本科生教育

《燃烧理论与技术》课程教学大纲

课程编号:08211011

课程类别:专业基础课程

授课对象:能源与动力工程、热能工程、工程热物理、建筑环境等专业

开课学期:6学期

分:3学分

主讲教师:王俊琪等

指定教材:同济大学、重庆建筑大学等编,《燃气燃烧与应用(第三版)》,中国建筑工业出版社,2005

教学目的:

通过对该课程的学习,使学生掌握有关燃气燃烧的基本知识,学会相应的燃气燃烧的计算方法,能够利用化学反应动力学原理解释相关的燃烧现象及燃烧的速度,理解不同气流的混合原理和燃气燃烧火焰的传播机理及传播速度的测定方法,深刻认识燃气各种燃烧的方法,并能利用流体力学、化学反应动力学原理分析各种燃烧方法的机理。在此基础上,进一步掌握各种不同种类的燃烧器原理、构造及其设计原理与方法,深入理解有关民用燃气用具、燃气工业炉窑的类型、结构,并能进行有关设计计算和热力计算。

 

第一章燃气的燃烧计算

课时:1周,共3课时

教学内容

第一节燃气的热值

一、燃烧及燃烧反应计量方程式

燃烧的定义与条件;不同燃烧反应的计量方程式。

二、燃气热值的确定

燃气低热值和高热值的定义及其计算方法;混合气体热值的计算。

第二节燃烧所需空气量

一、理论空气需要量

理论空气量的概念;理论空气量的精确计算方法和近似计算方法。

二、实际空气需要量

实际空气量和过剩空气系数的概念;常用设备的过剩空气系数。

第三节完全燃烧产物的计算

一、烟气量

烟气的主要成分;按烟气组分计算的理论及实际烟气量;根据燃气的热值近似计算不同燃气的烟气量。

二、烟气的密度

烟气密度的计算。

第四节运行时烟气中的CO含量和过剩空气系数

一、烟气中CO含量的确定

烟气中CO含量确定的方法及公式;燃气是否完全燃烧的判别式;工业中常用的RO2的计算方法。

二、过剩空气系数的确定

完全燃烧和不完全燃烧时过剩空气系数的确定方法。

第五节燃气燃烧温度及焓温图

一、燃烧温度的确定

热量计温度和理论燃烧温度的概念及计算公式;影响理论燃烧温度的具体因素分析。

二、烟气焓温图

烟气焓、空气焓的确定;相关燃气燃烧的整体计算。

思考题:

1、燃气高热值和低热值的区别?什么情况下两者相等?

2、两种以上的混合气混合后总的混合气体的热值如何计算?

3、工业中常用哪些方法确定空气过剩系数?

 

第二章燃气燃烧反应动力学

课时:1周,共3课时

教学内容

第一节化学反应速度

一、浓度对反应速度的影响

容积热强度的概念;浓度对反应速度的具体影响。

二、压力对燃烧反应速度的影响

压力对燃烧速度的具体影响。

三、温度对反应速度的影响

范特-霍夫规则;通过微观角度分析温度对化学反应速度的影响;阿累尼乌斯方程。

第二节链反应

链反应的分类及区别;简单链反应的系列方程。

第三节燃气的着火

一支链着火

利用链反应理论解释燃烧和爆炸;支链着火机理分析。

二、热力着火

热力着火过程分析和热力着火条件;热力着火的机理。

第四节燃气的点火

一、原理概论

利用图表说明点火原理。

二、热球或热棒点火

点火的机理及判别公式。

三、小火焰点火

小火焰点火可能性分析;机理分析;临界厚度。

四、电火花点火

最小点火能与熄火距离分析、静止混合气中的最后点火能的理论计算及影响因素分析。

思考题:

1、分析说明几种着火方式的异同点。

2、热力着火和支链着火条件分析?

3、如何确定静止混合气中的最小点火能?最小点火能和哪些因素有关?具体如何影响?

