第一章 燃烧热力学VIP专享VIP免费

WWW.WATSONWYATT.COM第一章燃烧热力学本章研究内容本章研究内容（研究燃烧系统中有（研究燃烧系统中有化学反应化学反应时的能量转换和守恒关系）时的能量转换和守恒关系）基本概念基本概念应用热力学第一定律和第二定律计算：应用热力学第一定律和第二定律计算：1.1.燃烧过程释放的能量燃烧过程释放的能量2.2.绝热燃烧（火焰）温度绝热燃烧（火焰）温度3.3.燃烧产物的平衡温度平衡组分燃烧产物的平衡温度平衡组分提纲提纲::1.1定义及概念1.2热一定律1.3热二定律1.11.1定义及概念定义及概念大部分燃烧系统是获取热量和功，反应物由燃料和氧化剂组成氧化剂-通常是空气中的氧–空气是免费的，不需要储存和携带。取之不尽，用之不竭–空气中的氧气的摩尔浓度是21%–N2的浓度是79%–1摩尔的O2有3.76摩尔的N2–空气中N2对燃烧有稀释作用，降低燃烧反应强度–如需要提高燃烧强度，可行办法之一是采用纯氧或富氧燃烧燃料–气态（H2\CO\CmHn等）–液态（重烷烃\甲、乙醇等）–固态（煤炭\木材等）一、化学恰当比一、化学恰当比考虑各种元素的质量守恒，一个化学反应可以写成如下形式：iiiiAA生成物反应物iiiiAA'ii、i——分别是组分i在反应物和生成物中的化学计量系数。i式中：——组分i（反应物或生成物）的化学元素符号；iA则有：yxHCA11101a20223NAa76.33a76.3324COAx4OHA2525y4yxa式中：4yax22222763)2()763(aN.OH/yxCON.OaHCyx1xyACH111022AO2a2032AN33.76a33.76a52AHO5052y对于碳氢燃料碳氢燃料和空气和空气的化学反应，上式可以写成xyCH42ACO404x化学恰当反应：化学恰当反应：所有参加化学反应的反应物都按化学反应按化学反应方程规定的比例方程规定的比例完全完全燃烧的反应。空气-—燃料化学恰当比（空燃比）：化学恰当反应时消耗的—空气燃料质量比质量比。若以1kg燃料计，则为理论空气量L0。,0,4.76L()()1raairststfuelrfMmAaFmMst－－stoichiometric式中，,raM,rfM分别为空气和燃料的相对分子质量。、当量比当量比（（EquivalenceratioEquivalenceratio,dimensionlessfuel/air,dimensionlessfuel/air））(/)(/)stFAFA21——富燃料混合物(richmixture)1——化学恰当比混合物(stoichiometric)1——贫燃料混合物(leanmixture)余气系数，过量空气系数(dimensionlessair/fuel,excessaircoefficient)/1(/)stAFAF1——富燃料混合物1——化学恰当比混合物1——贫燃料混合物【解】：已知：，，0.286,28.85raM,15.9/maqkgs,1.1612.014.321.00818.286rfM求：，（A/F）及,mfq【例【例1.11.1】一个小型低辐射、固定的燃气涡轮发动机，当它】一个小型低辐射、固定的燃气涡轮发动机，当它在全负荷（功率为在全负荷（功率为3950KW3950KW）条件下工作时，空气的质量流）条件下工作时，空气的质量流量为量为15.9kg/s15.9kg/s，混气的当量比为，混气的当量比为0.2860.286。假设燃料（天然。假设燃料（天然气）的等效组成可表示为，试确定燃料的流量和气）的等效组成可表示为，试确定燃料的流量和发动机的空燃比发动机的空燃比？1.164.32CH先求空燃比（先求空燃比（A/FA/F），然后再求。），然后再求。本例仅用到空燃比和当量比的定义。本例仅用到空燃比和当量比的定义。由的定义得：由的定义得：其中：，因此其中：，因此,mfqstAF4.76airstoicfuelMWAFaMW41.164.3242.24axy28.854.762.2416.8218.286stoicAF由当量比的定义得：由当量比的定义得：stAFAF16.8258.80.286stAFAFAF的定义也可写成：的定义也可写成：,,mamfqAFq,,15.90.270/58.8mamfqkgsqkgsAF497.3286.011从本例可看出，即使是在全负荷下工作，供给从本例可看出，即使是在全负荷下工作，供给发动机的发动机的空气也是过量空气也是过量的。的。。例1.2有一以天然气...