题 目 生物质节猛火炊事
摘
着社会发展济水科技水提高农村源结构发生着巨变化方面煤石油等化石燃料价格涨加重农村居民生活负担方面政府改善农村环境禁止秸秆等量燃烧秸秆等生物质原料合理利造成资源浪费开发生物质源解决农村源问题考虑方
课题设计出生物质节猛火炉生物质燃料应家炉具容：
（1） 炉具设计步骤计算出炉具热效率基础计算出炉具部分参数参考文献确定炉具部分关键参数设计出炉具
（2） NYT 82006民柴炉柴灶热性试验方法GBT101802003工业锅炉热工性试验规程试验测定出炉具相关指标参数计算发现相关指标设计基致
（3） 分析炉具优缺点探明原提出改进方法
关键词：农村生活 生物质燃料炉具设计 炉具性试验
目 录
1前言 1
11研究背景 1
12课题目意义 1
2燃均衡供氧式生物质炊事炉设计 2
21生物质炊事炉具设计求 2
22生物质炊事炉具原理结构 2
221生物质炊事炉具原理 2
222生物质炊事炉具结构 3
23燃料燃烧效率计算 3
231燃料计算 4
232炉具热效率估算 4
2321排烟热损失 4
2322机械完全燃烧热损失化学完全燃烧热损失炉具散热损失 4
2323灰渣热损失 4
2324炊具散热损失 5
2325热损失 5
24 生物质成型燃料炊事炉设计计算 6
241 生物质燃料消耗量计算 6
242炉膛参数确定 7
243 炉排总面积炉篦计算 8
2431 炉排总面积 8
2432炉排热负荷 9
2433炉篦计算 9
2434吊火高度 9
3 生物质炊事炉具性试验 10
31热性测试 10
32 试验条件 10
33试验方法 10
331实验准备 10
332实验步骤 10
333实验数 11
34生物质炊事炉具热性 11
341蒸发铝锅水量选择 11
342炊事火力强度 12
343炊事热效率 12
4实验结果分析 13
41炉具设计指标测试结果分析较 13
42现炉具较 13
421炉具具优点 13
422缺点足 13
5总结 13
参考文献 15
致谢 16
1前言引言包括国外研究现状陈述目前技术研究程度全文文献请具体添加
着类源开发利程度加深技术手段发展成熟源需求逐渐元化高效率生清洁型源转变中生物质作种类古直源然历史进程中煤石油取代通种现代技术手段加工改造生产出满足生产生活源产品次展现出新竞争力着化石资源逐渐枯竭生物质源广生等特性次走进眼前生物质技术通物理化学技术生物质秸秆稻壳木头锯末等加工成品质更高燃料满足越越源消耗煤石油等化石源迟早消耗完天生物质技术着断发展创新成代化石源源
11研究背景
目前国生物质资源利集中农村然生物质资源加工利部分生物质资源利直接燃烧燃烧利率较低做废弃物进行焚烧处理年国已禁止焚烧类生物质资源生物质资源没利
实国外已生物质进行长段时间研究国外甚早形成关生物质技术规模化产业成果便生物质成型燃料生物质成型原料农林剩余物原料生物质固化成型法压制成高密度颗粒作种济低碳生源煤石油相灰分少含硫量低运输方便压制成型燃料体积重热值高广泛应供热发电家庭做饭等
12课题目意义
应生物成型燃料技术生产出生物燃料效缓解农村源紧张降低农村费等然调查发现市面生物质炊事炉部分存热效率低燃烧完全等问题满足者日常需说明效率高生物质源推广课题目设计出种具较高热效率家生物质炊事炉种家生物质炊事炉广泛推广话具重意义：
（1） 更利生物质源推广
生物质源种清洁丰富生代源然技术水限制法量推广尤生物质成型燃料然具原料源广制作工艺简单燃料价格便宜等优点型家生物质燃烧炉具燃烧效率高等缺点消费者认生物质燃烧炉规模推广利社会推广生物质燃料
（2） 改善农村源结构降低费
年农村济发展源建设效果显著部分区秸秆薪柴象破坏植影响环境果化石燃料供法承担需费价格相便宜生物质成型燃料会提高生活水时会造成环境破坏规模生物质燃料会定程度改善农村源结构
2燃均衡供氧式生物质炊事炉设计
21生物质炊事炉具设计求
生物质燃烧基特性结合农村生活惯济条件炉具必须满足原：
1结构合理方便点火容易火快
2安全卫生热性稳定
3适应农民生活惯燃料求造价低实耐
生物质成型原料炉具说原外充分考虑点：
