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...
《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
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]
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