、何谓动力燃烧？

何谓扩散燃烧？

当t混<

这类燃烧过程称动力燃烧。

当t混>>t热+t化时燃烧过程将主要受混合速度的限制，这类燃烧过程称扩散燃烧。

第九章

1、自然着火与被迫着火（点火）各有何特点?

试比较之，着火温度与点火温度的概念有何联系与区别？

（1）使可燃混合物整个容积同时达到某一温度，超过该温度，混合物便自动地、不再需要外界作用而着火达到燃烧状态。

这种过程叫做自然着火。

（2）在冷可燃混合物中，用一个不大的点热源，在某一局部地方点火，先引起局部着火燃烧，然后也自动地向其他地方传播，最终使整个混合物都达到着火温度，这叫做被迫着火。

着火温度表示可燃混合物系统化学反应可以自动加速而达到自然着火的最低温度。

点火温度与自然着火温度在概念上有相似之处，即均指可以实现着火的最低温度，但在数值上，点火温度往往高于着火温度。

2、讨论着火温度表达式的物理概念和意义。

为什么说着火温度不是某种可燃物质的物理常数？

该式表示在可以自然着火的条件下气体的着火温度与器壁温度之间的关系。

把所测定的着火温度数值作为可燃物质的燃烧和爆炸性能的参考指标。

着火温度随具体的热力田间不同而不同，倘若改变散热条件见图page97图9-2；如果改变器壁的初始温度T。

见图page98图9-3；若散热曲线不变而改变发热曲线见图page98图9-4。

3、着火热力理论和活化中心积累理论的基本内容观点是哪些？

二者有何不同？

热力理论：

由于系统内热灵的积累，使温度升高，引起反应速度按阿累尼乌斯指数函数增加。

活化中心理论：

由于反应的分支使活化中心迅速增值导致反应速度急剧增加。

区别：

着火是以上两种情况共同作用的结果，链自燃发生的条件是恒温下压力大于低限并小于高限。

热自燃发生的条件是压力必须高于某温度对应的压力值。

高温时热自燃起主导作用，低温时链自燃起主导作用。

4、着火温度与着火浓度界限与可燃混合物的压力、成分和温度有何关系？

浓度界限与可燃混合物的初始温度有关，如果初始温度不是常温，而是预热至高温则浓度界限将会变宽；还与惰性气体的含量有关加入惰性气体使浓度界限变窄。

1、何谓“熄灭直径”？

有何实际意义？

答：

当管子直径减少时，燃烧传播速度将减少，管子直径小于某一值时，燃烧将不能传播，这一直径称“燃烧传播临界直径”或“熄灭直径”

淬熄距离：

当物体之间距离减小时，燃烧传播速度减小，当距离小于某一值时火焰将不能传播，这一距离称为淬熄距离

2、层流预混火焰与稳流预混火焰的结构特点各有何特点？

预混燃烧火焰：

指煤气与空气在进入燃烧室之前已均匀混合的可燃混合物燃烧的火焰。

扩散燃烧火焰：

指煤气和空气边混合边燃烧的火焰，油的燃烧和煤的燃烧火焰野属于扩散燃烧

3、作为工业炉窑用的燃烧装置应具备那些条件？

1）在规定的符合条件下保证燃料的合理燃烧和燃烧过程的稳定。

2）能组织火焰，使火焰具有一定的方向，外形，刚性等：

3）具有足够的燃烧能力：

4）结构简单，使用方便，坚固耐用。

4、燃料的燃烧过程主要分为那几个阶段？

煤气与空气的混合：

混合后的可燃气体的加热和着火：

完成燃烧化学反应。

5、气体燃料的燃烧方法有几种？

有焰燃烧法无焰燃烧法半无焰燃烧法

6、有焰烧嘴的种类：

套筒式烧嘴带涡流片的涡流式烧嘴扁缝涡流式烧嘴环缝涡流式烧嘴

带旋流室的预混烧嘴火焰长度可调式烧嘴烧脏发生炉煤气的烧嘴

天然气烧嘴平焰烧嘴高速烧嘴自身预热式烧嘴底氧化氮烧嘴

7、稳定和强化重油燃烧的基本途径：

改善雾化质量共给适量的空气，强化空气与油雾的混合

保证燃烧区域和燃烧室的高温

8、油雾炬的特点：

1）油粒直径（书P188）

2）雾化角

3）油粒流量密度及其分布

4）油雾射程

9、固体燃料的燃烧方法：

层状燃烧法粉煤喷流燃烧法旋风燃烧法沸腾燃烧法

10、薄煤层流燃烧法的煤层较薄，只有100——150mm,在煤层中不产生还原反应。

厚煤层燃烧法也叫搬煤气燃烧法，煤层较厚，200-400mm

11、生产中常用的几种层状燃烧室：

人工加煤的燃烧室绞煤机抛煤机振动炉排往复炉排链式炉排

12、粉煤燃烧法：

将煤磨细到一定细度，用空气喷到炉内，使其在运动过程中完成燃烧反应，形成像气体燃烧那样具有明显轮廓的火炬。

13、沸腾燃烧法：

一种很有发展前途的新型燃烧法，它是利用空气动力使煤在沸腾层状态下完成传热，传质和燃烧反应

补充：

一少NOX的技术

1降低高温区的氧气浓度

2降低火焰温度

3减少燃烧气体在高温区内的留时间

4降低燃料中的含氮量

二强化重油燃烧的途径

1改善雾化质量。

2供给适量的空气，强化空气与油雾的混合。

3保证点火区域和燃烧室的高温。

三燃料燃烧生成的污染物有哪几种？

，各自危害？