《消防燃烧学》第6章空气消耗系数及不完全燃烧热损失ppt课件

1、 第六章 空气耗费系数及 不完全熄灭热损失的检测计算1对烟气的检测和计算目的：经过对熄灭产物烟气的成分进展气体分析，实现对空气耗费系数和熄灭完全程度的计算途径：气体成分的丈量仪器有：奥氏气体分析器、气体色层分析仪、气相色谱仪、光谱分析仪等方法：然后按燃料性质和烟气成分反算各项目的关键问题：需求掌握空气耗费系数和不完全熄灭热损失的检测计算原理和方法2第一节 熄灭产物气体成分的测定和验证3气体分析方程判别丈量烟气数据准确性在运用仪器及相应方法丈量得到烟气成分数据后，需求验证所得数据的准确性满足气体分析方程的数据就是有效的(误差范围内) 是一个燃料特征系数，决议于燃料成分。对于各种燃料其数值列于表6

2、1中RO2CO2SO2，即两种成分之和各成分的上标 表示是熄灭产物烟气成分4气体分析方程的导出1、定义VRO2、RO2,max、(存在C、S成分上限)1VRO2是完全熄灭时熄灭产物中RO2CO2SO2的数量留意：不要求n12RO2,max定义为干实际熄灭产物中的RO2最大实际含量干成分%，留意n1 613由右式定义 625气体分析方程的导出2、用烟气成分计算RO2,max，要计算 VRO2和V0,d根据VRO2的定义，可直接写出根据烟气中成分同样可以得到V0,d和Vn,d间的关系计算过程根据可回想第四章3、得气体分析方程，上两式子代入定义式(6-1)得到RO2,max，再将RO2,max的表达

3、式代入的定义式(6-2)6V0,d与Vn,d的关系对于完全熄灭：Vn,d=V0,d+(Ln-L0) 此时n=1假设不完全熄灭：如何用产物成分表示Ln-L0过剩空气量。一部分是n1过剩的，一部分是由于不完全熄灭未参与反响而剩余的，故7V0,d与Vn,d的关系因此，n=1时，在n1时，上式同样成立把上式和VRO2代入RO2,max的计算式，即可得气体分析方程8定义RO2,max及的意义对于确定的燃料，其成分中含C、S元素的量是确定的，因此在烟气中CO2SO2有实际上的最大值，这就是RO2,max根据物质守恒，烟气中一切含C、S元素成分之和不能超越RO2,max。假设丈量的数据超越了，那就是错误的。

4、假设相差太大那么就是丈量误差大或熄灭情况很不理想定义就是要根据燃料本身的特征值与熄灭过程无关来判别所丈量烟气成分能否具有准确性实践上从式(6-2)看出做为检测的特征值和RO2,max是一样的，两者有确定的简单关系，用是为了简便9气体分析方程的简化运用1、假设H2及CH4很小，那么可忽略不计，方程简化为2、利用上式，仅测得CO2和O2的情况下，可计算CO假定没有SO23、假设完全熄灭，那么没有可燃成分10第二节 空气耗费系数的计算11空气耗费系数的计算1、提出问题：空气耗费系数n值是一个很重要的目的，对熄灭过程有很大影响，需求确定2、分析问题：正在任务的炉子，由于存在吸气和漏风景象，很难测定实践

5、空气耗费量Ln，也就难以用下式求n3、处理问题：需求用烟气成分计算空气耗费系数按氧平衡原理计算n值按氮平衡原理计算n值12方法1 氧平衡原理计算n值思绪：1、首先将n值用氧气量来表示2、用烟气成分表示，L0,O2为实际需氧量，完全熄灭后全部转化为RO2和H2O，那么必然可以用下式表示L0,O2 =aVRO2+bVH2O=(aRO2+bH2O).Vn/100完全熄灭情况下(Ln,O2L0,O2)为烟气中剩余氧量Ln,O2 - L0,O2=O2. Vn/10013方法1氧平衡原理计算n值因此得到n值3、引入K表示实际需氧量与熄灭产物中RO2量的比值K值可根据燃料成分求得，各燃料K值查表63为什么要

6、引入参数K14引入K的意义在引入K前，n值用熄灭产物表示时，有H2O成分，H2O成分有多少以气态方式存在是很不确定的，取决于温度在用仪器丈量烟气成分时，都是检测干烟气，普通不丈量H2O成分数据丈量了也不准确1引入一个参数K就是为了防止用产物中的H2O成分数据2并且常数K可根据燃料成分求得，跟熄灭过程无关。15不完全熄灭n值修正不完全熄灭，那么熄灭产物中还存在CO、H2、CH4等可燃成分1、修正O2 。n值公式中氧量应减去这些可燃气体完全熄灭时将耗费的氧2、修正RO2 。RO2量应加上这些可燃气体假设熄灭将生成的RO216方法2 氮平衡原理求n值1、变换n值的表达式，变换后不出现单独的L0项，由