1）充分利生物质产生挥发性物质燃烧程中碳化物质热辐射量
2）效利燃烧程碳化物质热辐射量合理组织炉程保证燃烧气体进行效流换热
3）空气均匀流畅进入炉实现连续稳定燃烧
4）火力足火势均燃烧完全黑烟源利效率高
22生物质炊事炉具原理结构
221生物质炊事炉具原理
取出聚火口生物质成型颗粒燃料出火口加入炉膛炉篦配风手柄置点火位置采点火方式点燃料仓面引火柴燃料点燃开电源开关操作钩装聚火口燃料进入正常燃烧根需旋转配风阀手柄调节供风力达需调解火力燃料燃烧结束关掉风机开关拔掉稳压电源
222生物质炊事炉具结构
生物质颗粒炊事炉具组成包括：燃烧单元风机进风单元然风进风单元隔热单元支撑单元组成燃烧单元聚火口炉膛炉蓖灰仓四部分组成结构示意图
1锅圈 2聚火口 3二次进风孔 4二次风套 5 燃烧炉膛 6风机 7 隔热层 8次进风孔9次进风套10 出灰口组件 11 调式炉脚 12排烟口 13炉蓖 14 然进风 15 灰仓
图21 生物质颗粒炊事炉具结构示意图学院网站载文求修改格式字体
炊事炉具出火口进料口口生物质颗粒进料方式采次性进料改变生物质炉必须留专门加料窗口方便加料传统观念该炉具根户炊事需次加料完成满足顿饭炊事求免持续加料反复劳作程颗粒引燃方式采点火方式燃料燃烧生物质气化燃烧体化炉口做处理进行直接燃烧种燃烧方式炉膛燃料燃烧时间更持久炉火出口装聚火环保证火势集中满足炊事火势求
23燃料燃烧效率计算
简化实验计算次计算涉热力学性质均作理想状态处理烟气空气水蒸气作理想气体处理
231燃料计算
次课题采生物质燃料玉米秸秆等压缩成型颗粒状生物质燃料计算出生物质炉燃烧效率首先知道燃料热值实验室中微量量热仪燃料进行测定测该生物质燃料热值约14600
232炉具热效率估算
次设计假定冷空气温度20℃排烟温度参考文献（锅炉计算手册）知实际排烟焓冷空气理焓量空气系数
2321排烟热损失
排烟热损失指排出烟气损失热量计算方式：
（） 具体数值带入公式参考毕业文求apy什前没提 （公式21）
实际排烟焓冷空气理焓等项数值代入公式
2322机械完全燃烧热损失化学完全燃烧热损失炉具散热损失
机械完全燃烧热损失燃料炉膛中燃烧时部分未完全燃烧固体燃料炉渣排出炉膛方式排出造成损失
部分CO等燃气体未燃烧放热烟气排出造成损失做化学完全燃烧热损失
炉具散热损失炉具外表温度高环境温度通流辐射散热造成损失
根设计生物质燃烧炉燃烧特性参考文献（锅炉计算手册）出述三种热损失结果图21示热损失少底
2323灰渣热损失
灰渣热损失指排出炉膛灰渣带余热高环境温度部分热量灰渣热损失
（） （公式22）
假定排出灰渣200℃参考文献（锅炉设计手册）表221知时灰渣焓值数带入公式
2324炊具散热损失
工作程中部分锅体裸露空气中会产生热量损失公式：
（） （公式23）
式中：
————材料发射率
————黑体辐射常数
————发热体环境温度K：
————辐射面积
————辐射时间h
参考文献（传热学）磨光铝50℃~500℃时发射率004~006取设定环境温度20℃锅体均温度80℃锅具约露炉具外面已测锅直径28cm总高度32cm辐射面积约0203假设千克燃料燃烧总时间2时
述项数值带入公式
2325热损失
热损外未精确计算热损蓄热损失封火热损失添料移动锅具产生热损参考文献（家生物质成型燃料炉具设计研究）热损失估算25
表21炉具热效率估算表三线格
项目
符号
公式数源
数值
单位
收基单位发热量
测定
14600
排烟热损失
公式21
1165
化学完全燃烧热损失
锅炉计算手册
6
机械完全燃烧热损失
锅炉计算手册
6
锅炉散热损失
锅炉计算手册
9
灰渣物理热损失
公式22
007
炊具散热损失
公式23
728
热损失
假定
25
总损失
65
炉具设计热效率
100—
35
24 生物质成型燃料炊事炉设计计算
生物质成型炊事炉具想取良热性方便结构设计必须力求准确
241 生物质燃料消耗量计算
确定燃料消耗量需先计算出炉具时出力确定热负荷时充分考虑国区生活惯结合实际达市场求