第三章燃气燃烧的气流混合过程

课时:2周,共6课时

教学内容

第一节静止气流的自由射流

一、层流自由射流

自由射流的定义;等温自由射流和非等温自由射流的流场分布特性;影响层流扩散火焰长度的因素。

二、紊流自由射流

紊流自由射流的流场分布特性和特征;卷吸率、初始段长度、极点深度、轴心速度、流量的计算;紊流与层流的区别。

第二节平行气流

一、平行气流中的自由射流

流场特性;轴心速度衰减规律;多股平行射流的混合规律;核心区长度的确定。

二、多股平行射流

流场分布特性;流场的描述;卷吸质量的确定。

第三节相交气流

一、单股射流与主气流相交时的流动规律

流体动力学参数;流动规律;射程、穿透深度的概念、求解及影响因素分析;轴线方程;射流衰减规律。

二、多股射流与受限气流相交时的流动规律

薄壁孔口和厚壁孔口的定义;由厚壁孔口或喷嘴、薄壁孔口喷出的射流轴线方程、相对穿透深度的确定;多股射流任意角度喷入时的相对穿透深度;燃气速度对交角的影响。

三、相交射流

相交射流特征;流场特性;主变形率的概念与计算。

第四节旋转射流

一、旋转射流的基本特征

旋转射流定义;旋转射流特征;产生旋转的方法;旋流数的概念及物理意义。

二、旋转射流的流场

强、弱旋转射流的流场特性;轴向速度分布方程;卷吸量;回流区形成机理及影响因素。

第五节紊流扩散过程

一、紊流的基本特征

紊流定义、基本特征、流场描述;

二、紊流扩散过程

紊流扩散系数;紊动性的三个基本量;紊动强度的变化规律。

思考题:

1、试分析紊流自由射流与层流自由射流的混合特性?

2、流体动力学参数的物理意义是什么?分析说明利用该参数如何求解相对穿透深度

3、厚壁孔口和薄壁孔口对射流流场的影响有何不同?

4、旋转射流与自由射流的区别,试说明旋转射流如何强化燃烧的?

 

第四章燃气燃烧的火焰传播

课时:2周,共6课时

教学内容

第一节火焰传播的理论基础

一、火焰传播机理

火焰传播速度定义;火焰传播机理;三种火焰传播形式;管流中火焰锋面的相对位置。

二、层流火焰传播理论

层流火焰传播理论分类;泽尔多维奇热理论的具体内容;火焰传播速度和火焰厚度的求解。

第二节法向火焰传播速度的测定

一、静力法测定Sn

管子法的测试原理、优缺点;皂泡法优缺点及测速原理;

二、动力法则测定Sn

本生火焰的结构;本生火焰法测速原理、火焰传播速度求解及优缺点;激光测速原理;平面火焰测速原理、优缺点。

第三节影响火焰传播速度的因素

一、混合气比例的影响

着火浓度上限和下限;混合气比例对传播速度影响;

二、燃气性质的影响

不同燃气对传播速度的影响机理;不同燃气燃烧传播速度变化规律。

三、温度的影响

混合物初始温度和火焰温度对火焰传播速度的影响。

四、压力的影响

压力和反应级数对传播速度的影响。

五、湿度和惰性气体的影响

水、惰性气体、微量元素、催化剂对火焰传播速度的影响。

第四节混合气体火焰传播速度的计算

火焰传播速度的计算。

第五节混合气体火焰传播速度的计算

一、紊流火焰传播的特点

紊流火焰形状、特点、分类。

二、紊流火焰的表面理论

表面理论的主要内容及机理分析

三、紊流火焰的容积理论

容积理论的内容及传播速度求解。

第六节火焰传播浓度极限

一、火焰传播浓度极限及测定

火焰传播浓度上下限的确定;测定原理;

二、影响火焰传播浓度极限的因素

影响因素。

思考题:

1、简述层流火焰传播理论的具体内容,并说明火焰传播速度和火焰厚度的具体影响因素。

2、简述本生火焰法测定火焰传播速度的原理和计算。

3、影响火焰传播速度的应速有哪些?是如何具体影响火焰的传播速度的?

4、紊流火焰传播的表面理论和容积理论的主要内容是什么?主要的区别在哪?

