2022年燃料与燃烧部分习题及答案 .pdf

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1、学而不思则惘，思而不学则殆第一篇燃料概论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：02.41dafV98.58100dafdafVFc;收到基的计算ararararVMAFC10036.35100100arardafarAMVVAar = 9.95 FCar = 50.85干燥基的计算：35.10dA Vd = 36.77; 88.52100dddAVFC2. 某种烟煤成分为：Cdaf=83.21 Hdaf=5.87 Odaf=5.22 Ndaf=1.90 Ad=8.68

2、 Mar=4.0; 试计算各基准下的化学组成。解：干燥无灰基：80.3100dafdafdafdafdafNOHCS收到基：33.8100100ardarMAA95.72100100arardafarMACC Har=5.15 Oar=4.58 Nar=1.67 Sar=3.33 Mar=4.0 干燥基：68. 8dA99.75100100ddafdACC36.5913. 0dafdHH77. 4913.0dafdOONd = Ndaf0.913 =1.74 47.3913.0dafdSS干燥无灰基： Cdaf=83.21 Hdaf=5.87 Odaf=5.22 Ndaf=1.90 Sdaf=

3、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；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆解：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 M干/22.4 (2 49.1

4、8%+28 19.77%+16 13.31%+32 0.82%+2812.30%+44 4.61%)/22.4 0.643 kg/m3 Q高4.187 （30200.1977+30500.4918+95000.1331）14.07103 kJ/ m3 14.07 MJ/ m3 Q低4.187 （30200.1977+25700.4918+85300.1331）12.55103 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（ %） ：Cdaf83.21,Hdaf5.87, Odaf5.22, Ndaf1.90, Sdaf3.8,

5、Ad8.68, War4.0, 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：%33.81004100%68.8100100%ardarWAA%95.72100433.8100%21.83100100%arardafarWACC%15.5%8767.087.58767. 0%dafarHH%58.4%8767.022.58767.0%dafarOO%66. 1%8767

6、.09.18767.0%dafarNN%33.3%8767.080. 38767. 0%dafarSS%4arW计算理论空气需要量L0：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆kgmOSHCL/81. 701.058.433.315.5895.723821. 0429. 11100183821.0429.1130（2）计算理论燃烧产物生成量V0：kgmLNWHSCV/19.881. 779. 0224.02866.1184215.53233.310095.72100791004.22281823

7、212300（3）采用门捷列夫公式计算煤的低发热值： Q低= 4.187 81 C+246 H26（O S）6W = 4.187 81 72.95+2465.15 26（4.58 3.33 ）64 = 29.80 （MJ/m3）每小时所需烟煤为：hkgQm/10053. 2298093600101736001017333每小时烟气生成量：)/(1024.281.735. 019.8205334hmVmVntol每小时供风量：hmmnLLtol/1016.281. 735.12053340计算烟气成分：)/(1080.220531004.221295.721004.2212332hmmCVco)

8、/(8.461004 .223232hmmSVso)/(10296.1)1004 .22182(332hmmWHVoH)/(10714.179.01004.2228342hmLmNVnN)/(10188.1)(100213302hmmLLVno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：CO9.1；H257.3；CH426.0；C2H42.5；CO23.0； O20.5；N21.6；煤气温度为 20。用含氧量为 30%的富氧空气燃烧，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归

9、纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆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=（0.0012418.9 ）100/（1+0.0012418.9）= 2.29 CO湿=CO干% （100H2O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

10、燃烧空气消耗量：332220/0 .323421213.01mmOSHHCmnHCOLmn330/45. 30. 315.1mmLnLn（2） 计算燃烧产物成分：332/421.001.093.244.224 .2589.810012mmCOHCnCOVmnco3322/14.1100122mmOHHCmHVmnOH332/43.245.37.001.057.11007010012mmLNVnN330/135. 045.03. 03.02mmLLVnO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

11、烟气密度：32222/205. 14.2210027. 33293.582860.271820.10444.2210032281844mkgONOHCO7. 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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆解： （1）碳平衡公式：42.0.01.044. 224 .2593.289.810012222COCOCOCOCOCOmnVVVVVVCO

12、HCnCO（2）氢平衡方程式：14.1.01.029.244.224 .25299.55100122222220.22OHHOHHHHmnVVVVVVOHHCmH（3）氧平衡方程式：81.05.05 .05.05 .09.08.001.029.25 .049.093.289.8212121100121212222222.0222OHCOCOOHCOCOOHCOCOOVVVVVVVVVnLOHOCOCO（4）氮平衡方程式：22.0276.31001NOVnLN2272. 29 . 08 . 076. 301. 057. 1NNVV（5）水煤气反应平衡常数：OHCONCOOHCONCOVVVVPP

