第四章 焦炉内气体流动与煤气燃烧.docx

目 录
第一节 流体力学基本知识 1
一、流体的主要物理量 1
1、压强（压力） 1
2、温度 2
3、密度 2
4、粘度 3
5、流量 3
6、流速 4
二、气体状态方程式 4
三、柏努力方程式 5
1、柏努力方程式 5
2、流体流动的类型 6
3、阻力与阻力系数 6
四、柏努力方程式在焦炉上的应用 7
1、焦炉内气体流动的特点 7
2、焦炉实用气流方程式及其应用 8
3、阻力、压力差与气体流量的关系 10
五、动量原理在焦炉上的应用 12
1、焦炉废气循环 12
2、变量气流方程式及其应用 13
第二节 煤气性质与燃烧 16
一、煤气性质 16
1、煤气组成 16
2、煤气发热值 16
3、煤气密度 17
4、煤气的加热特性 17
二、煤气燃烧 17
1、燃烧反应 17
2、燃烧方式 18
3、燃烧极限 18
4、煤气爆炸 18
三、燃烧计算 18
1、空气系数 19
2、空气需要量和废气生成量的计算——燃烧的物料平衡 19
3、燃烧温度——燃烧的热平衡 20
第三节 热效率与耗热量 21
一、焦炉传热 21
二、焦炉的热效率 21
三、炼焦耗热量 22
l、耗热量计算 22
2、耗热量的影响因素 23
第四章 焦炉内气体流动与煤气燃烧
第一节 流体力学基本知识
一、流体的主要物理量
1、压强（压力）
垂直作用于流体单位面积上的力，称为流体压力强度，或称为流体静压强，简称压强，在焦炉调火中****惯上称压力。
P=F/A (4-1)
式中 F--垂直作用于流体表面上的压力，N;
A--作用面的面积，m2；
P--流体的静压力，Pa（帕）。
在工业上压力是用压力计来测定的。从压力计上直接读出的数值，只是被测定的真实压力（称为绝对压力）与当时当地的外界大气压力的差值。
当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时，压力计所测得的压力值称为表压（正压），此时
绝对压力=大气压力十表压 (4-2)
当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时，压力计所测得的压力值称为真空度（负压），在焦炉调火中，常把负压称为吸力。此时
绝对压力=大气压力一真空度 (4-3)
大气压力就是地球周围空气层所形成的压力，它随地区的海拔高度不同而不同，也因季节、晴雨等气候变化而稍有变化，通常以纬度为45°处海平面的平均压力作为标准，一个标准大气压等于Pa。
在海拔高度小于11km范围内，大气压力可由下式求得：
P= (1-) Pa (4-4)
式中 P--大气压力，Pa;
H--海拔高度，km。．
例4-1 用斜型微压计测得某焦炉集气管压力为100Pa，该地区当时大气压力为81197Pa，求绝对压力。
解 绝对压力=大气压力十表压
=81197＋100
=81297Pa
=
例4-2 用微压计测得某焦炉分烟道吸力为200Pa，该地区当时大气压力为Pa，求绝对压力。
解 绝对压力=大气压力一吸力
= - 200
=Pa
=
2、温度
温度是表征物体冷热程度的物理量。一般采用百分温标（即摄氏温标）的度数(℃)来量度，这种温标是在标准大气压下以水的冰点为0，以水的沸点作为100来表示。
国际单位制(SI)的温标以开尔文为单位，符号为K,1K等于水三相点热力学温度的1/。热力学温度一般称为绝对温度，它与摄氏温度的关系为：
TK=t℃＋ (4-5)
3、密度
单位体积流体的质量称为密度，即
ρ=m/v (4-6)
式中 m——流体的质量，kg;
V-流体的体积，m3
ρ-流体的密度，kg/m3。
对于理想气体，在标准状态下(Pa，0℃)，，所以，其密度为
ρ0=M/ ( 4—7)
式中 M——理想气体分子量，kg/kmol。
焦炉水力计算中，所涉及的气体的温度不太低，压力也不太高，水蒸汽含量很少，可以作为理想气体进行计算。在计算混合气体平均密度时，可将式(4-7)中的M由气体平均分子Mm代替，Mm可由下式求得：
Mm = MAYA＋MBYB＋---＋MnYn (4-8)
式中 MA,MB…Mn——气体混合物中各组分的分子量，kg/kmol
YA,YB---Yn----气体混合物中各组分摩尔分率。
考虑到焦炉炉内气体压力多在一个大气压左右，即P≈ρ0，这样，在工作状态下，气体密度Pt与ρ0的关系为：
(4-9)
气体中水蒸汽的含量随其温度的变化而变化，湿气体在工作状态下的密度可按下式计算
(4-