 

第五章燃气燃烧的方法

课时:2周,共6课时

教学内容

第一节扩散式燃烧

一、燃烧的动力区和扩散区

动力燃烧和扩散燃烧概念;燃烧的动力区和扩散区。

二、层流扩散火焰的结构

扩散燃烧概念;层流火焰的结构及成因;层流扩散火焰的基本规律;火焰长度的确定。

三、层流扩散火焰向紊流扩散火焰的过渡

层流向紊流扩散的具体过程;紊流扩散火焰特点;紊流扩散火焰轴线燃气浓度分布;紊流火焰长度的确定。

四、扩散火焰中的多相过程

扩散燃烧的两个区域;扩散火焰中气体浓度分布和温度分布;燃气燃烧的热稳定性;碳粒燃烧的过程及理论。

五、燃气火焰的辐射

不同火焰的辐射特性;增强火焰辐射的方法。

第二节部分预混式燃烧

一、部分预混层流火焰

火焰的结构及出现的原因;点火环的定义及稳焰作用。

二、部分预混层流火焰的测定

离焰、回火、脱火、回火极限、脱火极限的概念;如何避免回火和脱火现象的发生;周边速度理论的内容及脱火极限的确定;火焰拉伸理论内容及脱火极限的确定;火焰拉伸系数的物理意义及计算求解。

三、部分预混紊流火焰

火焰结构、火焰长度的确定及其影响因素。

四、紊流预混火焰的测定

几种稳焰的方法及稳焰原理;钝体稳焰的热理论的主要内容及机理分析。

第三节完全预混式燃烧

完全预混燃烧的条件;完全预混燃烧器的结构、温度分布及稳焰机理

第四节燃烧过程的强化与完善

一、燃烧过程强化的途径

面积热强度和容积热强度的定义及物理意义;强化燃烧的途径及机理。

二、减少氨氧化物发生量的方法

氮氧化物生成机理;减少氮氧化物生成量的措施。

三、燃烧装置噪声的控制

噪声的来源、产生原因及具体分类;控制噪声声源的具体方法和控制噪声传播的方法。

四、控制二氧化碳排放

温室效应及其后果;二氧化碳减排措施。

思考题:

1、简述燃气火焰辐射的原理,并说明如何增强其辐射?

2、请根据周边速度理论详细分析说明回火现象,并确定回火极限。

3、火焰拉伸理论和周边速度理论有什么异同点,并利用拉伸理论解释脱火现象和影响脱火的因素。

 

第六章扩散式燃烧器

课时:1周,共3课时

教学内容

第一节燃烧器的分类与技术要求

一、燃烧器的分类

燃烧器的不同分类方法。

二、对燃烧器的技术要求

对燃烧器的主要技术要求;工业炉对燃烧器的具体要求。

第二节自然引风式扩散燃烧器

一、自然引风式扩散燃烧器的构造及工作原理

管式、扇形、冲焰式、炉床式燃烧器的构造和基本工作原理。

二、自然引风式扩散燃烧器的火孔热强度

不同气体火孔强度预火孔直径的关系。

三、自然引风式扩散燃烧器的特点和应用范围

该燃烧器的优点、缺点、应用范围。

四、自然引风式扩散燃烧器的计算

管式、炉床式扩散燃烧器计算的目的、具体的计算步骤。

第三节鼓风式扩散燃烧器

一、鼓风式燃烧器的构造和工作原理

套管式、旋流式鼓风燃烧器的构造及工作原理。

二、鼓风式燃烧器的特点和应用范围

鼓风式燃烧器的优缺点及应用范围。

三、鼓风式燃烧器的计算

两股气流混合的原则;计算的目的;窝壳式、套管式的设计计算方法。

思考题:

1、根据自然引风和鼓风扩散式燃烧器的特点说明各自的优缺点和应用范围?(五号宋体)

2、管式、扇形、冲焰式、炉床式燃烧器的基本工作原理。

3、在设计鼓风燃烧器时,如何加强燃烧?