资料显示中国农村五口家维持起码生活水均天需热量Q112000 kJ顿饭做饭时间约1时天做饭3 次设计生物质燃料炉具设计热效率35试验玉米秸秆成型燃料热值Qnetar 约14600需数值代入公式：
（公式24）
式中：
————燃料消耗量kgh
————日炊事需热量kJd
————生物质低位发热量kJ kg
————炉具设计热效率
m————天做饭需时间时次
n————天做饭次数次日
代入公式计算：
kgh
生物质颗粒炊事炉具燃料消耗量078 kgh燃料消耗量炉膛参数确定提供参考
242炉膛参数确定
炉膛（燃烧室）指炉篦炉口部间部分燃料里充分燃烧炉膛参数包括炉膛容积热负荷炉排热负荷恰选择炉膛参数燃料完全燃烧根保证
决定炉膛容积指标炉膛容积热负荷立方米炉膛容积中时燃料燃烧发热量炉膛容积热负荷燃料炉停留时间短易完全燃烧反炉膛容积热负荷炉膛容积燃烧分散火力集中
炉膛容积式计算：
（公式25）
式中：
VL————炉膛容积m3
BL————炉具时燃料消耗量kgh
————燃料热值kJ kg
η————炉具热效率
————燃烧室容积热负荷KJhm3
炊事炉具容积热负荷般250000～400000kJhm3根炉具燃烧室容积设计验取容积热负荷400000kJh·m3
m3
计算出炉膛容积00099m3
炉膛设计时直炉壁直径较空气进口进入空气均匀分布燃烧室方空气烟囱抽力作较均匀供生物质燃料进行燃烧直径较路口起聚集火焰增加活力强度作设计出火口进料口口炉膛半径宜选择炉口直径022m左右聚火装置起聚集火焰增加火力强度作
图22 炉膛形状图
243 炉排总面积炉篦计算
2431 炉排总面积
炉排安装炉膛部支撑燃料起通助燃作设计时量减少炉排燃料接触面积基础够通风均匀生物质颗粒炊事炉炉排总面积指炉篦炉条总面积炉条间缝隙总面积炉膛形状知炉膛体积：
（公式26）
式中
V————炉膛体积m3
H————炉膛高m
R————炉膛半径m
h————炉膛高m
r————炉膛半径m
炉膛体积VL00099m3炉膛高H02 m炉膛高h01m炉膛半径R011m代入公式炉膛半径
r0058 m
炉排总面积
0011m2
炉膛入口半径110mm炉膛半径58mm设计方便选取炉膛半径径60mm炉排总面积0011m2
2432炉排热负荷
生物质颗粒炊事炉炉排热负荷公式：
（公式27）
式中：
————炉排热负荷kwm2
BL————生物质燃料消耗量kgh
————燃料热值kJkg
A————炉排总面积m2
计算生物质炊事炉具炉排热负荷10065kwm2
2433炉篦计算
炉篦安装炉膛部起支撑燃料通风助燃作空气空隙进入炉膛炉膛燃料充分混合助燃料燃烧空气燃料接触面积炉篦空隙决定炉篦面积直接影响燃料燃烧效果面积者影响燃烧效果根关文献关炉排设计参数实验室设计验炉篦面积定炉排总面积半炉篦面积：
SA2 （公式28）
：S00055m2
炉排示意图图示：
图23 炉排示意图
2434吊火高度
吊火高度指锅底炉排间垂直距离根火焰温度分布规律次炉膛加入燃料足够炊事需求目标火焰部分高温度层直接接触锅底取炉具吊火高度30cm锅够接触高温火焰利提高火速度提高热利率
次设计分两组进行供风系统设计组完成组仅进行炉具炉膛设计分析
3 生物质炊事炉具性试验
31热性测试
热性检测NYT 82006民柴炉柴灶热性试验方法GBT101802003工业锅炉热工性试验规程
32 试验条件
(1)环境温度：1035℃
(2)相湿度：85％
(3)风速：10 ms
(4)试验户生物质炉具远离热源
33试验方法
331实验准备
次实验需蒸发铝锅选尺寸见表33电子秤台热电偶测温仪二水银温度计烟气分析仪台规定校正仪器生物质燃料引火柴干具体陈述仪器设备精度范围等
表31确定初始锅水量生物质燃料量温度计通锅盖中心圆孔支架固定距锅底10cm处
332实验步骤
次试验需做两次分测试风机鼓风状态然进风状态炉具炊事性中供风系统试验组位学李帆测定课题分析炉膛体项性
（1） 表33示选取直径28cm蒸发铝锅45kg初始锅水量倒入蒸发铝锅中测量初始锅水温度记录
