当前课程知识点：工程热力学（下） > 第11章 化学热力学基础 > 11-3 化学反应过程的热力学第一定律分析 > Video 11-3_3
我们下面再来看一下理论燃烧温度
理论燃烧温度它是一个燃料
可以达到的一个最高的一个温度
既然是最高
你想象它得在什么情况下
这个系统对外界一定不做功的
然后还得是绝热的
然后有过量空气行吗 不行的
如果空气过量
那它温度肯定达不到最高
所以必须还是理论空气量的
然后还得完全反应的
所以我们具体来看一下理论燃烧温度
系统无动能及位能变化
又不对外做功且理论空气量
然后燃料绝热完全燃烧
燃烧产物可达到的最高温度
就叫做这个燃料的理论燃烧温度
我们把
这个化学反应的一般式写下来
A和B两个反应物
然后产生物是什么
用C和D来表示
我们把这个过程的
热力学第一定律写出来
反应热应该等于所有的产物的焓
减去所有的反应物的焓
它应该等于0 为什么等于0
因为是一个绝热的一个燃烧
然后我们下面这个示意图表示
求理论燃烧温度的一个示意图
燃料和空气进来 A B
然后各自的温度
我们用TR1 TR2来表示
当然你这温度是已知的
然后它α=1表示你这理论空气量
过量空气系数等于1
那不就理论空气量
然后出口两种产物C和D
但是它的温度是一样的 都是Tp
表示理论燃烧温度
用Tp来表示
我们来看看这理论燃烧温度
怎样来确定
我们把刚才的那两个
一个化学反应
还有一个热力学第一定律表达式
我们写在这
然后这Hp应该等于HR
所有的产物的焓加起来 HR
等于所有的反应物的焓加起来
我们产物用紫色来表示
然后反应物用蓝色来表示
为了直观起见我这么来写一下
这个燃烧温度我们用Tp来表示
这样一来我们这表达式写在这
那我们现在来看一下
这理论燃烧温度Tp
我怎么能给它确定
实际你来看一下这个表达式中
实际上这是一个等式了
它的未知数就是Tp
其它的量怎么样 你都知道的
它告诉你温度了
反应物进去各自的温度是知道
TR1 TR2是知道的
然后物质也知道的
所以这里未知量
就是理论燃烧温度Tp 你是不知道的
但是它是一个隐函数
直接你是没法算出来的
我们来看一下
我们怎么来确定它这个理论燃烧温度
这是我们刚才那表达式
我们重新写在这
我们首先来看等号的右侧
也就是蓝色的这些内容
它实际上是我们的反应物的焓相加
而反应物它的温度我们是知道
TR1和TR2我们是知道的
右侧这些量我们就可以算
利用我们前面讲的那些方法
它就可以算
也就是说右侧的这些量
它应该是已知的 我们用HR来表示
然后我们再来看左侧
左侧这Tp是我们想求的
我们不知道它等于多少
我们可以先假定它一个
比如说Tp=Tp1
然后我们利用这假定的Tp1
等号左侧的量
我们就可以算出来
这个量我们用Hp1来表示
然后你一对比Hp1和HR的相对大小
比如说这Hp1是小于HR的
那说明什么
说明我们刚刚假定的Tp1它是不对的
它不等于我们所要求的那个Tp的
那我们再做一个假定
比如说这时候假定Tp1=Tp2
这时候左边的量
我们就可以算出来一个新的一个量
我们用Hp2来表示
然后我们再来跟这个HR相比
如果说你这Hp2是大于HR
那你想这时候真正的Tp应该是怎么样
肯定是介于Tp1和Tp2之间的
我们可以用线性插值
直接可以算出来的
利用我们屏幕下面这表达式
利用线性插值
也就是Tp-Tp1比上Tp2-Tp1
等于HR-Hp1比上Hp2-Hp1
利用这个表达式
我们Tp1就可以算出来
也就是说这个理论燃烧温度
就可以求出来了
这是我们利用这种
几次的试算
把这个理论燃烧温度给它确定的
我们也可以用图
什么样的图
焓温图 纵坐标是焓 横坐标是温度
这个焓是所有的产物的
以及所有的
反应物的总的焓 各自的焓
也就是说所有的反应物总的焓
以及所有的产物的总的焓
为纵坐标 横坐标为温度
因为你这个物质定下来之后
它的焓是可以算的
但是要给定温度了
所以我们利用焓温图
来确定理论燃烧温度
我们具体来看一下
右侧我们来画一个坐标
纵坐标是焓 横坐标是温度
对于反应物我们知道它的种类
知道它的状态
它的焓值我们可以算出来的
当然它任意温度下的焓值
我们都可以算出来的
只要物质的总类是确定的
它的温度是确定的
这焓是可以确定的
HR是我们反应物的总的焓
我们来看一下
我们刚才那燃烧是一个绝热的燃烧
然后前后的焓怎么样 它是相等的
对于求理论燃烧温度这个过程
它前后的焓是相等的
但是里面是有燃烧的
燃烧释放的热量被产物吸收了
所以产物的温度
一定是高于反应物的温度的
那你来想一想
这个反应物的 总的这个焓 这个线
也就是说这Hp的线
相对于反应物也就是HR这条线
它应该在什么位置
Hp这个线应该在HR的右侧
因为它的温度怎么样 是升高的
所以它应该在右侧
我们就给它画出来
我们这Hp用紫色来表示