7、于该值与燃料成分有关而与烟气成分无关2、根据氮平衡有3、表达式中的量用烟气表示根据氧平衡有17方法2氮平衡原理求n值4、引入燃料决议量替代难丈量再利用VRO2与Vn,d的关系最后得留意：Nfuel、VRO2由燃料成分确定18n值公式讨论特定情况的简化1、含氮量很少的燃料固体、液体燃料、天然气、焦炉煤气等，Nfuel可忽略不计 0，那么2、进一步，假设完全熄灭，那么19n值公式讨论3.假设进一步知燃料中H2含量很少，比如对于无烟煤、焦炭等，那么N2=79，故：如何证明20第三节 不完全熄灭热损失的检测计算21不完全熄灭热损失计算(概念上)定义：当不完全熄灭时，由于烟气中存在可燃成分，因此损失一部

8、分化学热量，称为不完全熄灭热损失(数值上)q化定义：不完全熄灭热损失q化，表示单位质量或体积燃料熄灭时，熄灭产物中可燃成分含有的化学热占燃料发热量的百分数22不完全熄灭热损失计算(1)用烟气表达。产物发热量Q产等于烟气中各可燃成分发热量之和，假定有CO、H2、CH4，那么Q产126CO+108H2+358CH4(2)消去烟气量。引入两个参数h、P，h称为烟气冲淡系数，h越大，n越大，完全熄灭n1时h1不完全熄灭热损失改写为23不完全熄灭热损失计算(3)用燃料特性参数和烟气表达。根据碳平衡有V0,d.RO2,maxVn,d.(RO2+CO+CH4)那么那么不完全熄灭热损失为RO2,max和P只取

9、决于燃料成分，数据查表6-124思索题2、如何推导出气体分析方程？3、在用氧平衡原理计算n值时引入K的意义是什么 ？4、在导出气体分析方程、空气耗费系数表达式、不完全熄灭热损失表达式过程中，指点思想是什么？1、气体分析方程能起到检验丈量数据准确性的根据是什么 ？25课堂练习1知某固体燃料的成分，试推导b的计算公式推导思想：利用RO2,max的定义式及其与b的关系首先计算VRO2再计算VN2V0,d=VRO2+VN2利用RO2,max=21/(1+b)可得b计算公式26课堂练习2知烟煤成分(%)为:Cdaf=85.32，Hdaf=4.56，Odaf=4.07，Ndaf=1.80，Sdaf=4.2

10、5，Ad=7.78，War=3.0%，熄灭产物的成分分析结果为(%)：RO2=14.0，CO=2.0，H2=1.0，O2=4.0，N2=79.0，试计算：1该燃料的RO2,max，b，K，P2验算产物气体分析的误差3求空气耗费系数n和不完全熄灭热损失q化4)试用比热近似法和内插值近似法求实际发热温度27计算方法首先，将成分换算为运用成分然后计算实际氧气需求量L0,O2和实际空气需求量L0，VRO2，VN2，V0,d，Q低，那么可完成(1)的计算利用气体分析方程来验算误差分析空气耗费系数不完全熄灭热损失28计算方法实际发热温度的求解：1比热近似法：假设发热温度2100度，那么根据表5-2，查得烟

11、煤熄灭产物的比热为1.67，那么t=Q低/V0c，根据门捷列夫公式得到Q低=30031 kJ/kg2内插值近似法：根据Q低/V0=i= 3658 kJ/m3假设温度2100度，查附表7得到各成分平均比热，求得产物的平均比热，即得i=3558 kJ/m3假设温度2200度，再反复第二步计算得到i=3746 kJ/m3根据内插值计算法，得到t热29课堂练习3某高炉煤气，干成分%为：CO2-10.66; CO-29.96; CH4-0.27; H2-1.65; N2-57.46。煤气温度20度。熄灭产物的成分经分析为(%)：RO2=14.0, O2=9.0, CO=1.2,N2=75.8。试用各种计算公式计算n值，并比较之。30计算方法1.氧平衡法计算n值：L0,O2=(0.5CO+0.5H2+2CH4)/100=VRO2=(CO2+CO+CH4)/100=K=留意：首先进展干湿成分的换算31如何进展干湿成分换算？32计算方法2.氮平衡法计算：对于气体燃料 N燃=N2假设是固体燃料呢？33计算方法计算的前提：判别成分丈量能否准确，即利用气体分析方程来检测34课堂练习4某天然气在纯氧中熄灭，烟气成分(%)为：CO2=25.0,CO=24.0,O2=0.5,H2=49.0,CH4=1.5。试计