（2） 事先称量生物质燃料引火柴放入炉具中适方式引火记火种投入炉具时刻时蒸发铝锅放炉具热电偶插入炉膛中心处炊事火力强度实验开始
（3） 锅中水沸腾时记时时刻锅中水温度炉膛温度开始锅水蒸发实验
（4） 锅水蒸发实验中隔五分钟记录次锅水温度炉膛温度直炉中生物质燃料燃锅水温度降低沸点5℃时结束称量剩余锅水量记录时时刻实验结束
333实验数
次试验开始时间17：05结束时间17：50生物质燃料量2kg水45kg初始水温289℃
炉膛温度点火5分钟开始记录数表：
表31 炉膛温度
时间
1710
1715
1720
1725
1730
1735
1740
1745
1750
炉膛温度
3531
7687
6738
6510
6128
6068
7421
8794
5054
单位
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
锅水沸腾时刻1720时锅水蒸发实验开始记录数表：
表32 锅水温度
时间
1720
1725
1730
1735
1740
1745
1750
水温
99
99
99
100
99
98
95
单位
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
34生物质炊事炉具热性
341蒸发铝锅水量选择
表33 蒸发铝锅规格水量
炊事火力强度
PkW
初始锅水量
G1kg
蒸发铝锅直径
Dmm
生物质燃料量
Bkg
＜20
5
240
＜20
2035
7
280
2040
＞35
9
310
＞40
根生物质炉具热性测试标准中蒸发铝锅规格水量求表示选择直径280mm蒸发铝锅生物质燃料量选择2kg
342炊事火力强度
炊事火力强度单位时间锅水升温蒸发吸收热量表示：
（公式31）
式中：
————炊事火力强度kW
G1————蒸发锅初始水量kg
G2————试验结束时剩余水量kg
t1t2————锅水初始温度沸腾温度℃
γ————锅水均蒸发温度汽化潜热kJkg
418————水热容kJkg·℃
T1T3————点火时刻试验结束时刻
试验锅水水量45kg初始温度289℃沸腾时温度995℃试验结束时剩余水量1032kg点火时刻试验结束44min计算炊事火力强度347 kW
343炊事热效率
炊事热效率式计算：
（公式32）
式中：
————炊事效率
————生物质燃料质量kg
————生物质燃料收基低位发热量kJkg
————引火燃料量kg
————引火燃料收基低位发热量kJkg
试验生物质成型颗粒燃料2kg低位发热量12825 引火燃料001kg低位发热量44000 计算该生物质炊事炉炊事热效率351设计热效率35基致说明进行炉具热效率估算时估算较合理
4实验结果分析
41炉具设计指标测试结果分析较
计算数出设计热效率炉具实际测热效率基致设计热效率35实际测热效率351相差约01说明估算较合理究原设计估算时充分考虑未计算热损时说明蓄热损失封火热损失添料移动锅具产生热损等然法具体计算造成炉具热损失源
42现炉具较
421炉具具优点
（1） 火力足燃烧充分灰渣少
燃烧时火焰旺火力强度生物质燃料炉膛充分燃烧灰渣少
（2） 火速度快
点燃10分钟炉膛温度升700～800℃
（3） 济效益环境负担低
生物质燃料般液化气煤等化石燃料便宜年燃料费低济实惠直接燃烧秸秆等生物质环境造成污染
422缺点足
（1） 锅底受热均
着燃料燃烧燃料高度逐渐降火焰高度会断降低锅底受热量呈现断变化逐渐降低趋势点法型煤炉省柴灶样火焰持续维持定稳定高度
（2） 引火较难
成型生物质燃料密度较秸秆等引火柴引火时较难次引着需较引火柴次引火引着
5总结
课题研究设计家生物质猛火炊事炉通前期炊事炉性分析计算设计出符合项参数求生物质炊事炉通炊事炉火力强度试验锅水蒸发实验测设计出炊事炉项数计算出实际热效率351设计基致满足部分普通生活需花费高环境污染较低利缓解源压力环境污染
次设计足处热效率需进步提高希设计者帮助
参考文献
返校补
