当前课程知识点:燃烧理论 > 第二章 燃烧与热化学 > 2.5 绝热燃烧温度 > 定容绝热燃烧温度
通过刚才的讲解
我们用非常简单的
热力学第一定律
加上我们前面学习的绝对焓
生成焓 燃烧热值
这些基本概念
我们已经学会了算
定压的绝热火焰温度
下面我们来看看定容条件底下
它的绝热火焰温度
怎么来进行计算
当然还是一样这个H是相等的
对不对
但是在定容条件底下呢
它的压力会发生变化
那就是把压力这部分也考虑进去
那同样可以把
理想气体状态的方程等等
就带到这个式子里边去
我们就能够去求出它的
T_ad
那同样我们也可以用每千克
质量的产物
或者怎么来表达
我们就可以同样得到一个
最基本的方程组
也是还是一个能量守恒
我们下面呢
还是来用甲烷和空气的
混合物的燃烧
来计算这个定容的火焰温度
也一样
我们刚才例题都跟前面完全一样
唯一的差别是什么
它是定容的
就是压力会上升
那么它101325个帕斯卡的
初始的压力
那么温度298K
一烧的话怎么样
就容积不变
定容嘛
所以温度会上去
压力也会上去
那我们先想一想
它的温度会怎么样啊
温度通常可能会更高
但是我们要算一算看
我们把第一定律放进去
放进去同样就跟刚才一样
把所有的焓放进去以后
就可以算了
我想算的过程呢
也不特别去
因为特别简单
大家都很明白
所以只是给大家
最后看一看它的结果
Tad等于多少
2889K
那这是什么意思啊
也就是说它的温度要比定压底下
怎么样
要高
如果大家学过热力学的话
那实际上你可以把
定容燃烧的
如果把它压力怎么样啊
让它膨胀
膨胀到跟初始的压力一样
你猜它的温度会到哪里去啊
实际上就是会回到那个
定压的燃烧温度
这实际上两个是一样的
所以你想可以想象一下
我是如果是先定压的燃烧
膨胀了
我再把它压缩怎么样啊
压到大气压底下
那它怎么样
它这个温度就会上升对吧
所以这个定容的燃烧的温度
一定是大于定压的燃烧温度
当然是同样的条件底下
这个很有趣是吧
好 我们就拿这样的
这个热的能力
我们来算一算看
我下面呢就有一个例子
算一算它大概怎么样
我们知道十几年前
9·11爆炸
纽约这么大的两个楼
一个飞机扎进去以后
它最后塌了
到底怎么塌的
科学家就开始算了
它那个插进去的飞机
是(波音)767的飞机
携带多少燃料呢
它能够携带的总的燃料量
大概是72.6吨
这是很庞大的数
那么碳氢燃料的热值
大概45兆焦每公斤
大家知道
大家可以比较一下
硝酸甘油(一种炸药)
它是很高的一种能量
它的热值
只有6.2兆焦发公斤
好 我们假设这个767的飞机
撞这个楼之前啊
它是一半的满
也就是说一半的燃料
也就是36吨吧
那么在整个建筑里面
如果我们假设它全部扎进去
在里边烧着
那放出的能量是多少呢
大概1.6乘10的12次方的焦耳
这相当大了对吧
我们来看看它怎么可能
发生这么大的破坏
我们知道钢铁的
总的比热
是每公斤每K什么450焦
那一般来说呢
是1809K完全熔化
那我们想一想
上面这个1.6乘10的12次方
焦耳的这么多的能量
放进去的话
能够使多少钢材熔化呢
对 是2650吨
那么这个
这样多的能量
我们刚才说了
使2650吨的钢材完全熔化
那如果要让它软化呢
大概900K左右就会软化
也就是说一半的
就是更多的就是
相当于是5000多吨的这个钢材呢
能够软掉
我们知道这个双塔呢
每一个单塔多少吨呢
50万吨的钢材
那一层多少呢
一层大概就是5000多吨
那也就是说2650吨只有半层
可以让半层熔化
或者一层怎么样
全部破坏掉 摧毁掉
那这个条件是什么
我们刚才把所有的能量
都集中在一层里边
那足以把它整个破坏掉
啪 就倒了
但实际上大家在看的时候都知道
真正的燃烧怎么样
它蔓延了十到二十层
所以初步的判断
光是飞机的燃料燃烧
还不至于引起整个塔的倒塌
那实际上我们知道
整个塔里边
还有很多其他的东西
比如像办公的很多用品
纸张 木材 塑料等等
可能这一起烧的话呢
就可能才对这个大楼倒塌
最终能够承担这个最后的
一个撞击吧
所以基本的一个初步判断
像这样的高楼
如果发生火灾的话
灭火及时的话
一般就不会倒塌
所以灭火非常非常重要
-1.1 我们为什么要学习燃烧理论
