第二章 燃烧参数计算

1. 空气需要量2. 燃烧产物量及成分3. 燃烧温度

第一节 燃烧时空气需要量计算

一、固、液体可燃物理论空气需要量二、气体可燃物理论空气需要量三、实际空气需要量

一、固、液体可燃物理论空气需要量 C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100%

4.2212

%)(

2.0 C

CV O4.22

4

%)(

2.0 H

HV O

4.2232

%)(

2.0 S

SV O

4.2232

%

32

%

4

%

12

%

4.2232

%4.22

32

%4.22

4

%4.22

12

%2.0

）（ OSHC

OSHCV O

21.0

4.22

32

%

32

%

4

%

12

%.0 ）（

OSHCV air

注意：条件不同时，摩尔体积数值不同

例题 1-1 试求 4kg 木材燃烧所需要的理论空气量。已知木材的组成为： C~43% ， H~7% ， O~41% ，N~2% ， W~6% ， A~1% （质量百分数）。

21.0

4.22

32

%

32

%

4

%

12

%.0 ）（

OSHCV air

421.0

4.22

32

%41

4

%7

12

%43V air.0 ）（

)(39.17 3m

二、 气体可燃物完全燃烧理论空气需要量

1m3 气体可燃物完全燃烧时各组分需要的氧气体积

222

222

)4

( 23

21 2

1

OmnHCOSH

OHOCO

mn

组成： CO%+H2%+∑CnHm%+H2S%+CO2%+O2%

2222.0 10])

4(

23

21

21[

2

OHCmnSHHCOV mnO

21.02.0

.0O

airVV

空气需要量

例题 1-2 试求 5m3 焦炉煤气燃烧所需要的理论空气量 . 已知组成为： CO~6.8% ， H2~57% ， CH4~22.5% ， N2~4.7%,C2H4~3.7%, CO2~2.3%, H2O~3% （ V/V ） 1.567.3

4

425.2241)

4( ）（）（解 mnHC

mn

）（ 3

222.0

94.20

10])4

(21

21[76.45

m

OHCmnHCOV mnair

空气消耗系数（） 完全燃烧所耗用的实际空气量与理论空气量之比 一般在 1~2 之间， 气态可燃物 1.02~1.2

液态可燃物 1.1~1.3

固态可燃物 1.3~1.7

三、实际空气需要量

第二节 燃烧产物的计算

一、燃烧产物 二、燃烧产物的毒害作用 三、燃烧产物（烟气）的危害性四、燃烧产物计算

一、燃烧产物 1. 定义 : 由于燃烧而生成的气、液和固体物质 2. 完全燃烧产物 3. 不完全燃烧产物 4. 氮氧化物 5. 烟 : 由燃烧或热解作用所产生的悬浮于大气中能被人看到的产物 .

碳氢化合物 裂解 脱氢 聚合 环化

1. 缺氧、窒息作用

2. 毒性、刺激性及腐蚀性作用

3. 高温气体的热损伤作用

二、燃烧产物的毒害作用

氧浓度（ % ） 对身体的危害情况16~12 呼吸和脉搏加快，引起头痛14~9 判断力下降，全身虚脱10~6 意识不清，引起痉挛， 6~8min 死亡

6 5min 致死浓度

表 1-1 氧浓度下降对身体的危害

CO2 （ %） 对身体的危害情况

3 刺激，呼吸、脉搏加快，血压升高4 头痛，眩晕、耳鸣、心悸5 呼吸困难， 30min 产生中毒症状

7~10 数分钟意识不清，出现紫斑，死亡

表 1-2 不同浓度 CO2 对身体的影响

1. 毒性、刺激性及腐蚀性

2. 减光性

3. 爆炸性

三、热烟气的危害性作用

（一）固、液体可燃物燃烧产物体积计算

（二）气体可燃物燃烧产物体积计算

（三）产物百分组成

（四）产物密度计算

四、燃烧产物计算

（一）固、液体可燃物燃烧产物体积计算组成： C%+H%+O%+N%+S%+A%+W%=100%

/kg)(m 79.0100

4.22)281823212

( 3.0

.0.0.0.0. 2222

air

NOHSOCOPO

VNWHSC

VVVVV

33.0

222222

.0.0.0.00

m/(m 100

79 10])

2(2[

2222

airmn

NSOOHCO

VHCm

nNOHSHHCOCO

VVVVV

（二）气体可燃物燃烧产物体积计算 组成： CO%+H2%+∑CnHm%+H2S%+CO2%+O2%

（三）百分组成的计算

100

100100

100 100

2

22

22

.2

.2

.02

.02

.02

V

VO

V

VN

V

VOH

V

VSO

V

VCO

O

NOH

SOCO

)(m )1(21.0

)kg/(m 10079

1004.22

283

.0.