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题 目 生物质节猛火炊事
摘
着社会发展济水科技水提高农村源结构发生着巨变化方面煤石油等化石燃料价格涨加重农村居民生活负担方面政府改善农村环境禁止秸秆等量燃烧秸秆等生物质原料合理利造成资源浪费开发生物质源解决农村源问题考虑方
课题设计出生物质节猛火炉生物质燃料应家炉具容：
（1） 炉具设计步骤计算出炉具热效率基础计算出炉具部分参数参考文献确定炉具部分关键参数设计出炉具
（2） NYT 82006民柴炉柴灶热性试验方法GBT101802003工业锅炉热工性试验规程试验测定出炉具相关指标参数计算发现相关指标设计基致
（3） 分析炉具优缺点探明原提出改进方法
关键词：农村生活 生物质燃料炉具设计 炉具性试验
目 录
1前言 1
11研究背景 1
12课题目意义 1
2燃均衡供氧式生物质炊事炉设计 2
21生物质炊事炉具设计求 2
22生物质炊事炉具原理结构 2
221生物质炊事炉具原理 2
222生物质炊事炉具结构 3
23燃料燃烧效率计算 3
231燃料计算 4
232炉具热效率估算 4
2321排烟热损失 4
2322机械完全燃烧热损失化学完全燃烧热损失炉具散热损失 4
2323灰渣热损失 4
2324炊具散热损失 5
2325热损失 5
24 生物质成型燃料炊事炉设计计算 6
241 生物质燃料消耗量计算 6
242炉膛参数确定 7
243 炉排总面积炉篦计算 8
2431 炉排总面积 8
2432炉排热负荷 9
2433炉篦计算 9
2434吊火高度 9
3 生物质炊事炉具性试验 10
31热性测试 10
32 试验条件 10
33试验方法 10
331实验准备 10
332实验步骤 10
333实验数 11
34生物质炊事炉具热性 11
341蒸发铝锅水量选择 11
342炊事火力强度 12
343炊事热效率 12
4实验结果分析 13
41炉具设计指标测试结果分析较 13
42现炉具较 13
421炉具具优点 13
422缺点足 13
5总结 13
参考文献 15
致谢 16
1前言引言包括国外研究现状陈述目前技术研究程度全文文献请具体添加
着类源开发利程度加深技术手段发展成熟源需求逐渐元化高效率生清洁型源转变中生物质作种类古直源然历史进程中煤石油取代通种现代技术手段加工改造生产出满足生产生活源产品次展现出新竞争力着化石资源逐渐枯竭生物质源广生等特性次走进眼前生物质技术通物理化学技术生物质秸秆稻壳木头锯末等加工成品质更高燃料满足越越源消耗煤石油等化石源迟早消耗完天生物质技术着断发展创新成代化石源源
11研究背景
目前国生物质资源利集中农村然生物质资源加工利部分生物质资源利直接燃烧燃烧利率较低做废弃物进行焚烧处理年国已禁止焚烧类生物质资源生物质资源没利
实国外已生物质进行长段时间研究国外甚早形成关生物质技术规模化产业成果便生物质成型燃料生物质成型原料农林剩余物原料生物质固化成型法压制成高密度颗粒作种济低碳生源煤石油相灰分少含硫量低运输方便压制成型燃料体积重热值高广泛应供热发电家庭做饭等
12课题目意义
应生物成型燃料技术生产出生物燃料效缓解农村源紧张降低农村费等然调查发现市面生物质炊事炉部分存热效率低燃烧完全等问题满足者日常需说明效率高生物质源推广课题目设计出种具较高热效率家生物质炊事炉种家生物质炊事炉广泛推广话具重意义：
（1） 更利生物质源推广
生物质源种清洁丰富生代源然技术水限制法量推广尤生物质成型燃料然具原料源广制作工艺简单燃料价格便宜等优点型家生物质燃烧炉具燃烧效率高等缺点消费者认生物质燃烧炉规模推广利社会推广生物质燃料
（2） 改善农村源结构降低费
年农村济发展源建设效果显著部分区秸秆薪柴象破坏植影响环境果化石燃料供法承担需费价格相便宜生物质成型燃料会提高生活水时会造成环境破坏规模生物质燃料会定程度改善农村源结构
2燃均衡供氧式生物质炊事炉设计
21生物质炊事炉具设计求
生物质燃烧基特性结合农村生活惯济条件炉具必须满足原：
1结构合理方便点火容易火快
2安全卫生热性稳定
