[发明专利]一种燃料稀燃极限理论计算方法有效

专利信息
申请号: 201610207475.7 申请日: 2016-04-05
公开(公告)号: CN105868565B 公开(公告)日: 2018-03-30
发明(设计)人: 韩永强;李润钊;刘忠长;谭满志;许允;田径;陈阳;王延庆 申请(专利权)人: 吉林大学
主分类号: G06F19/00 分类号: G06F19/00
代理公司: 长春市四环专利事务所(普通合伙)22103 代理人: 郭耀辉
地址: 130012 吉*** 国省代码: 吉林;22
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摘要: 发明提出一种燃料稀燃极限理论计算方法,具体包括以下步骤(a)确定各组分摩尔分数;(b)将各种稀释气体折合为当量氮气N2摩尔分数;(c)将含燃料混合气近似为由燃料‑氧气‑氮气构成的混合气;(d)将各组分摩尔分数归一化处理;(e)求出氮气N2与氧气O2的摩尔分数之比λ;(f)构造燃料、氧气和氮气在富氧条件的非理论比通用反应方程;(g)假设燃料在稀燃极限下的绝热燃烧温度,根据绝热燃烧温度计算公式和非理论比通用反应方程反推燃料的摩尔分数xf。
搜索关键词: 一种 燃料 极限 理论 计算方法
【主权项】:
一种燃料稀燃极限理论计算方法,其特征在于:用于计算纯质燃料与一种或多种稀释气体构成的含燃料混合气在空气中的稀燃极限;具体包括以下步骤:a)确定含燃料混合气中各组分摩尔分数,分别是A%Fuel+B1%Inert1+B2%Inert2+…+Bj%Inertj+…+Bp%Inertp+C%Air,即包括摩尔分数为A%的燃料Fuel、摩尔分数分别为B1%、B2%…Bj%、…Bp%的p种稀释气体Inert和摩尔分数为C%的空气Air,而且A%+B1%+B2%+…+Bj%+…+Bp%+C%=100%;b)p种稀释气体根据稀释效果分别将各自的摩尔分数乘以相应的当量系数Kk,折合为当量的氮气N2摩尔分数D%,即D%=B1%×Kk1+B2%×Kk2+…+Bj%×Kkj+…+Bp%×Kkp;此时含燃料混合气中各组分摩尔分数分别为A%Fuel+D%N2+C%Air;各种常用稀释气体的当量系数Kk如下表所示:c)将含燃料混合气近似为由燃料‑氧气‑氮气(Fuel‑O2‑N2)构成的混合气,此时燃料Fuel的摩尔分数为A%,氧气O2的摩尔分数为E%=20.95%×C%,氮气N2的摩尔分数为F%=D%+79.05%×C%,此时含燃料混合气中各组分摩尔分数分别为A%Fuel+E%O2+F%N2;d)将近似得到的三组分混合气Fuel‑O2‑N2的摩尔分数进行归一化处理,燃料Fuel摩尔分数为G%=A%/(A%+E%+F%)%,氧气O2摩尔分数为H%=E%/(A%+E%+F%)%,氮气N2的摩尔分数为I%=F%/(A%+E%+F%)%,此时含燃料混合气中各组分摩尔分数分别为G%Fuel+H%O2+I%N2,但此时G%+H%+I%=100%;e)求出氮气N2与氧气O2的摩尔分数之比λ=I%/H%;f)构造单一燃料Fuel、氧气O2和氮气N2在富氧条件即当量比的非理论比通用反应方程:CaHbOcNd+μair(O2+λN2)→μCO2CO2+μH2OH2O+μN2N2+μO2O2]]>其中:vair=a+b4-c2]]>μCO2=a]]>μH2O=b2]]>μN2=λ×μair+d2]]>μo2=μair-a-b4+c2]]>其中:a,b,c,d—燃料分子式CaHbOcNd中碳,氢,氧,氮元素系数;xf—燃料摩尔分数,单位mol;g)假设燃料在稀燃极限下的绝热燃烧温度为TAFT、环境温度为To,查找燃料的燃烧焓ΔHc、所有燃烧产物的定压比热容cp,i,根据以下绝热燃烧温度计算公式和上述非理论比通用反应方程反推此时燃料的摩尔分数xf,即得燃料在该混合气下的稀燃极限xL;TAFT=To+ΔHcΣμi×cp,i]]>其中:TAFT—绝热燃烧温度,单位K;To—环境温度,单位K;ΔHc—燃料的燃烧焓,单位J/mol;μi—非理论比通用反应方程中第i种燃烧产物的系数;cp,i—非理论比通用反应方程中第i种燃烧产物的定压比热容,单位J/(mol*K)。
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