 

第七章大气式燃烧器

课时:1周,共3课时

教学内容

第一节大气式燃烧器的构造及特点

一、大气式燃烧器的构造及工作原理

大气式燃烧器的工作原理、分类及应用;引射器的作用;喷嘴的不同的结构形式及优缺点;喷嘴的流量计算;吸气管的结构;一次空气入口结构、调风原理、主要参数及对一次空气的影响;混合管的作用;扩压管结构及主要设计参数;燃烧器头部作用;单火孔头部和多火孔头部的结构、设计要求及预防回火措施。

二、大气式燃烧器的特点及应用范围

大气式燃烧器的优缺点和应用范围。

第二节大气式燃烧器的头部计算

一、火孔尺寸

头部计算原则;燃烧不同燃气对火孔的不同要求。

二、火孔深度

火孔参数的选取及对脱火极限的影响。

三、火孔深度

火孔深度的设计原则与参数。

四、火孔排数

火孔排数对燃烧的影响及设计参数的选取原则。

五、火孔倾角

火孔倾角对燃烧性的影响及通常设计用值。

六、锅支架高度

锅支架高度对燃烧过程的影响。

七、火孔燃烧能力及火孔总面积

火孔燃烧能力的定义、衡量指标、计算公式;火孔总面积的计算;火孔出口速度的选取原则。

八、燃烧器头部的静压力

静压力的作用;能力损失的组成及各部分的计算公式。

九、头部截面积及头部容积

头部截面积和容积选择原则。

十、二次空气口

二次空气作用;二次空气口截面积的计算。

十一、火焰高度

火焰内锥高度和外锥高度的确定及影响因素。

第三节低压引射器的计算

一、引射器的工作原理

引射器的分类;第一、二类引射器概念及特点;引射器工作原理。

二、常压吸气低压引射器的基本方程式

常压吸气低压引射器的基本计算公式、应用条件及其推导过程;最佳无因次面积和最大无因次压力的计算。

三、引射器的形状及能量损失系数

能量损失系数的计算及其影响因素;引射器的形状对引射效果的影响。

第四节低压引射大气式燃烧器的计算

一、大气式燃烧器的自动调节特性

引射式燃烧器的自动调节特征机理分析。

二、燃烧器计算的判别式及计算步骤

燃烧器计算判别式的推导及应用分析;大气燃烧器的计算步骤。

三、燃烧器常数C

燃烧器常数定义式及物理意义。

四、大气式燃烧器一次空气引射能力的实验公式

引射能力的试验公式及相关图表分析。

五、影响一次空气引射能力的因素

Fa/FpFp/Fj的、Fj/Fp对一次引射能力的影响分析;大气式燃烧器的设计计算。

思考题:

1、根据大气式燃烧器的构造说明大气式燃烧器的优缺点及使用范围。

2、试推导常压吸气低压引射器的基本计算公式,并说明如何应用其进行最佳工况分析。

3、大气式燃烧器计算判别式的推导及应用其进行工况分析。

 

第八章完全预混式燃烧器

课时:1周,共3课时

教学内容

第一节完全预混式燃烧器的构造及特点

一、完全预混式燃烧器的构造及工作原理

完全预混燃烧器的分类、构造、工作原理。

二、完全预混式燃烧器的特点及应用范围

完全预混燃烧器的优缺点及应用范围。

第二节头部计算

一、喷头

喷头防止回火措施;喷头的速度计算、流量计算、直径计算。

二、燃烧火道

火道作用;单孔火道和多孔火道的设计;

三、头部静压力

头部静压力的计算;具体各项能量损失分析。

第三节高压引射器的计算

一、负压吸气高压引射器的工作原理

引射器的工作原理

二、高压引射器的基本方程式

引射器基本特性方程的推导及具体的应用分析。

三、引射器的形状及能量损失系数

引射器形状设计要求及减小阻力要求。

第四节完全预混高(中)压引射式燃烧器的计算

高压引射器燃烧器的计算判别式及其工况分析、燃烧器常数、完全预混燃烧器的设计计算。

思考题:

1、根据扩散式燃烧器、大气式燃烧器、完全预混燃烧器的结构特点比较说明三种燃烧器的优缺点及应用范围。

2、对大气式燃烧器和完全预混燃烧器常数、计算判别式进行分析,说明其区别及其对最佳工况的影响分析。

3、试根据单火道和多火道的结构说明其对燃烧的具体影响?

