【正文】 一個小型低輻射、固定的燃氣渦輪發(fā)動機，當它在全負荷（功率為 3950KW）條件下工作時，空氣的質(zhì)量流量為 ，混氣的當量比為 。 i??式中： —— 組分 i（ 反應(yīng)物或生成物）的化學元素符號； iA則有： yx HCA ?1 11 ??01 ??? a?2? 02 ??? 23 NA ? ?? ??? 24 COA ? x??4? OHA 25 ?25y???4yxa ??式中 ： 4yax??22222 763)2()763( ?????1 xyA C H? 1 1? ? 10???22AO? 2a? ? 2 0?? ?32AN? 3 a? ? 3 a? ? ?52A H O?5 0? ? 5 2y?? ?對于 碳氫燃料 和空氣 的化學反應(yīng)，上式可以寫成 xyCH42A C O?4 0? ? 4x?? ? 化學恰當反應(yīng)： 所有參加化學反應(yīng)的反應(yīng)物都 按化學反應(yīng) 方程規(guī)定的比例 完全 燃燒的反應(yīng)。W W W . W A T S O N W Y A T T . C O M 第一章 燃燒熱力學 ? 本章研究內(nèi)容 （研究燃燒系統(tǒng)中有 化學反應(yīng) 時的能量轉(zhuǎn)換和守恒關(guān)系） ?基本概念 ?應(yīng)用熱力學第一定律和第二定律計算： （火焰）溫度 提 綱 : 定義及概念 熱一定律 熱二定律 定義及概念 大部分燃燒系統(tǒng)是獲取熱量和功，反應(yīng)物由燃料和氧化劑組成 ?氧化劑 通常是空氣中的氧 – 空氣是免費的，不需要儲存和攜帶。 空氣 燃料化學恰當比（空 — 燃比） ： 化學恰當反應(yīng)時消耗的 空氣 — 燃料 質(zhì)量比 。假設(shè)燃料（天然氣）的等效組成可表示為 ，試確定燃料的流量和發(fā)動機的空燃比 ？ 1 .1 6 4 .3 2CH先求空燃比（ A/F），然后再求 。 ?例 有一以天然氣為燃料的工業(yè)鍋爐，該鍋爐工作時煙氣中氧氣的摩爾分數(shù)為 3%? ?AF試確定該鍋爐工作時的空燃比 和當量比 。試確定： （ 1）混合物質(zhì)量比焓和摩爾比焓； （ 2）三種組分的質(zhì)量分數(shù)。 對于等壓反應(yīng)過程 R out i pr od re ach h h h h? ? ? ? ?對于 CH4 222224 527)(2)763(2 ?????2 2 4, 2 9 8 , , , 42 8 0 2 4 0 5 /( )R K f CO f H O f CHH h h h k J m o l CH? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?每 kg燃料為基礎(chǔ)的焓為 802405/ ( ) 5 0 0 1 6 /1 6 . 0 4 3R R f u e l ff u e lkJh H M W k J k gkg? ? ? ? ? ? ?以混合物為基礎(chǔ)的焓為 kJkJ( ) ( )kg kgfRR fm ix m ixmhhm? ? ?式中 11( / ) 1 1 7 .1 1 1ffm ix a fmmm m m A F? ? ?? ? ??50016 2 7 6 1 .8 /1 8 .1 1R m ixh k J k g?? ? ? ?表 —— 低熱值 對于有可凝結(jié)產(chǎn)物 (如水）的燃料 產(chǎn)物為凝聚相時為 高熱 值 （ HHV） （計入燃燒生成的水蒸汽汽化潛熱時） 產(chǎn)物為汽態(tài)時為 低熱值 （ LHV） （ 不包括水蒸汽凝結(jié)成水的冷凝熱時） 它等于反應(yīng)焓或燃燒焓的負數(shù)。 單位：對固體燃料和液體燃料， kJ/kg； 對氣體燃料， 3/ NmkJ ， kJ /每標立方米。 ? ?10 22CH359 fkJ kg【 解 】 （ 1） 正癸烷 的總體反應(yīng)方程式： ? ?10 22CH? ? ? ? ? ?1 0 2 2 2 2 2 2 21 5 .5 3 .7 6 1 0 1 1 1 5 .5 3 .7 6C H g O N CO H O l N? ? ? ? ? ?或g無論高熱值還是低熱值，都有 c R re ac pr odH H H H? ? ? ? ? ?其中 的值依產(chǎn)物中的狀態(tài)而定。 一般 產(chǎn)物的組分指的是化學平衡時的組分 ，而它 與產(chǎn)物本身的溫度 有關(guān)。 ? ?1 7 4 , 8 3 1 2 0 7 . 5 2 07 4 , 8 3 1r e a cHkJ? ? ? ? ? ? ??? ? ?? ?? ?? ?,2981 3 9 3 , 5 4 6 5 6 .2 1 2 9 82 2 4 1 , 8 4 5 4 3 .8 7 2 9 87 .5 2 0 3 3 .7 1 2 9 8op r o d i f i p i a dadadadH N h c TTTT??? ? ???? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ??????將 ，可解得 。 【 解 】 由熱力學第一定律得 ? ? 0re a c p ro d u re a c ini t p ro d a dH H R n T n T? ? ? ?即 ? ? 0i i i i u r e a c i n i t p r o d a dr e a c p r o dn h n h R n T n T? ? ? ???將數(shù)據(jù)代入上式得 ? ?1 7 4 , 8 3 1 2 0 7 . 5 2 07 4 , 8 3 1r e a cHkJ? ? ? ? ? ? ???? ?? ?? ?? ?1 3 9 3 , 5 4 6 5 6 .2 1 2 9 82 2 4 1 , 8 4 5 4 3 .8 7 2 9 87 .5 2 0 3 3 .7 1 2 9 88 8 7 , 2 3 6 3 9 7 .5 2 9 8pr od adadadadHTTTT??? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ???? ? ? ? 　 kJ? ? ? ?8 .3 1 5 1 0 .5 2 2 9 8u r e a c in it p r o d a d a dR N T N T T? ? ? ?其中 ，整理上面各式得 10 .52re ac pr odN N km ol??? ? ? ?7 4 , 8 3 1 8 8 7 , 2 3 6 3 9 7 .5 2 9 8 8 .3 1 5 1 0 .5 2 2 9 8 0a d a dTT? ? ? ? ? ? ? ? ????? 　可解得： 2889adTK? 點評： ① 由以上兩例可知，在相同的初始條件下，等容燃燒的溫度比等壓燃燒要高（此處高 571K）。 離解是吸熱反應(yīng) ,溫度越高，壓力越低，離解程度越大，吸熱也越多。 燃燒產(chǎn)物成分的確定 : 化學平衡、元素守恒、能量守恒。 由（ 3）式 : dG V dP S dT??[ ( ) ] 0d TS U PV V dP S dT? ? ? ? ?得 : 在等溫系統(tǒng) 中 dT=0 ， 上式可寫成 /udG V