燃烧上机实验报告

燃烧上机实验报告

一、 实验目的

掌握燃烧过程燃烧产物成分、理论燃烧温度的计算方法。

学会使用Excel、C++程序语言等软件对比较复杂的燃烧过程进行计算。 学习查阅燃烧过程有关技术经验资料。

二、 实验题目

1. 题目一：

2. 题目二：

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三、 解题过程

1. 求解题目一

Excel具有强大的工程计算能力，这里使用Excel求解题目一。具体求解表格如下图所示：

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各单元格输入公式如下：

I6：=(0.5*A6+0.5*B6+2*C6+3*D6-F6)*0.01 A10：=(A6+E6+C6+2*D6)*0.01 B10：=(B6+2*C6+2*D6)*0.01

C10：=(0.5*A6+E6+F6)*0.01+B2*I6

D10：=0.333(查化学平衡常数表知t=1300℃时，K=0.333) A11：=A20+B20 B11：=C20+D20

C11：=A20+0.5*B20+0.5*C20 D11：=B20*B20/A20

F20：=G6*0.01+3.76*I6*B2

因为氮平衡方程只有N2一个未知数，故可直接求出燃烧产物中N2的体积。运用Excel的规划求解加载项求解碳平衡、氢平衡、氧平衡和水煤气反应平衡方程组，首先在A10、B10、C10单元格中输入公式算出C、H、O平衡方程式左侧项，在A11、B11、C11单元格中输入平衡式右侧项，接着把CO2,CO,H2，H2O预设一个非零值，规划求解如下图：

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点击求解即可解出方程，得到燃烧产物成分，输入不同空气消耗系数可依以上方法求解。

2. 求解题目二

这里C++程序语言编写程序进行题目二的求解，程序源如下：

#include #include using namespace std; void main() { float CO=9.1,H2=57.3,CH4=26.0,C2H4=2.5,CO2=3.0,O2=0.5,N2=1.6 ,Qd,Qk,Qr,Qf,t1,t2,t,c_CO,c_H2,c_CH4,c_C2H4,c_CO2,c_O2 ,c_N2,c_k,c_c; float L0,V0,O,Vc,Vh,Pc,Ph,Fco2,Fh2o; cout<<\请输入 氧化剂含氧量 ：\ cin>>O; Qd=4.187*(3046*CO+2580*H2+8550*CH4+14100*C2H4)*0.01; //计算Q低 cout<<\请输入 空气预热温度t1（K） :\ cin>>t1; cout<<\燃气预热温度t2（K） :\ cin>>t2; if(t1=300) {c_CO=1.3021;c_H2=1.2777;c_CH4=1.5558;c_C2H4=1.7669;c_CO2=1.6204 ;c_O2=1.3076;c_N2=1.3007;c_k=1.3009;c_c=1.38;} else if(t1=673) {c_CO=1.3315;c_H2=1.3021;c_CH4=2.0223;c_C2H4=2.7215;c_CO2=1.9436 ;c_O2=1.3796;c_N2=1.3172;c_k=1.3302;c_c=1.44;} else if(t1=873) {c_CO=1.3607;c_H2=1.3105;c_CH4=2.2693;c_C2H4=3.0481;c_CO2=2.0592 ;c_O2=1.4152;c_N2=1.3419;c_k=1.3583;c_c=1.47;} else if(t1=1073) {c_CO=1.3901;c_H2=1.3189;c_CH4=2.4953;c_C2H4=3.3412;c_CO2=2.1517 ;c_O2=1.4529;c_N2=1.3683;c_k=1.3821;c_c=1.51;} else if(t1=1273) {c_CO=1.4152;c_H2=1.3273;c_CH4=2.6964;c_C2H4=3.5673;c_CO2=2.2266 ;c_O2=1.4801;c_N2=1.3938;c_k=1.4118;c_c=1.53;} else if(t1=1473) {c_CO=1.4403;c_H2=1.3440;c_CH4=2.8723;c_C2H4=3.7800;c_CO2=2.2886 ;c_O2=1.5065;c_N2=1.4065;c_k=1.4347;c_c=1.57;} else cout<<\无法查知该温度\ L0=(0.5*CO+0.5*H2+2*CH4+3*C2H4-O2)*0.01/O; Qk=L0*c_k*(t1-273);

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//计算Q空 Qr=(CO*c_CO+H2*c_H2+CH4*c_CH4+C2H4*c_C2H4+CO2*c_CO2+O2*c_O2+N2*c_N2 )*0.01*(t2-273); //计算Q燃 V0=(CO+H2+3*CH4+4*C2H4+CO2+N2)*0.01+(1-O)*L0; t=(Qd+Qk+Qr)/(V0*c_c)+273; if(t<=2073) cout<<\理论燃烧温度为：\ else {

Vc=(CO+CH4+2*C2H4+CO2)*0.01; Vh=(H2+2*CH4+2*C2H4)*0.01; Pc=Vc/V0; Ph=Vh/V0; cout<<\ cout<<\分压：\ cout<<\分压：\ float a; cout<<\请根据t估计一个理论燃烧温度与CO2分压，H2O分压由教材后附表查得分解度\

op:cout<<\请输入预估理论燃烧温度（1800—3000℃）：\ cin>>t; cout<<\请输入CO2分解度：\ cin>>Fco2; cout<<\请输入H2O分解度：\ cin>>Fh2o; Qf=12600*Fco2*Vc+10800*Fh2o*Vh; a=(Qd+Qk+Qr-Qf)/(V0*c_c); if(a<=t-50) { cout<<\预估温度过大，请再次估计\ goto op; } else if(a>=t+50) { cout<<\预估温度过小，请再次估计\ goto op; } else cout<<\估计正确\ cout<<\理论燃烧温度为：\ } }

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按照程序运行提示进行计算，同时查阅教材后附表可查知二氧化碳和水蒸气的分解度，可求出一定条件下理论燃烧温度。含氧量0.21，空气和燃料预热到673K时计算结果如下：

四、 实验总结

在燃烧过程的分析计算过程中，我们会经常处理一些复杂的计算，这些计算很难通过人工计算出来，或者十分费时，且计算不准确。而计算机有着强大的计算处理能力，运用计算机程序可以很容易的解出这些复杂的计算问题。通过这次上机实验，我学习了使用Excel和C++程序语言求解复杂计算的方法。原本对Excel并不是很熟悉的我在这次实验中通过查阅资料了解了Excel的强大计算能力，并且学会了一些简单的计算方法，我要好好学习这款软件，它将在我以后的学习过程中发挥更大的作用。在大一时，我们就学习了一些C++程序语言的基础知识，了解到它的强大功能，但是一直没能运用它解决实际问题。在这次实验中，编写程序的过程很复杂，一遍又一遍地调试，花了很多时间，但我觉得很值得。当然在以后我要多练习，更熟练地掌握这些方法。

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