13、PPK222222查附表 6 当 t=1200时， K=0.387 387.0222OHCONCOVVVV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Car80（%） ，烟气成分经分析为（干成分）CO2，-15（%） ；CO，-3.33（%） 。试计算

14、其干燃烧产物生成量。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆解：以 1kg 烟煤为基准 , 则有 C=0.8kg 由碳平衡方程式：4 .2210333.015.0128 .0dnVkgmVdn/147.83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：02233diiiiiiQtAVtAVtAV由第四章第 5 题计算 Qd = 29808.7 （kJ/kg

15、）)/(362.11004.221295.721004.221232kgmCVco)/(627.01004 .22)182(32kgmWHVoH)/(184.679.01004.2228302kgmLNVN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07.298082657.1184.64725.1627.06584.1362.110073.15184.610599.29627.010041.77362.110135.2184.61001.3627.010215.21362.125553888ttt整理得：07.2980801

16、.11107 .2161098.432538ttt解得： t热=2189（2）解法二：比热近似法CVQtd0.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：采用内插法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆6 .363919.87 .298080VQid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 354119.

17、 8184.696.3131627. 079.4121362.14.5186111tci327919.8184.684.3295627.083.4358362.12.54642 .22 .tci比较： i1i i2 所以Kiiiitttt24303541372935416.3639237324732373)(12121t热 = 2157 （4）解法四：迭代法 t热= 222068.7567.766.1601.03648NOHCOdCCCCVQ（产设 t0 = 2100 则 t0 = 2158 t1 = 2150 t1 = 2152 t2 = 2151 t1 = 2152 所以 t热= 2152

18、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+（LnL0）C空 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆33

19、44242/66.17/10766.101. 01411044. 2853040.25257099.55302089. 8187.401.014110853025703020187.4mMJmkJHCCHHCOQdQ燃=C燃t燃查表 5-2： t燃=20 C燃=1.38Q燃=1.3820 = 27.6 （kJ/m3） Q空=LC空t空查表 5-2： t空=400 C空=1.34 Q空=4.611.34400=2471（kJ/m3）由燃烧计算知： L0 = 0.901/0.21 = 4.29（m3/ m3） Ln = nL0 =1.05 0.901/0.21 = 4.505（m3/ m3）烟气成

20、分为： VCO2 = 0.421(m3/m3) CO2，= 8.13 VH2O = 1.140(m3/m3) H2O，= 22.00 VN2 = 0.01N2+0.79 Ln =3.575(m3/m3) N2，= 69.00 VO2 = 0.21 （n1）L0=0.0451(m3/m3) O2，= 0.87 Vn = 5.181(m3/m3) V0 = 4.967 (m3/m3) 得到： PCO2=CO2%=0.0813105PaPH2O=H2O%=0.22 105Pa 不考虑 Q分时 t理，=（Qd+Q燃+Q空）/V0C产+（LnL0）C空 =（17660+27.6+2471）/ （4.96

21、7 1.67+0.215 1.51 ） =2339按图 5-3 设 t理=2100则根据 t理及 PCO2 、PH2O查附表 8 得 fCO2=19.7% fH2O=5.04% Q分= 12600fCO2VCO2+10800 fH2OVH2O = 126000.1970.421+108000.05041.140 = 1666（kJ/m3）查表： C产=1.67 C空=1.51 t理=（Qd+Q燃+Q空Q分）/V0C产+（LnL0）C空 =（17660+27.6+24711666）/ （4.9671.67+0.215 1.51） = 2145与假设 t理=2100相比相差不大，计算合乎要求。6.

22、 同上题，焦炉煤气富氧燃烧O2=45%，n=1.10 解： （1）燃烧计算：由于空气、燃气都不预热，可以忽略Q空和 Q燃 Qd = 17660（kJ/m3） Q分= 12600fCO2VCO2+10800 fH2OVH2O由前章计算知：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆 L0= 0.901/0.45=2.00（m3/ m3） Ln= n L 0=1.102.00=2.20 （m3/ m3）算得百分比为： VCO2=0.421(m3/m3) CO2，=14.88 VH2O=1.140(m3/