第九章特种燃烧器

课时:2周,共6课时

教学内容

第一节NOx燃气燃烧器

一、低NOx燃烧器NOx抑制原理

几种不同的低NOx燃烧器及其抑制原理

二、工业用低NOx燃烧器示例

工业用几种典型的低NOx结构及其抑制原理

第二节高速燃烧器

一、高速燃烧器的工作原理及特点

高速燃烧作用;高速燃烧器的引入;主要特点;应用收益。

二、工业用高速燃烧器示例

几种高速燃烧器构造及工作原理。

第三节平焰燃烧器

一、平焰燃烧器的工作原理及特点

平焰燃烧器的工作原理与主要特点。

二、平焰燃烧器示例

几种工业平焰燃烧器构造、工作原理。

第四节浸没燃烧器

一、浸没燃烧器的工作原理及特点

结构、工作原理与特点。

二、浸没燃烧器应用示例

几种典型工业浸没燃烧器结构及工作原理

第五节燃气辐射管

一、燃气辐射管的工作原理及特点

燃气辐射管组成、结构、特点、工作原理。

二、燃气辐射管的类型

燃气辐射管类型、结构。

第六节脉冲燃烧器

一、脉冲燃烧器的工作原理及特点

脉冲燃烧器构造、工作原理、特点。

二、脉冲燃烧器应用示例

脉冲燃烧液体加热装置结构及工作原理。

第七节催化燃烧器

一、催化燃烧的基本原理及特点

活化中心理论、活化络合物理论、多位理论对催化现象的解释;常用工业催化剂;催化燃烧器优点及应用。

二、催化燃烧器应用示例

催化燃烧器结构。

第八节富氧燃烧器

一、富氧燃烧的基本原理及特点

富氧燃烧的定义及火焰特性。

二、催化燃烧器应用示例

富氧燃烧器结构。

第九节双燃料燃烧器

双燃料燃烧器的构造及工作原理。

思考题:

1、简述低NOx燃烧器NOx抑制原理。

2、高速燃烧器、平焰燃烧器、浸没燃烧器、燃气辐射管的优缺点?

3、富氧燃烧的原理与特点,有何具体应用?

 

第十章燃气的互换性

课时:2/3周,共2课时

教学内容

第一节燃气互换性和燃具适应性

燃气的互换性概念;燃具适应性分析。

第二节华白数

华白数概念及应用。

第三节火焰特性对燃气互换性的影响

软火焰和硬火焰概念;燃气的互换性分析。

第四节燃气互换性的判定

一、AGA.互换性判定法

适用范围;离焰互换指数、回火互换指数、黄焰互换指数推导、应用分析及与试验结果对比。

二、德布尔(Delburge)互换性判断法

校正华白数和燃烧势的计算公式及应用分析。

思考题:

1、华白数的概念及物理意义?

2、应用AGA.互换性判定法和德布尔(Delburge)互换性判断法如何进行燃气互换性判断?

 

第十一章民用燃气用具

课时:1周,共3课时

教学内容

第一节燃气炊事用具及其他燃具

几种典型民用燃气灶具的结构、组成、工作原理。

第二节燃气热水器

一、直流式热水器(快速热水器)

直流式热水器结构、工作原理、特点、设计中注意的问题。

二、容积式热水器

容积式热水器结构、工作原理、特点。

第三节民用燃气具的工艺设计

一、关于工艺设计的几个问题

燃烧和燃烧器设计中考虑的燃具额定热负荷、燃烧方法的选择、燃烧的稳定性;设计热效率的选择、热平衡分析;适用性与安全性分析;燃具材料分析;燃具造型与构造。

二、燃烧室、加热室的设计

燃烧室和加热室的具体设计

三、民用燃气具的检验与使用

民用燃具的质量评价标准;燃具的检验方法;燃具的使用原则及应注意的问题。

第四节民用燃气具的通风排气

一、用气房间的卫生要求

房间卫生标准。

二、用气房间的通风

换气量和换气次数的确定;自然排风与机械排风经验数据。

三、烟囱(排气筒)的设计

半封闭型燃气用具烟囱的设计;平衡式燃具的排烟筒设计

第五节民用燃气具材料

一、燃烧器头部及混合管部件

材料特性分析。

二、燃气喷嘴

喷嘴材料特性分析。

三、热水器的热交换器

换热部件材料及换热性分析。

四、燃气的金属骨架

材料分析。

五、燃气的旋塞和水阀

材料分析。

六、其他部件

制作材料分析。

思考题:

1、直流式和容积式热水器的工作原理比较分析。

2、民用燃气具的燃烧器在设计过程中应考虑哪些指标?这些具体指标如何选择与确定的?