3适应农民生活惯燃料求造价低实耐
生物质成型原料炉具说原外充分考虑点：
1）充分利生物质产生挥发性物质燃烧程中碳化物质热辐射量
2）效利燃烧程碳化物质热辐射量合理组织炉程保证燃烧气体进行效流换热
3）空气均匀流畅进入炉实现连续稳定燃烧
4）火力足火势均燃烧完全黑烟源利效率高
22生物质炊事炉具原理结构
221生物质炊事炉具原理
取出聚火口生物质成型颗粒燃料出火口加入炉膛炉篦配风手柄置点火位置采点火方式点燃料仓面引火柴燃料点燃开电源开关操作钩装聚火口燃料进入正常燃烧根需旋转配风阀手柄调节供风力达需调解火力燃料燃烧结束关掉风机开关拔掉稳压电源
222生物质炊事炉具结构
生物质颗粒炊事炉具组成包括：燃烧单元风机进风单元然风进风单元隔热单元支撑单元组成燃烧单元聚火口炉膛炉蓖灰仓四部分组成结构示意图
1锅圈 2聚火口 3二次进风孔 4二次风套 5 燃烧炉膛 6风机 7 隔热层 8次进风孔9次进风套10 出灰口组件 11 调式炉脚 12排烟口 13炉蓖 14 然进风 15 灰仓
图21 生物质颗粒炊事炉具结构示意图学院网站载文求修改格式字体
炊事炉具出火口进料口口生物质颗粒进料方式采次性进料改变生物质炉必须留专门加料窗口方便加料传统观念该炉具根户炊事需次加料完成满足顿饭炊事求免持续加料反复劳作程颗粒引燃方式采点火方式燃料燃烧生物质气化燃烧体化炉口做处理进行直接燃烧种燃烧方式炉膛燃料燃烧时间更持久炉火出口装聚火环保证火势集中满足炊事火势求
23燃料燃烧效率计算
简化实验计算次计算涉热力学性质均作理想状态处理烟气空气水蒸气作理想气体处理
231燃料计算
次课题采生物质燃料玉米秸秆等压缩成型颗粒状生物质燃料计算出生物质炉燃烧效率首先知道燃料热值实验室中微量量热仪燃料进行测定测该生物质燃料热值约14600
232炉具热效率估算
次设计假定冷空气温度20℃排烟温度参考文献（锅炉计算手册）知实际排烟焓冷空气理焓量空气系数
2321排烟热损失
排烟热损失指排出烟气损失热量计算方式：
（） 具体数值带入公式参考毕业文求apy什前没提 （公式21）
实际排烟焓冷空气理焓等项数值代入公式
2322机械完全燃烧热损失化学完全燃烧热损失炉具散热损失
机械完全燃烧热损失燃料炉膛中燃烧时部分未完全燃烧固体燃料炉渣排出炉膛方式排出造成损失
部分CO等燃气体未燃烧放热烟气排出造成损失做化学完全燃烧热损失
炉具散热损失炉具外表温度高环境温度通流辐射散热造成损失
根设计生物质燃烧炉燃烧特性参考文献（锅炉计算手册）出述三种热损失结果图21示热损失少底
2323灰渣热损失
灰渣热损失指排出炉膛灰渣带余热高环境温度部分热量灰渣热损失
（） （公式22）
假定排出灰渣200℃参考文献（锅炉设计手册）表221知时灰渣焓值数带入公式
2324炊具散热损失
工作程中部分锅体裸露空气中会产生热量损失公式：
（） （公式23）
式中：
————材料发射率
————黑体辐射常数
————发热体环境温度K：
————辐射面积
————辐射时间h
参考文献（传热学）磨光铝50℃~500℃时发射率004~006取设定环境温度20℃锅体均温度80℃锅具约露炉具外面已测锅直径28cm总高度32cm辐射面积约0203假设千克燃料燃烧总时间2时
述项数值带入公式
2325热损失
热损外未精确计算热损蓄热损失封火热损失添料移动锅具产生热损参考文献（家生物质成型燃料炉具设计研究）热损失估算25
表21炉具热效率估算表三线格
项目
符号
公式数源
数值
单位
收基单位发热量
测定
14600
排烟热损失
公式21
1165
化学完全燃烧热损失
锅炉计算手册
6
机械完全燃烧热损失
锅炉计算手册
6
锅炉散热损失
锅炉计算手册
9
灰渣物理热损失
公式22
007
炊具散热损失
公式23
728
热损失
假定
25
总损失
65
炉具设计热效率
100—
35
24 生物质成型燃料炊事炉设计计算
生物质成型炊事炉具想取良热性方便结构设计必须力求准确
241 生物质燃料消耗量计算
确定燃料消耗量需先计算出炉具时出力确定热负荷时充分考虑国区生活惯结合实际达市场求