23、m3) H2O，=40.30 VN2=0.01N2+0.55Ln =1.226(m3/m3) N2，=43.34 VO2=0.21（n1）L0=0.042(m3/m3) O2，= 1.48 Vn =2.829(m3/m3) V0=2.629(m3/m3) 得到： PCO2 = 0.149 105Pa PH2O = 0.403 105Pa（2）不考虑 Q分 t理，=Qd/V0C产+（LnL0）C空 =17660/（2.629 1.67+0.20 1.51 ） =3764（3）按图 5-3 设 t理 1=2650则根据 t理及 PCO2 PH2O查附表 8 得 fCO2=67.5% fH2O=22

24、.2% 查表 5-2 得 C空=1.54（kg/m3） C产=1.88（kg/m3） Q分=12600fCO2VCO2+10800 fH2OVH2O =126000.6750.421+108000.2221.14 =6314（kJ/m3） t理=（QdQ分）/V0C产+（LnL0）C空 =（176606314）/ （2.6291.88+0.205 1.54 ） =2158与假设 t理 1=2600相比相差太大，计算不合乎要求。（4）再取 t理 2=2500则根据 t理 2及 PCO2 PH2O查附表 8 得 fCO2= 52.7% fH2O= 14.6% C空= 1.53 （kg/m3）C产

25、= 1.87 （kg/m3） Q分=12600fCO2VCO2+10800 fH2OVH2O =126000.5270.421+108000.1461.14 =4593（kg/m3） t理=（QdQ分）/V0C产+（LnL0）C空 =（176604593）/ （2.6291.87+0.205 1.53 ） =2498与假设 t理 1=2500基本一致，计算合乎要求。第六章空气消耗系数及不完全燃烧损失的检测计算4. 某烟煤，收到基成分为：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆Car HarOar

26、 Nar Sar Aar War 76.32 4.08 3.64 1.61 3.80 7.55 3.0 其燃烧产物分析结果为：RO2COH2O2N214.0 2.0 1.0 4.0 79.0 试计算：(1)该燃烧的 RO2.max;； K；P；(2)验算产物气体分析的误差； (3)空气消耗系数 n 和化学不完全燃烧损失q化；解： （1）)/(88. 7)64.333. 38.333. 308.467.2632.7689.8(01. 001. 0)33. 333. 367.2689. 8(30kgmOSHCL)/(655.121.030.02kgmLLO)/(46.11004.22)328.31

27、232.76(1004.22)3212(32kgmSCVro)/(5.01004.22)182(32kgmWHVoH)/(25.679.01004 .2228302kgmLNVNV0干=1.46+6.25=7.71 （m3/kg ）Qd=30.03(MJ/kg) 所以13.146. 1665.122.0ROVLKO1971.710046.11000max.22干完）（）（VVRORO11.019192121max. 2. 2ROROmaz)/(1090. 371.71003.303330mkJVQPd（2）验证分析误差：将各烟气成分及 值代入烟气分析方程：精选学习资料 - - - - - -

28、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆成分误差：%1212179.20.（3） 计算空气消耗系数及不完全燃烧损失14.111614.1015.025.041)25.05 .0(42422CHCOROKCHHCOOn%11%10021411082126389519%10010812622max. 2COROHCOPROq化5. 某高炉煤气，干成分为：CO2COCH4H2N210.66 29.96 0.27 1.65 57.46 煤气温度为 20。燃烧产物成分经分析为（%） ：RO2O2CON214.0 9.0 1.2 75.8 试

29、采用各种计算公式n 值，并比较之解33222. 0/1635.001.00027.0265.15.096.295.0234212110012mmOSHHCmnHCOLmno79.200.58.011.01185.04211.0605.01411.01)58.0(185.0)605. 0()1(4222CHHOCORO精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页学而不思则惘，思而不学则殆3322/4089.001.0066.1027. 096.2910012mmSHCOHCnCOVmnRO烟气成分： RO，= 14.0 O2

30、，= 9.0 CO，= 1.2 N2，= 75.8 所以：4 .04089.01635.022.0ROVLKO（1） 利用氧平衡计算：38.212.154 .00205. 02 .15.09125 .05.0(42422CHCOROKCHHCOOn（2）利用氮平衡计算：38.2100)(25.05. 0(217911242224.22ROVCHCORONNCHHCOOn6. 某天然气在纯氧中燃烧，烟气成分为（%） ：CO2COH2O2CH425.0 24.0 49.0 0.5 1.5 求氧气消耗系数。解： 查表 6-3：天然气在富氧中燃烧，取K=2.0 614.015. 1242525 .12495 .0245. 05.0125 .05 .0(42422）（CHCOROKCHHCOOn精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 12 页