2.2燃烧焓和热值

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1、-1-燃烧焓和热值西北工业大学《航空发动机燃烧学》航空发动机燃烧学课程组CONTENTS-2-1燃烧焓2燃料热值3例题0引言-3-如果忽略有化学反应的流动系统中动能和势能的变化，同时除流动功以外没有其它形式功的交换，则加入系统的热量等于该系统焓的增加量；对于某一燃烧反应，假定化学反应的生成物是已知的，那么用热力学第一定律就可以计算其释放(或吸收)的热量。-qCV=-(hprod–hreac)反应物产物（标准状态下化学当（标准状态下完全燃烧）量燃料-空气混合物）hqhhRcvprodreac1燃烧焓-4-燃烧焓（标准反

2、应焓）：当1mol1mol的燃料与化学当量的空气混合物以一定的标准参考状态（比如1atm，25℃）进入稳定流动的反应器，且生成物（假定为CO2，H2O，N2）也以同样的标准参考状态离开该反应器，此反应释放出来的热量。-qCV=-(hprod–hreac)反应物产物（标准状态下化学当（标准状态下完全燃烧）量燃料-空气混合物）1燃烧焓-5-对于等压反应过程hhhhhRoutinprodreac式中，分别表示离开和进入反应器物质的总焓H0放热反应H0吸热反应RR燃烧反应都是放热反应，所以燃烧焓均为负值hhoutin1

3、燃烧焓-6-对于CH4CH42(O23.76N2)CO22H2O(g)7.52N2Hhhh2RK,298fCO,,,fHOfCH224氮气和氧气对于这个等式没有贡献，因为它们是参考元素CH(g)+2O(g)CO(g)+2HO(g)4222查表可知-74.831kJ/mol0kJ/mol-393.546kJ/mol-241.845kJ/molH=[(-393.546)+(-241.845)ˣ2-(-74.831)]=-801.405kJ/molR1燃烧焓-7-HkJR每kg燃料为基础的焓为：

4、h()RMkgrf,f则每kg甲烷的燃烧焓为()kJ()mfkJ以混合物为基础的焓为：hhRRkgkgfmmixmixmmff1式中：mmmAF(/)1mixaf甲烷的空气/燃料恰当比为17.11，于是反应焓或燃烧焓为50016h2761.8kJkg/Rmix17.111hR2热值-8-燃料的发热量（热值CalorificValue）定义：指单位质量或单位体积（对气体燃料而言）的燃料（在标准状态下）与空气完全燃烧时所能释放出的最大热量。是衡量燃料作为能源的一个很重要的指标。（1）等于反应焓或燃烧焓的负

5、值（2）对于放热反应，反应热（焓）是负值（3）对于固体燃料和液体燃料单位kJ/kg，对于气体燃料，单位3kJ/Nm2热值-9-（不包括水蒸汽凝结成水的冷凝热）可燃物中的水和氢燃烧生成的水以气态低热值LHV形式存在可燃物中的水和氢燃烧生成的水以液态高热形式存在值HHV（计入燃烧生成的水蒸汽汽化潜热）通常因排出烟气温度较高，其中水蒸汽不能凝结，故用低位热值；一般燃料的热值越高，燃烧所需理论空气量越大。3例题-10-【例】（1）正癸烷CH的分子量为142.284，试确定每千克正癸烷和1022每摩尔正癸烷在298K的高热值和低热值。

6、（2）如果正癸烷在298K的蒸发潜热为359kJ/kg,试确定液态正癸烷的高热值和低热值。【解】（1）正癸烷CH1022的总体反应方程式：CH1022222g2O2N15.5CO3.7610HOl1115.53.76N或g无论高热值还是低热值，都有HHHHcRreacprod其中H的值依产物中的状态而定。prod3例题-11-又因为HNhreaciiHNhprodii，reacprod所以HHHVcHOl,()2,10,,hfCH22h22hfCOfHO110

7、11从附表查得气态水的生成焓和蒸发潜热，据此可计算液态水的生成热oohhhkJkmol241,84744,010285,857fHOl,()22,()fHOgfg利用此值和附表A、B中的生成焓，可得kJH1249,659cHOl,()2kmolkJkJ10393,54611285,857kmolkmol6,830,096kJ3例题-12-HkJcHOl,()26,830,096所以hkJkmol6,830,096cCHNkmol1102

8、2CH1022kJ6,830,096hkmolchkJkg48003cCHMWkg1022CH1022142.284kmol对于低热值，将hfHOl,()2换成hfHOg,()2即可，因此有hkJkmol6,345,986cCH1022hk