资料显示中国农村五口家维持起码生活水均天需热量Q112000 kJ顿饭做饭时间约1时天做饭3 次设计生物质燃料炉具设计热效率35试验玉米秸秆成型燃料热值Qnetar 约14600需数值代入公式：
（公式24）
式中：
————燃料消耗量kgh
————日炊事需热量kJd
————生物质低位发热量kJ kg
————炉具设计热效率
m————天做饭需时间时次
n————天做饭次数次日
代入公式计算：
kgh
生物质颗粒炊事炉具燃料消耗量078 kgh燃料消耗量炉膛参数确定提供参考
242炉膛参数确定
炉膛（燃烧室）指炉篦炉口部间部分燃料里充分燃烧炉膛参数包括炉膛容积热负荷炉排热负荷恰选择炉膛参数燃料完全燃烧根保证
决定炉膛容积指标炉膛容积热负荷立方米炉膛容积中时燃料燃烧发热量炉膛容积热负荷燃料炉停留时间短易完全燃烧反炉膛容积热负荷炉膛容积燃烧分散火力集中
炉膛容积式计算：
（公式25）
式中：
VL————炉膛容积m3
BL————炉具时燃料消耗量kgh
————燃料热值kJ kg
η————炉具热效率
————燃烧室容积热负荷KJhm3
炊事炉具容积热负荷般250000～400000kJhm3根炉具燃烧室容积设计验取容积热负荷400000kJh·m3
m3
计算出炉膛容积00099m3
炉膛设计时直炉壁直径较空气进口进入空气均匀分布燃烧室方空气烟囱抽力作较均匀供生物质燃料进行燃烧直径较路口起聚集火焰增加活力强度作设计出火口进料口口炉膛半径宜选择炉口直径022m左右聚火装置起聚集火焰增加火力强度作
图22 炉膛形状图
243 炉排总面积炉篦计算
2431 炉排总面积
炉排安装炉膛部支撑燃料起通助燃作设计时量减少炉排燃料接触面积基础够通风均匀生物质颗粒炊事炉炉排总面积指炉篦炉条总面积炉条间缝隙总面积炉膛形状知炉膛体积：
（公式26）
式中
V————炉膛体积m3
H————炉膛高m
R————炉膛半径m
h————炉膛高m
r————炉膛半径m
炉膛体积VL00099m3炉膛高H02 m炉膛高h01m炉膛半径R011m代入公式炉膛半径
r0058 m
炉排总面积
0011m2
炉膛入口半径110mm炉膛半径58mm设计方便选取炉膛半径径60mm炉排总面积0011m2
2432炉排热负荷
生物质颗粒炊事炉炉排热负荷公式：
（公式27）
式中：
————炉排热负荷kwm2
BL————生物质燃料消耗量kgh
————燃料热值kJkg
A————炉排总面积m2
计算生物质炊事炉具炉排热负荷10065kwm2
2433炉篦计算
炉篦安装炉膛部起支撑燃料通风助燃作空气空隙进入炉膛炉膛燃料充分混合助燃料燃烧空气燃料接触面积炉篦空隙决定炉篦面积直接影响燃料燃烧效果面积者影响燃烧效果根关文献关炉排设计参数实验室设计验炉篦面积定炉排总面积半炉篦面积：
SA2 （公式28）
：S00055m2
炉排示意图图示：
图23 炉排示意图
2434吊火高度
吊火高度指锅底炉排间垂直距离根火焰温度分布规律次炉膛加入燃料足够炊事需求目标火焰部分高温度层直接接触锅底取炉具吊火高度30cm锅够接触高温火焰利提高火速度提高热利率
次设计分两组进行供风系统设计组完成组仅进行炉具炉膛设计分析
3 生物质炊事炉具性试验
31热性测试
热性检测NYT 82006民柴炉柴灶热性试验方法GBT101802003工业锅炉热工性试验规程
32 试验条件
(1)环境温度：1035℃
(2)相湿度：85％
(3)风速：10 ms
(4)试验户生物质炉具远离热源
33试验方法
331实验准备
次实验需蒸发铝锅选尺寸见表33电子秤台热电偶测温仪二水银温度计烟气分析仪台规定校正仪器生物质燃料引火柴干具体陈述仪器设备精度范围等
表31确定初始锅水量生物质燃料量温度计通锅盖中心圆孔支架固定距锅底10cm处
332实验步骤
次试验需做两次分测试风机鼓风状态然进风状态炉具炊事性中供风系统试验组位学李帆测定课题分析炉膛体项性
（1） 表33示选取直径28cm蒸发铝锅45kg初始锅水量倒入蒸发铝锅中测量初始锅水温度记录