3、评价民用燃具主要指标有哪些?这些指标的具体内容是什么?

4、分析说明自然排烟型燃具烟囱的设计计算原理。

 

第十二章燃气工业锅炉

课时:2/3周,共2课时

教学内容

第一节概述

一、燃气工业炉窑的分类

按用途、炉温、炉子工作的连续性、加热方式、行业、炉型结构对工业炉的具体分类。

二、燃气工业炉窑的特点

工业炉窑的优缺点。

三、燃气工业炉窑的技术性能

燃气工业炉窑技术性能的表现方面。

第二节燃气工业炉的炉型与构造

一、燃气工业炉的主要形式

周期性炉的主要形式和特征;连续式炉及物料的输送方式。

二、燃气工业炉的基本组成

炉膛的各部分主要结构、炉门和提升结构的功能、材料、安装方式;金属构架的作用及材料;排烟方式及优缺点;烟道、闸门、烟囱的结构与作用;燃气燃烧装置;炉用设备及其它附件。

三、筑炉用材料

工业炉对耐火材料的基本要求、选取的原则以及耐火材料的性能;保温材料的作用、主要特点及常用材料;几类常见不定型耐火材料的组成及特性。

第三节燃气工业炉的热工特性

一、炉体的热工特性

绝热厚度与砌体温度的关系;绝热对升温时间的影响;砌体内各层的温度变化规律;炉体表面散热量分析;炉体蓄热能力计算;炉内温度场分布;采用轻质材料的节能效果。

二、火焰炉炉膛内的热工过程

火焰炉炉膛内的热交换模型;热交换过程对生产率的影响分析。

三、炉内的气流组织

炉气循环机理及主要影响因素;炉气再循环与炉内温度的作用机理;炉内旋涡区产生机理及危害;射流对炉膛内压力分布的影响;加热炉内的合理气流组织。

第四节燃气钢铁用炉

一、冶铁与铸造用炉

冶铁与铸造用炉的种类、工作原理。

二、轧钢用炉

金属加热时形成的缺陷及生成机理、影响因素;金属加热温度的确定;金属合理加热时间的确定;金属的加热制度;轧钢加热炉中的均热炉、推钢式连续加热炉、步进式连续加热炉的结构与工作原理。

三、锻造用炉

金属锻造的目的与温度;不同锻造炉的结构、工作原理。

四、热处理用炉

金属热处理的工艺与特点;热处理加热炉的结构及工作原理。

第五节燃气用色金属用炉

一、有色金属熔炼炉

铝熔炼炉、铜熔炼炉类型、工作原理及应用。

二、用色金属铸造用炉

坩埚炉、快速熔化炉的结构与工作原理。

第六节燃气窑业用炉

一、玻璃熔窑

坩埚炉、池窑的结构与工作原理。

二、水泥烧成窑

水泥熟料的煅烧方法;旋窑的结构与工作原理;旋窑内燃气燃烧装置特性。

三、砖和陶瓷窑炉

烧窑过程;陶瓷炉结构、分类与工作原理。

四、耐火材料烧成窑

耐火材料烧成窑的特点、类型;燃气超高温隧道窑的工作原理。

五、玻璃热处理用窑

玻璃制品的热处理工艺;玻璃热处理用炉的结构与工作原理。

第七节燃气化工与环保用炉

一、煤化工用炉

煤化工主要用炉的炉型及特点。

二、石油化学工业炉

加热炉、裂解炉、转化炉的组成及工作原理。

三、环境保护用炉

固态废物焚化炉、液态废物焚化炉、废气焚化炉类型与工作原理。

第八节燃气干燥用炉

一、物料的干燥

物料中水分存在的形式;物料的干燥方法。

二、燃气干燥装置

间歇式、连续式干燥装置的类型与工作原理。

思考题:

1、与燃煤、燃油的工业炉窑相比较,燃气工业炉窑有什么优点?

2、详细分析说明炉内热工过程对生产率的影响?

3、影响炉气循环的主要因素有哪些?

