1、-1-西北工业大学航空发动机燃烧学课程组航空发动机燃烧学绝热火焰温度-2-2-1 等压燃烧条件下2 等容燃烧条件下CONTENTSCONTENTS-3-对给定的反应混合物及初始温度，如果知道产物气体组分，那么就可以利用热力学第一定律计算燃烧产物的温度。绝热火焰温度（TadTad）当燃料和空气的初始状态，即燃料/空气比及温度一定时，绝热过程燃烧产物所能达到的温度，这个温度成为绝热燃烧（火焰）温度（最理想状态，最高温度）。下面将讨论两种极限情况等容燃烧和等压燃烧引言引言0-4-等压燃烧绝热火焰温度等压燃烧绝热火焰温度对等压绝热燃烧，初态与终态的总焓相等,第一定律可以表示为：r21()()p odr
2、eacHTHT reaciireacHn h prodiiprodHn h T1，T2分别为反应初态和反应终态的温度。)(Thi=生成焓+显焓 一般产物的组分指的是化学平衡时的组分，而它与产物本身的温度有关。所以求解能量方程是一个反复迭代的过程。1 1 1 1-5-【例1】初始压力为1atm，初始温度为298K的甲烷和空气以化学计量比混合后进行绝热等压燃烧，假设（1）“完全燃烧”，即产物中只有CO2，H2O和 N2；（2）产物的焓用1200K（,其中Tad假设为2100K）的定比热估算。试确定该混合物的绝热等压燃烧火焰温度。.0 5iadTT【解】混合物总体反应方程式：42222223.762
3、7.52CHONCOH ON2221,2,7.52COH ONnnn由热力学第一定律得reaciiprodiireacprodHn hHn h等压燃烧绝热火焰温度等压燃烧绝热火焰温度1-6-174,8312 07.52 074,831reacHkJ ,2981393,54656.212982241,84543.872987.52033.71298oprodif ip iadadadadHNhcTTTT (1)若用组分平衡详细计算得2226K，但更简单，准确度可接受。(2)若用变比热：得2328K，但.很简便准确。将，可解得。reacprodHH2318adTK,298Tiip ihhCdT 说
4、明：说明：标准生成焓显焓的变化等压燃烧绝热火焰温度等压燃烧绝热火焰温度1-7-等容燃烧时，初始状态和终了状态的内能相等(,)(,)reacinitinitprodadfUTPUTP代表初压；initPfP代表终压；PVHU 0reacprodureacinitprodadHHRnTnT,mixreacr reacmnM,mixprodr prodmnMupVnR T等压燃烧绝热火焰温度等压燃烧绝热火焰温度2 2-8-【例2】利用上例中同样的假设，试确定初始压力为1atm，初始温度为298K的甲烷和空气以化学计量比混合时等容绝热火焰温度。【解】由热力学第一定律得 0reacprodureacin
5、itprodadHHRnTnT即即 0iiiiureacinitprodadreacprodn hn hRnTnT将数据代入上式得174,8312 07.52 074,831reacHkJ 等压燃烧绝热火焰温度等压燃烧绝热火焰温度2-9-1393,54656.212982241,84543.872987.52033.71298887,236397.5298prodadadadadHTTTT kJkJ 8.315 10.52 298ureacinitprodadadRNTNTT其中，整理上面各式得10.52reacprodNNkmol74,831887,236 397.52988.315 10.52 2980adadTT 可解得：2889adTK 等压燃烧绝热火焰温度等压燃烧绝热火焰温度2-10-点评点评：(1)由以上两例可知，在相同的初始条件下，等容燃烧的温度比等压燃烧要高（此处高571K）。这是由于在等容燃烧过程中，体系没有对外做容积功。(2)在此例中，燃烧前后物质的摩尔数保持不变，这只是一个巧合，对其它燃料而言并不一定这样。(3)等容燃烧终态压力比初始压力高：9.69finitadinitPPTTatm等压燃烧绝热火焰温度等压燃烧绝热火焰温度2-11-Thank You
