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Video 11-3_2课程教案、知识点、字幕

下面我们再来介绍一下

过量空气系数以及燃烧过程的放热量

我们前面讲过碳或者是氢

它的燃烧跟氧气发生化学反应

然后产生各自的产物

但是在我们燃烧过程中

当然燃料燃烧需要氧气了

但实际上加的是什么

加入的是空气

大多数的燃烧过程加入的都是空气

只有极个别的时候加入的是纯氧

比如说炼钢的时候它有质量要求

所以要求加入的是纯氧

而对于我们一般动力过程中的燃烧

加入的都是空气

而我们知道空气

主要是由氮气和氧气组成的

而且氮气大概是79%

然后氧气是21%

我们如果不考虑其它少量的气体

主要是由这两部分组成的

这样一来氮气比上氧气的份额

我们就可以算出来 79:21=3.76

也就是说1kmol的氧气

加上3.76kmol的氮气

等于4.76kmol的空气

也就是说如果说

你需要1kmol的氧气

需要4.76kmol的空气

才能提供的

或者说4.76kmol的空气中

含有1kmol的氧气

大家知道这个氮气它是惰性气体

在燃烧的过程中

它是不参与化学反应的

那我是不是就不用考虑了

但是大家要知道

这个燃烧 燃料燃烧它要放热的

氮气在里面

虽然它不参加化学反应

但是它的温度发生了变化

它吸收的热量

所以它对于燃烧过程中

能量的交换是有影响的

所以也要考虑的

我们来看一下甲烷燃烧

一个甲烷加上两个氧气

它生成一个CO2加两个水蒸气

如果说甲烷的燃烧

是利用空气来进行燃烧

2kmol的氧气

它需要多少的空气

我们刚才说空气中

氧气与空气的比例是多少

是1:4.76

所以你这个时候

如果说是需要2kmol的氧气

对应的就应该需要

两倍的4.76kmol的空气

也就是说有这么多的空气

这个甲烷才有可能完全燃烧

就有了理论空气量

什么叫理论空气量

就是完全燃烧反应

理论上需要的空气量

我们以我们刚才那甲烷为例

1kmol的甲烷需要2kmol的氧气

对应的它就需要

2×4.76kmol的空气

这就是甲烷的理论空气量

但是在实际的燃烧过程中

它加入的空气量

比理论的空气量要多的

原因是什么

为了使燃料与空气进行充分的混合

能够完全地燃烧

所以就有了过量空气系数

什么是过量空气系数

就是实际加入的空气量

比上理论空气量

也就是实际空气量

与理论空气量的比值

称其为过量空气系数

我们来看一下燃气轮机

对于燃气轮机而言

它的过量空气系数是多少

是4-5 也就是说实际加入的空气量

是理论空气量的4-5倍

在燃气轮机里加入过量的空气

除了为了充分混合燃烧之外

还有另外两个目的

一个是使得燃烧室里的温度

不至于过高

避免了燃烧室的内壁过热

另外空气的量比较大

它的做功能力怎么样

也就 相应的也就大了

在燃气轮机里加入过量的空气

除了为了燃料充分燃烧

还为了降低燃烧温度

以避免燃烧室内壁过热

同时增大的空气量

也可以增加做功量

而对于锅炉里面

对于锅炉里它的空气过量系数

一般是1.2-1.5

这个完全就是为了燃料充分燃烧

下面我们再来看一下

这个燃烧过程放热量的计算

我们还是甲烷

它在空气里面的燃烧

当然空气的量是过量的

空气的过量系数我们用α来表示

化学反应式

就是一个甲烷加上α乘以2倍的氧气

然后再加上α乘以2乘以3.76倍的氮气

然后产物 我们来看一下产物

这个产物我们用紫色来表示

有二氧化碳 有H2O

然后还有剩余的氧气

以及完全没有参加反应的氮气

我们用示意图来表示

反应物我们用绿色的 放在左侧

三项 有甲烷 有氧气 有氮气

然后这三个反应物

进到系统里面去

然后我们看出来的

出来的产物有四种

一个是CO2 然后是H2O

然后还有这氧气 还有氮气

也就是说你可以很清晰地看出来

它的产物里面有新产生的物质

有剩余的 没有完全反应的物质氧气

然后还有完全没有参加反应的

惰性气体

放热量的计算

燃烧过程放热量的计算

根据不同的过程它是不一样的

比如如果是一个定压燃烧闭口系

所有的产物的焓加起来

然后减去所有的反应物的焓加起来

两者之差就是它的反应热

对于有燃烧的稳定流动过程

如果说有功

这技术功也要放里面去

具体的计算我们就不去展开了

工程热力学(下)课程列表:

第6章 水蒸气的性质与过程

-6-0 导引

--Video 6-0 导引

-6-0 作业

-6-1 纯物质的热力学面及相图

--Video 6-1 纯物质的热力学面及相图

-6-1 作业

-6-2 汽化与饱和

--Video 6-2 汽化与饱和

-6-2 作业

-6-3 水蒸气的定压发生过程

--Video 6-3 水蒸气的定压发生过程

-6-3 作业

-6-4 水及水蒸气状态参数的确定及其热力性质图表

--Video 6-4_1

--Video 6-4_2

--Video 6-4_3

-6-4 作业

-6-5 水蒸气的热力过程

--Video 6-5 水蒸气的热力过程

-6-5 作业

-第6章 章节小测验

第7章 蒸汽动力循环

-7-1 概述

--Video 7-1 概述

-7-2 朗肯循环

--Video 7-2_1

--Video 7-2_2

--Video 7-2_3

--Video 7-2_4

-7-2 作业

-7-3 实际蒸汽动力循环分析

--Video 7-3_1

--Video 7-3_2

--Video 7-3_3

-7-3 作业

-7-4 蒸汽再热循环

--Video 7-4 蒸汽再热循环

-7-4 作业

-7-5 蒸汽回热循环

--Video 7-5 蒸汽回热循环

-7-5 作业

-7-6 热电联产循环

--Video 7-6 热电联产循环

-7-6 作业

-7-7 燃气-蒸汽联合循环

--Video 7-7 燃气-蒸汽联合循环

-7-7 作业

-7-8* 高效及绿色发电技术

--Video 7-8* 高效及绿色发电技术

-第7章 章节小测验

第8章 制冷(致冷)循环

-8-0 导引

--Video 8-0 导引

-8-0 作业

-8-1 空气压缩制冷循环

--Video 8-1 空气压缩制冷循环

-8-1 作业

-8-2 蒸气压缩制冷循环

--Video 8-2 蒸气压缩制冷循环

-8-2 作业

-8-3 热泵

--Video 8-3 热泵

-8-3 作业

-8-4* 热泵与节能环保

--Video 8-4* 热泵与节能环保

-8-5 吸收式制冷循环

--Video 8-5 吸收式制冷循环

-8-5 作业

-8-6 其他形式制冷循环

--Video 8-6 其他形式制冷循环

-8-6 作业

-8-7* 制冷剂与环保

--Video 8-7* 制冷剂与环保

-第8章 章节小测验

第9章 理想气体混合物和湿空气

-9-0 导引

--Video 9-0 导引

-9-0 作业

-9-1 混合气体的成分

--Video 9-1 混合气体的成分

-9-1 作业

-9-2 分压定律与分容积定律

--Video 9-2 分压定律与分容积定律

-9-2 作业

-9-3 混合气体参数的计算

--Video 9-3 混合气体参数的计算

-9-3 作业

-9-4 理想气体的混合熵增

--Video 9-4 理想气体的混合熵增

-9-4 作业

-9-5 湿空气及其状态参数

--Video 9-5_0

--Video 9-5_1

--Video 9-5_2

-9-5 作业

-9-6 湿空气的焓及熵

--Video 9-6 湿空气的焓及熵

-9-6 作业

-9-7 比湿度的确定及湿球温度

--Video 9-7 比湿度的确定及湿球温度

-9-7 作业

-9-8 湿空气的焓湿图与热湿比

--Video 9-8 湿空气的焓湿图与热湿比

-9-8 作业

-9-9 湿空气的基本热力过程

--Video 9-9 湿空气的基本热力过程

-9-9 作业

-9-10* 环保节水型冷却塔简介

--Video 9-10* 环保节水型冷却塔简介

-第9章 章节小测验

第10章 热力学微分关系式及实际气体的性质

-10-0 导引

--Video 10-0 导引

-10-0 作业

-10-1 研究热力学微分关系式的目的

--Video 10-1 研究热力学微分关系式的目的

-10-1 作业

-10-2 特征函数

--Video 10-2 特征函数

-10-2 作业

-10-3 数学基础

--Video 10-3 数学基础

-10-3 作业

-10-4 热系数

--Video 10-4 热系数

-10-4 作业

-10-5 熵、内能和焓的微分关系式

--Video 10-5 熵、内能和焓的微分关系式

-10-5 作业

-10-6 比热容的微分关系式

--Video 10-6 比热容的微分关系式

-10-6 作业

-10-7 克拉贝龙方程和焦汤系数

--Video 10-7_1

--Video 10-7_2

-10-7 作业

-10-8 实际气体对理想气体性质的偏离

--Video 10-8 实际气体对理想气体性质的偏离

-10-8 作业

-10-9 维里方程

--Video 10-9 维里方程

-10-9 作业

-10-10 经验性状态方程

--Video 10-10 经验性状态方程

-10-10 作业

-10-11 普遍化状态方程与对比态原理

--Video 10-11_1

--Video 10-11_2

-10-11 作业

-第10章 章节小测验

第11章 化学热力学基础

-11-1 概述

--Video 11-1 概述

-11-1 作业

-11-2 热力学第一定律在反应系统中的应用

--Video 11-2_1

--Video 11-2_2

--Video 11-2_3

--Video 11-2_4

--Video 11-2_5

--Video 11-2_6

-11-2 作业

-11-3 化学反应过程的热力学第一定律分析

--Video 11-3_1

--Video 11-3_2

--Video 11-3_3

-11-3 作业

-11-4 化学反应过程的热力学第二定律分析

--Video 11-4_1

--Video 11-4_2

--Video 11-4_3

-11-4 作业

-11-5 理想气体的化学平衡

--Video 11-5_1

--Video 11-5_2

--Video 11-5_3

--Video 11-5_4

--Video 11-5_5

-11-5 作业

-11-6 热力学第三定律及绝对熵

--Video 11-6_1

--Video 11-6_2

-11-6 作业

-第11章 章节小测验

期末考试

-期末考试

本课程的 Q & A

-本课程的 Q & A

《工程热力学》(第2版第2次印刷) 勘误表

-《工程热力学》(第2版第2次印刷) 勘误表

《工程热力学精要与题解》 勘误表

-《工程热力学精要与题解》 勘误表

Video 11-3_2笔记与讨论

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