 

第十三章燃气锅炉余热利用

课时:1/3周,共1课时

教学内容

第一节余热利用的技术经济意义

一、预热空气或燃气的技术经济意义

技术经济的意义。

二、利用余热生产蒸汽的技术经济意义

废热锅炉的工作原理与应用意义。

第二节换热器

一、金属换热器

蓄热室构造、换热器的构造要求与材料;几种不同的金属换热器的结构、工作原理、优缺点。

二、陶瓷换热器

换热器的结构与工作原理、优缺点。

第三节废热锅炉

一、废热锅炉与锅炉的区别

废热锅炉与锅炉的主要区别及其优势。

二、废热锅炉的类型

废热锅炉的不同类型及其工作原理、优缺点。

思考题:

1、分析说明余热利用的技术经济意义?

2、金属换热器主要有哪几种?分析说明每种的工作特性及优缺点。

 

第十四章燃气工业炉的热力计算

课时:1周,共3课时

教学内容

第一节燃气工业炉的热平衡和火用平衡

一、区域热平衡和全炉热平衡

炉膛热平衡计算;空气预热器热平衡计算;全炉的热平衡计算;热平衡的图表表示。

二、热平衡中各项热量的计算方法

热收入和热支出的具体计算方法。

三、炉子燃气用量的确定

炉子燃气用量的计算;

四、炉子的热效率

炉子热效率的定义及表达式分析;热效率的具体计算。

五、燃气加热炉火用平衡和火用效率的计算

输入火用和输出火用的具体计算。

第二节燃气工业炉炉膛热交换计算

一、炉气的黑度(或称火焰黑度)ε1

炉膛辐射热交换计算的假设原则;火焰黑度的具体计算。

二、炉壁温度T3

炉壁温度的求解及影响因素分析。

三、导来辐射系数c

导来影响系数的计算及影响因素分析。

四、物料(金属)表面以及炉气的平均温度

金属表面的平均温度的几种常用计算法;炉气平均温度的几种常用计算法。

第三节对流受热面传热计算

一、对流受热面的传热方程和热平衡方程

传热方程和热平衡方程式及其具体计算。

二、传热系数

传热系数的物理意义、定义式。

第四节对流放热系数

一、横向冲刷管束时的对流放热系数

横向冲刷管束时错列布置和顺列布置的对流放热系数的计算。

二、纵向冲刷管束时的对流放热系数

纵向冲刷管束时对流放热系数的具体计算。

三、平均流速和计算截面积

体积流量、通道截面积的计算。

第五节辐射放热系数

辐射放热系数的推导及计算。

第六节平均温差

平均温差的计算。

第七节对流受热面传热计算方法提要

对流受热面传热的计算方法;空气预热器计算的原始数据的确定原则;具体计算过程。

思考题:

1、工业炉膛热交换一般包括哪些内容?简述每一部分的具体计算方法。

2、空气预热器计算的原始数据的确定遵循什么原则?

第十五章燃气工业炉的空气动力计算

课时:2/3周,共2课时

教学内容

第一节燃气工业炉空气动力计算的任务

一、燃气工业炉气体流动的特点

气体流动的特点

二、燃气工业炉空气动力计算的任务和原理

空气动力计算的任务;工业炉内气体状态参数的变化;工业炉通风系统中的热压作用;实际流体的伯努利方程。

第二节气体流动阻力计算

一、阻力计算基本公式

沿程摩擦阻力计算公式;管路局部阻力损失计算;横向冲刷管束阻力;

二、烟气流动阻力计算

炉膛阻力、空气预热器阻力的计算;烟道阻力的计算。

三、空气及燃气流动阻力计算

空气及燃气流动阻力的计算内容。

第三节燃气工业炉通风排烟装置

一、自然通风装置(烟囱)

自然通风烟囱特征参数的计算。

二、机械通风装置

常用鼓引风机种类与应用、选择原则、风机选择计算;引射排烟装置。

思考题:

1、在进行燃气工业炉空气动力计算中采用的实际流体的伯努利方程和理想流体的伯努利方程有什么区别?

2、常用燃气工业炉鼓引风机的选择遵循什么原则?