-1.2 什么是燃烧:定义与现象
-1.3 燃烧科学发展简史
-1.4 燃烧科学的研究方法
-1.5 课程的结构
-2.1 概述
--概述
-2.2 状态参数复习
--状态参数复习
-2.3 热力学第一定律
--热力学第一定律
-2.4 反应物和生成物的混合物
--燃烧焓与热值
--例题
-2.5 绝热燃烧温度
--定压绝热燃烧温度
--定容绝热燃烧温度
-2.6 化学平衡
--第二定律的讨论
--吉布斯函数
--复杂系统(选修)
-2.7 燃烧的平衡产物
--全平衡(选修)
--水煤气反应的平衡
--压力影响
-2.8 应用
--例题
--烟气再循环
-2.9 小结
--小结
-第二章 燃烧与热化学--第二章作业
-3.1 传质概述
-3.2 传质理论基础
-3.3 传质应用实例
-3.4 小结
-第三章 传质引论--第三章作业
-4.1 概述
--概述
-4.2 总包反应与基元反应
-4.3 基元反应速率
--其他基元反应
-4.4 多步反应机理的反应速率
--净生成率
--稳态近似
--单分子反应机理
--部分平衡
-4.5 简化机理(选修)
--简化机理(选修)
-4.6 催化和非均相反应(选修)
-4.7 小结
--小结
-第四章 化学动力学--第四章作业
-5.1 概述
--概述
-5.2 H2-O2系统
--H2-O2系统
-5.3 一氧化碳的氧化
--一氧化碳的氧化
-5.4 高链烷烃的氧化
--三步机理
--八步机理
-5.5 甲烷燃烧
--复杂机理和起源
--甲烷燃烧动力学
--高温反应途径分析
--低温反应途径分析
-5.6 氮氧化物
--氮氧化物的危害
-5.7 小结
--小结
-第五章 一些重要的化学机理--第五章作业
-6.1 概述
--6.1 概述
-6.2 定压-定质量反应器
-6.3 定容-定质量反应器
-6.4 全混流反应器
-6.5 柱塞流反应器
-6.6 燃烧系统建模中的应用及小结
-第六章 反应系统化学与热分析的耦合--第六章作业
-7.1 概述和总质量守恒
-7.2 组分质量守恒
-7.3 多组分扩散(选修)
-7.4 动量守恒方程(选修)
-7.5 能量守恒方程-质量通量表达形式
-7.6 守恒标量的概念-混合物分数定义
-第七章 反应流的简化守恒方程--第七章作业
-8.1 概述及物理描述
-8.2 层流火焰分析
-8.3 影响火焰速度和火焰厚度的因素
-8.4 熄火、可燃性和点火
-8.5 火焰稳定及小结
-第八章 层流预混火焰--第八章作业
-9.1 概述
--概述
-9.2 无反应的恒定密度层流射流
--物理描述
--求解
--两个例子
-9.3 射流火焰的物理描述
-9.4 简化理论描述
--概述
--守恒标量
--状态关系式
-9.5 不同几何形状燃烧器的火焰长度
--两个例子
-9.6 碳烟的形成和分解
--碳烟的形成和分解
-9.7 对冲火焰(选修)
--对冲火焰(选修)
-9.8 小结
--小结
-第九章 层流非预混火焰--第九章作业
-10.1 概述
--概述
-10.2 液滴蒸发的简单模型
--基本假设
--气相分析
--气液界面能量平衡
--液滴寿命
-10.3 液滴燃烧的简化模型
--假设
--温度分布
--液滴表面能量守恒
--火焰面处能量守恒
--例题
--扩展到对流条件
-10.4 一维蒸发控制燃烧
--物理模型和假设
--总守恒方程
--例题
-10.5 小结
--小结
-第十章 液滴的蒸发与燃烧--第十章作业
-11.1 概述及燃煤锅炉
-11.2 非均相反应
-11.3 单颗粒碳的燃烧-单膜模型
-11.4 单颗粒碳的燃烧-双膜模型
-11.5 颗粒燃烧速度
-11.6 煤的热解及燃烧
-第十一章 固体燃烧--第十一章作业
-12.1 概述
--概述
-12.2 湍流现象与描述
--湍流的现象与描述
-12.3 湍流尺度
--湍流尺度
-12.4 湍流模型
-12.5 湍流预混火焰
--湍流火焰速度
--层流火焰折皱模式
--火焰稳定
-12.6 湍流非预混火焰
--射流火焰
--火焰长度
-12.7 湍流燃烧小结
--湍流燃烧小结
-课程总结
--课程总结