燃料与燃烧第二版习题答案..

《燃料与燃烧》习题解 （仅供参考） 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 = 9.95 FCar = 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=3.33   Mar=4.0 干燥基：    Nd = Ndaf×0.913 =1.74 干燥无灰基：Cdaf=83.21  Hdaf=5.87  Odaf=5.22  Ndaf=1.90  Sdaf=3.80 3. 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  = 48.0×[100/（100-2.4）]=49.18 CO，d  = 19.3×1.025=19.77 CH4，d = 13.31 O2，d  = 0.82 N2，d  = 12.30 CO2，d = 4.61 ρ＝M干/22.4＝(2×49.18%+28×19.77%+16×13.31%+32×0.82%+28×12.30%+44×4.61%)/22.4 ＝ 0.643 kg/m3 Q高 ＝4.187×（3020×0.1977+3050×0.4918+9500×0.1331） ＝14.07×103 kJ/m3＝ 14.07 MJ/ m3 Q低 ＝4.187×（3020×0.1977+2570×0.4918+8530×0.1331） ＝12.55×103 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（%）：Cdaf—83.21,Hdaf—5.87, Odaf—5.22, Ndaf—1.90, Sdaf—3.8, Ad—8.68, War—4.0, 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17×103kW，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= 4.187×[81×C+246×H－26×（O－S）－6×W]] = 4.187×[81×72.95+246×5.15－26×（4.58－3.33）－6×4] = 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： 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：CO—9.1；H2—57.3；CH4—26.0；C2H4—2.5；CO2—3.0； O2—0.5；N2—1.6；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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 5，知： gd，H2O =18.9（g/m3） H2O湿 =（0.00124×18.9）×100/（1+0.00124×18.9）= 2.29 CO湿 =CO干%×（100－H2O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： （2）氢平衡方程式： （3）氧平衡方程式： （4）氮平衡方程式： （5）水煤气反应平衡常数： 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Car—80（%），烟气成分经分析为（干成分）CO2，--15（%）； 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 72.95 5.15 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=1.67（kg/m3℃） t热=29808.7/（8.19×1.67）= 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：  i1＜i＜i2 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 = 2152℃ 5. 焦炉煤气： CO H CH4 C2H4 CO2 O2 N2 9.1 57.3 26.0 2.5 3.0 0.5 1.6               H2O=0.0235， n=1.05,  t空=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 1.57 2.29                 t理=（Qd+Q燃+Q空－Q分）/[V0C产+（Ln－L0）C空]