3( .0.

2

2

airO

airN

VV

VNV

固、液）

)(m )1(21.0

)m/(m 10079

1003

.0.

33( .0

2.

2

2

airO

airN

VV

VN

V

气体）

1. 根据体积百分组成计算

)/(1004.22

32 2818 64 44 322222 mkgONOHSOCO

（四）密度计算

2. 通过反应物中的质量计算

)/(293.1%1 3

.

0

...

mkgV

VA

V

mm

V

mair

产产

空可

产

产 ）（

1. 定义：无相变、无化学变化时，一定量物质温度升高一度所需要的热量

2. 恒压热容 CP 、恒容热容 CV

理想气体： CP -CV =R

3. 平均恒压热容

在恒定压力下，一定量的物质在某一温度范围内平均升高一度时所需要的热量。

均是温度的函数

第三节、热容

第四节 燃烧温度的计算

假设条件 a ：燃烧初始温度为 298K b ：可燃物和空气按计量比进行 c ：燃烧是完全燃烧 d ：在等压下进行。不考虑体积膨胀 e ：燃烧是个绝热过程

燃烧温度的求算步骤： 1. 求出 QL

2. 假定一个 T1 ，根据公式 Ql1

3. 假定一个 T2 ，根据公式 Ql2

4. 用插值法求出 T

12

121

ll QQ

TTTT

TCVQ Piil 3 TCVQ Piil 3

例 1-3 求木材的理论燃烧温度。组成： C~43% ， H~7% ， O~41% ， N~2% ， W~6% ， A~1%

)(803.04.2212

%43 3. 2

mV COo

)(856.04.22)18

%6

2

%7( 3

. 2mV OHo

)(433.3325.479.04.222

%279.0 3

... 22mVVV airONON

解 :(1)1kg 木材完全燃烧时产物的体积：

(2) 1kg 木材完全燃烧放出的热量：

)(16933

18.4)9(6)](2630081[18.4

kJ

WHSOHCQl

)(16458)4758.1433.3

9423.1586.04074.2803.0(1900

4758.19423.14074.2

1

222

kJ

Q

CCC

l

NPOHPCOP

(3) 求理论燃烧温度：设温度为 1900 ,℃ 查表求 )(164581 kJQl

设温度为 2000 ,℃ 查表求 )(174292 kJQl

Ct

1949)1645816933(1645817429

190020001900

第五节 不完全燃烧产物与产物的离解一、不完全燃烧产物

可燃固体和可燃气体（ CO 、 H2 、 CH

4 ）二、燃烧产物的离解 离解产物（ CO 、 H2 、 O2 、 OH 、 H 、 O 、 C 、 N 、 NO 、CH4 、 NH3 ）三、燃烧过程中产物离解的意义 （ 1 ）离解的原子和原子团作为连锁反应的自由基，促进了燃烧发生

（ 2 ）离解反应的存在降低了火焰温度

（ 3 ）产物具有很强的毒性，危及消防人员安全

第六节、燃烧产物及温室效应一、温室效应的成因 大气中的二氧化碳和水蒸气吸收地球辐射的红外射线，使大气圈温度升高。同时将部分吸收能量辐射回地球，使地球表面温度升高的现象。

二氧化碳含量的升高是温室效应的主要原因。

光合作用使大气中二氧化碳含量降低燃烧反应和自然界的氧化反应使二氧化碳含量升高

二、大气中二氧化碳的平衡

讨论：全球气温升高的原因？

三、温室效应的危害及对策

1.海平面上升

2.沙漠化进程加快

控制对策：

1. 减少碳氢燃料的燃烧量，发展水能、风能、太阳能、核能、潮汐能

2.退耕还草、退耕还林、增加绿色植被的覆盖面积