然后我们再来看一下
如果说我反应物的温度是给定的
比如说我们用TR来表示是这一点
蓝色的这个点表示反应物的温度
然后垂线虚线下来对应的温度
就是反应物的温度
这个理论燃烧温度在什么地方
我们刚才也说了
所有的产物的焓加起来
应该等于所有的反应物的焓
然后这两条线各是所有的反应物的焓
然后这个Hp是所有的产物的焓
所以Tp那个点应该在什么地方
应该过蓝色这点的水平线
然后与Hp的交点我们用紫色来表示
它对应的这个温度
就是理论燃烧温度
也就是说我们用的HT图
也可以确认理论燃烧温度
然后我们再来看一下
这两条线的垂直距离是什么
这个两线的垂直距离如果说垂直
那就是一个等温过程了
一个等温过程
它实际上就是我们的定压热效应了
HR-Hp它等于负的等压热效应
负的等压热效应就是什么
就是燃料的热值
所以在HT图上这两线之间的垂直距离
就是燃料的热值
这在燃烧工程中
有用图来进行确定理论燃烧温度
以及燃料热值的
当然这个燃料热值温度不同
它是不同的
我们现在把这一小节的主要内容
我们来一起来总结一下
这一小节
一个是计算燃料的高热值和低热值
这高热值与低热值的差值是什么
这个大家要很清楚 它应该是什么
就是那个状态下的汽化潜热
然后第二个是过量空气系数
大家应该清晰地知道
过量空气对燃烧过程
放热量的大小是有影响的
这是第二点
第三点就是理论燃烧温度
什么样的温度是理论燃烧温度
这个你应该知道
它是燃料有可能达到的最高的温度
在什么条件下这个大家应该知道
就这三点
应该是我们这一小节的主要内容
-6-0 导引
-6-0 作业
-6-1 纯物质的热力学面及相图
-6-1 作业
-6-2 汽化与饱和
-6-2 作业
-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
-6-4 作业
-6-5 水蒸气的热力过程
-6-5 作业
-第6章 章节小测验
-7-1 概述
-7-2 朗肯循环
-7-2 作业
-7-3 实际蒸汽动力循环分析
-7-3 作业
-7-4 蒸汽再热循环
-7-4 作业
-7-5 蒸汽回热循环
-7-5 作业
-7-6 热电联产循环
-7-6 作业
-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
-第7章 章节小测验
-8-0 导引
-8-0 作业
-8-1 空气压缩制冷循环
-8-1 作业
-8-2 蒸气压缩制冷循环
-8-2 作业
-8-3 热泵
-8-3 作业
-8-4* 热泵与节能环保
-8-5 吸收式制冷循环
-8-5 作业
-8-6 其他形式制冷循环
-8-6 作业
-8-7* 制冷剂与环保
-第8章 章节小测验
-9-0 导引
-9-0 作业
-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
-9-2 作业
-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
-9-4 作业
-9-5 湿空气及其状态参数
-9-5 作业
-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
-9-7 作业
-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
-9-9 作业
-9-10* 环保节水型冷却塔简介
-第9章 章节小测验
-10-0 导引
-10-0 作业
-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
-10-2 作业
-10-3 数学基础
-10-3 作业
-10-4 热系数
-10-4 作业
-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
-10-6 作业
-10-7 克拉贝龙方程和焦汤系数
-10-7 作业
-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
-10-9 作业
-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
-10-11 作业
-第10章 章节小测验
-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
-11-2 作业
-11-3 化学反应过程的热力学第一定律分析
-11-3 作业
-11-4 化学反应过程的热力学第二定律分析
-11-4 作业
-11-5 理想气体的化学平衡
-11-5 作业
-11-6 热力学第三定律及绝对熵
-11-6 作业
-第11章 章节小测验
-期末考试
