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《2.3絕熱火焰溫度》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、-1-絕熱火焰溫度西北工業(yè)大學(xué)《航空發(fā)動機燃燒學(xué)》航空發(fā)動機燃燒學(xué)課程組CONTENTS-2-1等壓燃燒條件下2等容燃燒條件下0引言-3-?對給定的反應(yīng)混合物及初始溫度，如果知道產(chǎn)物氣體組分，那么就可以利用熱力學(xué)第一定律計算燃燒產(chǎn)物的溫度。?絕熱火焰溫度（Tad）當(dāng)燃料和空氣的初始狀態(tài)，即燃料/空氣比及溫度一定時，絕熱過程燃燒產(chǎn)物所能達到的溫度，這個溫度成為絕熱燃燒（火焰）溫度（最理想狀態(tài)，最高溫度）。下面將討論兩種極限情況——等容燃燒和等壓燃燒1等壓燃燒絕熱火焰溫度-4-對等壓絕熱燃燒，初態(tài)與終態(tài)的總焓相等,第一定律可以表示為：HTHT()()?podr21reach(T)=生成焓+
2、顯焓iT，T分別為反應(yīng)初態(tài)12Hnhprodii??Hnhreacii??和反應(yīng)終態(tài)的溫度。prodreac?一般產(chǎn)物的組分指的是化學(xué)平衡時的組分，而它與產(chǎn)物本身的溫度有關(guān)。所以求解能量方程是一個反復(fù)迭代的過程。1等壓燃燒絕熱火焰溫度-5-【例1】初始壓力為1atm，初始溫度為298K的甲烷和空氣以化學(xué)計量比混合后進行絕熱等壓燃燒，假設(shè)（1）“完全燃燒”，即產(chǎn)物中只有CO，HO22和N2；（2）產(chǎn)物的焓用1200K（??05.?TTiad?,其中Tad假設(shè)為2100K）的定比熱估算。試確定該混合物的絕熱等壓燃燒火焰溫度?！窘狻炕旌衔锟傮w反應(yīng)方程式：CHO42?2N2?22CO2?3.7
3、6??HO?27.52N?nnn??1,?2,7.52CO2HO22N由熱力學(xué)第一定律得Hreac???nhii?Hprod?nhiireacprod1等壓燃燒絕熱火焰溫度-6-Hreac???1?74,831????207.520???74,831kJ標(biāo)準(zhǔn)生成焓顯焓的變化oHNhprodi?c??fi?piT????ad,,?298????1393,54656.21???????298?Tad????2241,84543.87???????298?Tad???7.52???????033.71298?Tad?將HHreacprod?，可解得TKad?2318。說明：(1)若用組分平衡
4、詳細計算得2226K，但…更簡單，準(zhǔn)確度可接受。T?(2)若用變比熱：hi??hi?CdTpi,得2328K，但….很簡便準(zhǔn)確。29822等壓燃燒絕熱火焰溫度-7-等容燃燒時，初始狀態(tài)和終了狀態(tài)的內(nèi)能相等UTPU(T,P)(,)?reacinitinitprodadfPinit代表初壓；Pf代表終壓；HHreacRnprod??u??reacinitTnprodT?ad?0U?H?PVmn?mixreacMpV?nRTrreac,umn?mixprodMrprod,2等壓燃燒絕熱火焰溫度-8-【例2】利用上例中同樣的假設(shè)，試確定初始壓力為1atm，初始溫度為298K的甲烷和空氣以化學(xué)計
5、量比混合時等容絕熱火焰溫度?！窘狻坑蔁崃W(xué)第一定律得HHreacRnprod??u?reacinitT?nTprod?ad?0即??nhiinhRni?i?u??reacinitprodT?nadT?0reacprod將數(shù)據(jù)代入上式得Hreac???1?74,831????207.520???74,831kJ2等壓燃燒絕熱火焰溫度-9-HTprodad???1393,54656.21???????298?????2241,84543.87???????298?Tad???7.52???033.71????298?Tad????887,236397.5?298?Tad?kJRuNreac
6、init?TNTprodTad?ad????8.31510.52298??其中NNreackmolprod??10.52，整理上面各式得?74,831???????????887,236397.5?298?TTadad8.31510.52298?0??可解得：TK?2889ad2等壓燃燒絕熱火焰溫度-10-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）。這是由于在等容燃燒過程中，體系沒有對外做容積功。(2)在此例中，燃燒前后物質(zhì)的摩爾數(shù)保持不變，這只是一個巧合，對其它燃料而言并不一定這樣。(3)等容燃燒終態(tài)壓力比初始壓力高：Pf??Pin
7、it?TadTinit?9.69atm-11-ThankYou