第十六章燃气燃烧的自动与安全控制

课时:1/3周,共1课时

教学内容

第一节燃烧自动与安全控制的意义

一、燃烧自动与安全控制的内容

民用燃具、民用燃气生活锅炉、燃气工业炉的自动与安全控制的内容。

二、燃烧自动与安全控制的意义

自动与安全控制的意义。

第二节自动点火与自动控制

一、自动点火

小火点火、炽热丝点火、电火花点火装置的结构和点火原理。

二、自动控制装置

燃气压力、流量、燃气—空气比例控制器的结构与工作原理。

三、自动控制系统

炉内压力控制系统、空燃比控制系统、温度控制系统工作原理;加热炉自动控制系统实例分析。

第三节安全控制

一、安全装置的作用及组成

安全装置的作用与组成。

二、安全装置

各种安全装置的工作原理与作用。

三、安全控制系统

各种安全控制系统系统图、工作原理。

第四节计算机控制的应用

一、工业控制机的功能

工业控制机的主要功能。

二、微型机控制装置的特点

主要特点。

三、用微型机控制均热炉实例

实例分析的具体的具体过程。

思考题:

1、单脉冲电火花点火装置的分类机工作原理。

2、燃气-空气比例控制器的工作原。?

 

第十七章燃气应用设备的运行管理及安全技术

课时:1周,共1课时

教学内容

第一节概述

一、运行管理任务

管理的任务。

二、运行管理机构及其职责

运行管理机构及其职责

第二节燃气应用设备的运行管理

一、燃气工业炉的启动、调整及投产

燃气管道的试验、验收及开炉;热工试验与调整。

二、炉子热量调节

炉子的热量调节原理。

三、过剩空气调节

过剩空气调剂的工作原理。

四、炉内压力

炉内压力调节。

五、换热器操作

换热器操作工程。

六、合理加料

合理加料内容。

七、合理组织生产工艺

生产工艺流程。

八、维护管理

维护管理的内容。

九、制定运行管理规程

管理规程内容。

十、燃气工业炉不正常工况分析

各种不正常工况具体分析。

第三节燃气应用设备的安全技术

一、概述

燃气应用设备的危险性分析。

二、防止中毒的措施

防止漏气;合理布置管道、设备及加强维护内容。

三、燃气工业炉常见爆炸事故及防止

常见事故分析;爆炸的条件及防止。

四、燃气工业炉的安全措施

对燃气工业炉结构与功能、使用与操作、检查与维修的具体分析。

五、减小燃气爆炸破坏力的措施

安全防护措施。

六、燃气爆炸典型事故分析

各种爆炸事故分析。

思考题:

1、出现炉温低的具体原因?

2、减小燃气爆炸破坏力的措施有哪些?

 

参考书目

1、普理查德等编《燃气应用技术》中国建筑工业出版社1983

2、天津市政工程设计院编《城市煤气燃烧器具》中国建筑工业出版社 1979

3、东北工学院冶金炉教研室《冶金炉热工及构造》 1997

4、同济大学等编《锅炉及锅炉设备》北京:中国建筑工业出版社,1986

5、许晋源、徐通模,《燃烧学》北京:机械工业出版社,1980

6、东方锅炉厂等编,《天然气锅炉》重庆:科学技术文献出版社重庆分社,1977

7、《锅炉机组热力计算标准方法》北京:机械工业出版社,1976

8、韩昭沧主编,《燃料与燃烧》北京:冶金工业出版社,1984

9、王致均编译,《炉内空气动力学》北京:水利水电出版社,1984

10、傅维标等编《燃烧物理学基础》机械工业出版社1984

11、傅忠诚编《燃气燃烧新装置》中国建筑工业出版社 1984

12、姜正候编《燃气工程技术手册》同济大学出版社1993

13、金志刚主编《燃气测试技术手册》天津大学出版社 1994

14、韩昭沧主编《燃料及燃烧》冶金工业出版社1994

15、钱申贤编著《燃气燃烧原理》中国建筑工业出版社 1989

16、姜正候等编著《燃气燃烧理论与实践》中国建筑工业出版社 1985

17、胡震岗等编《燃料与燃烧概论》清华大学出版社 1995

18、王方编译《火焰学》中国科学技术出版社 1994

19、王秉铨主编《工业炉设计手册》机械工业出版社 1996

20、《钢铁厂工业炉设计参考资料》编写组,《钢铁厂工业炉设计参考资料》北京:冶金工业出版社,1979

 

执笔人:王俊琪

2005  11  8 

 


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