18 燃烧理论基础 1.4绝热燃烧火焰温度的计算 由于燃烧过程进行得十分迅速，在作理论计算时可简化成没有散热的绝熟燃烧来考虑，燃 烧反应所释放的燃烧热全部用来增加产物的显烙或内能。当然，燃烧的实际过程同时存在着 辐射、对流及导热而向周围介质散热。这些因素与燃烧的环境密切相关，对不同的燃烧室其散 热条件不同，需作专门的修正。这里只考虑最基本的绝热燃烧情况。 作绝热燃烧火焰温度计算时又根据是否考虑化学平衡作较粗略的或较精细的考虑。 1.4.1不考虑化学平衡时绝热燃烧火焰温度计算 燃烧所释放的热量是燃烧焓（等压）或燃烧能（等容燃烧）（前面已经讨论过，燃烧焓与燃烧 能的数值相差甚小)。用等压燃烧的计算分析可近似地代表等容燃烧时的温度计算。 由图1-5可以表示燃烧焓与火焰温度的 关系。按热力学第一定律在等压条件下有： dq=dh, (1.59) 或 入 4Q=△H, (1.60) 即 -△He=∑nedTe (1.61) 式中：为该产物组分的千摩尔数，可由燃烧 产物量计算中求得。 图1-5燃烧培与火焰温度的关系 上式左侧为燃料的燃烧焓，对于一定规格 的燃料它是一个已知值。右侧为在等压条件下燃烧产物的显格随温度变化的增量。其中燃烧 产物中各组分的定压比热容c为 c=a+6T+c2+…(k/kmol)。 (1.62) c的数值可从有关热力学数据表或表1-4中查得。 T。、T:分别为可燃混合气的在燃烧前的温度及绝热燃烧温度，通过对式(1.61)求解，即可 求得T,的值 通常认为燃烧的火焰面处，燃料与氧是处于化学计量比，即币=1处。故按重=重=1计算 产物量所求得达到燃烧温度就是绝热火焰温度。当（或Φ）≠1时就是燃烧产物的平均温度。 1.4.2考虑化学平衡（即1≠1）时的绝热燃烧火焰温度计算 在考虑化学平衡时，由于反应度入<1，产物中有残存的反应物。这些残存反应物的燃烧 热未能释放出来。燃料所释放的燃烧热仅为入△H,故燃烧温度计算表达式为 -AaHe=∫（∑n1-a)ca+a∑ne)dr。 (1.63) 从化学平衡计算分析已知，任何一种反应过程的反应度入与反应时的温度（通过平衡常数K。 反映出来)、压力有关。在方程式中入是温度T:的隐函数，故需用迭代法求解式(1.63)中T
第1章燃烧中的化学热力学及燃烧化学问题 19 之值。 式(1.63)中的λ应满足式(1.39)、式(1.23)化学平 得之 衡的要求，而K。值是温度的函数，在不同温度时有不同 的反应度，如图1-6中曲线①所示。然而，欲满足能量 守恒条件的式(1.63)则要求入与T:的关系，如图中曲 电能量守恒得之 线②所示。显然只有这两根曲线的交点才能同时满足 A与T,的关系 化学平衡与能量守恒的要求。它所对应的温度为绝热 火焰温度T,与之相应的入为燃烧的反应度。 应用计算机可以很容易求得T及入之值，其流程 如图1-7所示。 图1-6绝热火焰温度的求解法 箱人：燃烧反应物及带烧产物的化学计量 :可强合绕热 系 初置燃烧火缩温度T, 入 按标准反应自由焙△GR、T 或春表求K。 求丁状态下的反应度及全部 达代新的T知值 产物中各组分的入、，”， 十算燃烧产物由T。→T,显培 0=I1-a)2m,m+a∑nGwldT 比较燃烧产物的显焙增量 是 [计麻结果 图1-7T,与入的计算流程图
表1-3门种气体反应的g, T/K 1 2 345 6 1 12341567 28.21.7-1. 3.10 -4列-20.2 16.0m11.004227.m 易 -1.10 -2.0-13.02 10.126.60.3516.77 5.12 -045 -2.02-8.64 6.624.08-2.1510.72 60 3.57 -1.20 -1.6-5.69-20.1 4.262.36-3.816.60 -6.08 20 -5.-60-10-39-16-.291.2-5031 -5.i -2.6-00 45 1.6 -9.5 -7.70 -1.45-2.0-0.41-0.4-1.86-0.00033-0.53-6.6-0,20 -4 -30 -3.39 -15.9-21.15-10.0 -0 0.25-10.2 -872-0.48-1.5-1.20-1.53 -3. -3别-186-8.双-92 -89-1.--19-18 120 -0剪 -2.49-16.52-1.85-8.14 1.74-1.9 -18-19-82 -0.92 -29 60 -1.10-4.时-6.2-1.20.7 2.30-6.8别-6.02-2.3-2.24-8.37-4.37 -l.9 -2.71 -55 -4.21 -10.06-b.28-6.27 -2.50-254-8.64 细 -5.9-4.69 -4.35 -9.18-1.8-5.68-5.78 3.18 -4-2的-2-8初 -5 60 --2.27-4.5-4i9-47-8.7-10.8-5.-5,动0,03.为-48-45-3-30所-9. -6.i5 -1.81 -425-3.15 -1.6-9.79-46-460483.9-4.9-3.4-3.4 -3.20-9.2 -1.06-8.期-4.5 -9.56 -3.68 190-2.-1.82-3.4-3.02 -4.76 -6.49-8.1-3.8-3.790.59 4.45-3.27 -3.20-3.6 -31 -9.59 -1.37