（2） 事先称量生物质燃料引火柴放入炉具中适方式引火记火种投入炉具时刻时蒸发铝锅放炉具热电偶插入炉膛中心处炊事火力强度实验开始
（3） 锅中水沸腾时记时时刻锅中水温度炉膛温度开始锅水蒸发实验
（4） 锅水蒸发实验中隔五分钟记录次锅水温度炉膛温度直炉中生物质燃料燃锅水温度降低沸点5℃时结束称量剩余锅水量记录时时刻实验结束
333实验数
次试验开始时间17：05结束时间17：50生物质燃料量2kg水45kg初始水温289℃
炉膛温度点火5分钟开始记录数表：
表31 炉膛温度
时间
1710
1715
1720
1725
1730
1735
1740
1745
1750
炉膛温度
3531
7687
6738
6510
6128
6068
7421
8794
5054
单位
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
锅水沸腾时刻1720时锅水蒸发实验开始记录数表：
表32 锅水温度
时间
1720
1725
1730
1735
1740
1745
1750
水温
99
99
99
100
99
98
95
单位
℃
℃
℃
℃
℃
℃
℃
34生物质炊事炉具热性
341蒸发铝锅水量选择
表33 蒸发铝锅规格水量
炊事火力强度
PkW
初始锅水量
G1kg
蒸发铝锅直径
Dmm
生物质燃料量
Bkg
＜20
5
240
＜20
2035
7
280
2040
＞35
9
310
＞40
根生物质炉具热性测试标准中蒸发铝锅规格水量求表示选择直径280mm蒸发铝锅生物质燃料量选择2kg
342炊事火力强度
炊事火力强度单位时间锅水升温蒸发吸收热量表示：
（公式31）
式中：
————炊事火力强度kW
G1————蒸发锅初始水量kg
G2————试验结束时剩余水量kg
t1t2————锅水初始温度沸腾温度℃
γ————锅水均蒸发温度汽化潜热kJkg
418————水热容kJkg·℃
T1T3————点火时刻试验结束时刻
试验锅水水量45kg初始温度289℃沸腾时温度995℃试验结束时剩余水量1032kg点火时刻试验结束44min计算炊事火力强度347 kW
343炊事热效率
炊事热效率式计算：
（公式32）
式中：
————炊事效率
————生物质燃料质量kg
————生物质燃料收基低位发热量kJkg
————引火燃料量kg
————引火燃料收基低位发热量kJkg
试验生物质成型颗粒燃料2kg低位发热量12825 引火燃料001kg低位发热量44000 计算该生物质炊事炉炊事热效率351设计热效率35基致说明进行炉具热效率估算时估算较合理
4实验结果分析
41炉具设计指标测试结果分析较
计算数出设计热效率炉具实际测热效率基致设计热效率35实际测热效率351相差约01说明估算较合理究原设计估算时充分考虑未计算热损时说明蓄热损失封火热损失添料移动锅具产生热损等然法具体计算造成炉具热损失源
42现炉具较
421炉具具优点
（1） 火力足燃烧充分灰渣少
燃烧时火焰旺火力强度生物质燃料炉膛充分燃烧灰渣少
（2） 火速度快
点燃10分钟炉膛温度升700～800℃
（3） 济效益环境负担低
生物质燃料般液化气煤等化石燃料便宜年燃料费低济实惠直接燃烧秸秆等生物质环境造成污染
422缺点足
（1） 锅底受热均
着燃料燃烧燃料高度逐渐降火焰高度会断降低锅底受热量呈现断变化逐渐降低趋势点法型煤炉省柴灶样火焰持续维持定稳定高度
（2） 引火较难
成型生物质燃料密度较秸秆等引火柴引火时较难次引着需较引火柴次引火引着
5总结
课题研究设计家生物质猛火炊事炉通前期炊事炉性分析计算设计出符合项参数求生物质炊事炉通炊事炉火力强度试验锅水蒸发实验测设计出炊事炉项数计算出实际热效率351设计基致满足部分普通生活需花费高环境污染较低利缓解源压力环境污染
次设计足处热效率需进步提高希设计者帮助
参考文献
返校补
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