当前课程知识点:燃烧理论 > 第二章 燃烧与热化学 > 2.7 燃烧的平衡产物 > 压力影响
好 从刚才我们
用全平衡水气变换
这样一个反应呢
我们能够获得整个燃烧的
所有的平衡产物和
它的最终的温度
这个我们已经会了对吧
好 我们下面来看一看
这一个非常特别的 刚才温度的影响
我们已经有理解了 对吧
温度越高越容易
越容易向离解的方向来转移
一氧化碳更高
我们再来看看压力会怎么样
压力对分解也是
有明显的影响的
那么总的来说
我们从下面这个表来看一看
这样从0.1个大气压
到一百个大气压
总的来说
你看一氧化碳
它当量Φ等于1
总的它的一氧化碳也好
二氧化碳也好
随着压力的提高
它的所谓的Dissociation
也就是离解是不断的下降的
因为刚才0.1个大气压
我们刚才实际上
一个大气压已经有过了
离解率百分之11点几
水的离解率4.3%
那么压力如果大到
10个大气压的时候
它就降到10%以下了
而水的离解率呢是2.5%
到一百个大气压
它的离解率对于二氧化碳
只有4%
而对水的话只有1.3%
也就是说温度越高
越容易离解
而压力越高
越不容易离解
这就是压力跟它的一个关系
实际上就是
大家可能实际上是在
学化学的时候
实际上都是理解
Le Chatelier的原理
那么温度和压力的话呢
对它的实际上是
不管怎么样
如果它的体积怎么样
压力越高总是往体积小的方向转移
对吧
就一氧化碳加上0.5个氧气
变成二氧化碳
压力越高当然就往
二氧化碳方向走
就不容易离解
所以当然我们刚才
这个是对一氧化碳很容易
就可以离解
但是水好像就不太容易 对吧
水的话呢按照道理是
氢加上氧气也是
就是变成一个水
但实际上它还可能有
氢气包括羟基 氢原子的存在
可能会复杂一点
但是它的原理还是符合的
好 到现在为止
实际上我们已经把
这门课这一章所有的基本的内容
已经讲完了
下面的话我们再讲一个
小小的案例
这个例子
让大家思考一下
我们怎么去理解
我们这个过程
这个案例是什么呢
大家知道现在我们
化石燃料是越来越少
其中一个很重要的方向
就是用生物燃料来替代
化石燃料
那么其中
生物燃料的特点
含氧 比如我们用醇类 醇醚
比如乙醇 甲醇这种
它是含氧的对吧
那么它们来替代汽柴油
那么汽油的话
通常我们就是用C8H18
也就是辛烷来表达
那么它的低位热值的话通常在
40多兆焦每公斤
那我们如果用乙醇来表达
有人说了乙醇的低位热值很低
大概只有27.6兆焦每公斤
所以有人就说了
他说由于新的
这种醇类的燃料
它的热值太低
所以肯定它燃烧的时候
理论燃烧温度也会低
所以没有办法在内燃机燃烧
你想想是不是这样子啊
对还是不对
可以想一下
你可以想一下会不会呢
实际上不会
为什么呢
乙醇里面实际上是含氧
这个时候怎么样啊
配的氧气或者空气量
就会减少了
实际上所以它的大概
碳氢化合物
包括含氧的这种
你去算一算看好了
它的理论燃烧温度总体来说
变化实际上不是很大
同时呢这种乙醇的燃料
我们以后会大大知道
乙醇的燃料中
氧的存在它可以大大降低
污染物的形成
比如像soot(碳烟)的形成等等
而可以实现更低的氧气的燃烧
而这反过头来
可以降低氮氧化物的生成
实现低温燃烧
所以这个实际上是
非常非常重要的
而不能够简单的用一个热值
就可以判断说
理论燃烧温度不对
这显然是错误的
这我想就是希望大家
能够利用我们刚才所有的
这些知识来解决一个实际问题
一个小小的案例
那么好 我们再来看几个问题
希望跟大家一起讨论的
那么是不是温度越高
燃烧就越完全呢
大家想一想
实际上根据刚才的
一氧化碳温度越高
反而燃烧不完全
我们通常的概念温度越高
好像越好烧
这实际上从热力学角度不一定的
还有一个问题
我们刚才说了高位热值
低位热值对不对
我想请问一下
是不是所有的燃料
它的高位热值一定
高于低位热值
也不一定对不对
两种可能性
任何的燃料它可能怎么样
看它处于的状态
对不对
它如果处于液态或者气态
它就可能完全不一样了
而且还可能什么
跟它含氢有没有关系
如果纯碳的燃烧会怎么样
就不存在水的凝结
和气相和固相
它的两个热值应该相等的对不对
所以这个实际上是一个概念
一定要清楚
好 再下一个小问题
大家再想一想
我们燃料在25度下
与相同温度的空气
在绝热的燃烧室里边燃烧
在什么条件底下它的温度
可以达到最高值
Φ应该多少啊 1.05
对吧 这主要是Φ的一个概念
所以很重要
好 这些问题希望大家能够
通过这些问题的思考
来进一步熟悉我们今天
所学习的这些内容
-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