(续表) 12 4 561802B4567 20 -25-1刀-30-22-48-5-10-3-3044-2.8-2-43692-1份 -237-1.58-28 -2.20-4.5-510-6.12-2.2 -2内0B50-2-2.-47-3-95 -823 -257-138-2.29-1.7-5.01-472-5.7-2.6 -252065-1%-24-4 -3.% 2 -1.29-2.06-1.5-5.0m-438-5.0m-2.5 -2.20958-l9-12-4 -0 一楼 -2-1 -1.4-1.5 -5.2-46 -4.64-2.25 -2.030.82 58-18-1n-4 -419 -2.6 -1.81 -l.21-1 -9.10 -290-1.07-1.4-1.19-5.21-3.49 -3.19 5 20 -126-1明-5.25-3.8 -3.2 -1.41 中 -4-0 -1.09-0.9 -59 -.4 -1.24 -0.68 -48-0 30 -39-0-08-0为 -5.32 -19 -1g -0.78-0.68 -5.36 -2.60 -00 切 -39-00 -0.6 -0.51 -538-2.41-2.19-1.2 -0.78 g -0为-0 -00 -5.40 -22-1.8-1.0-0.64 6,41-0.01 -05 340-3.28 -07-08 -0.30 -24-l份-0-0511690.2 -0.4-50-4.71-076-10.21 -332-0.7-0.25-0.21-5.47 -1-16-0 -0.28 65024 -0.37 -4.15-10.81-10.21 -3-08-015-0川-59-10-124-08-02 10 6.6 0.5-028-5-48-0.5-100
(续) T/K 1 3456189012 3415167 m-30-09-0-0-551-153-1-058-013146710为-0.9-56-48-09-08 -3.44-0.6-005-0.0m-5.53-1.39-0.83-0.49-0.41.56.780,6-0.-5.12-4.84-10.8-10.5 390 -0.530.40.5 -5.5-1.26-0.6-0.410.51.066.50.6 -08-5.78-4.87-10.6-10.6 -3.50-0.500.230.23-5.57-1.4-0.4-0.30.B1.76910.740.5-5.83-4.0-10.9-10.23 40 -3.53-0.470320.31-5.59-1.03-0.26-0.250.211.086.970.830.12-5.8-43-1.0-10.8 400-3.6-040.400.38-5.61-0.92-0.09-0.n0.291.091.030.920.9-5.-4.6-1.6-10.89 -3.59-0.410.0.4 -5.-0.20.0m-0.10031.0103100.23-57-49-1.8-10.% 40 -3.-0390,40,50 -5.6-0.20.2 0.41.11.3 -6.0-52-1.川-1.03 450 -3.6-0.370.610.56-5.64-0.0.36 0.B0.511.21.171.5 0.37-6.06 -5.6-1.14-11.10 460 -3.6 -0.36 0.61 0.2 -5.66-0.540.49 0.09 0.581.3 7.21 1.2 0 -6.08 -5.03 -1.16 -1.6 -3.9-0.30.20.61-5.68-0.460.610.150.641.141.25 1.290.8 -6.1-5.11-1.18-1.2 480 -3.71-0310702-569-0.38020.210701.57.28130.8-6-5.4-1.20 1.27 490-3.73-0280.820.7-50-0.300.20.27 0.61.61.311.43 0.58-6.15-5.n-1.23-1.32 50-3.7万-0280.860.81-5.11-0.220.910.330.821.171.341.500.53-6.n5.9-.24-l.36 7种气体反应方程式： 1.0+0=0 1.0+都=0 3.0=0 4.洲=H 5.然+瓶=州 6.=X 1.0=i+0 8.0=讯+0 9.0=+0册 0.C0+品=00+0 1.00+C==200 2.0=-0+0 3.2C+品=C4 14.周+0=(+0 5.C+2=L 16.C0+2H=0L0 1.0+3H=0L+H0