理論燃燒溫度

燃料在定容或定壓下燃燒時，其產生的熱量常分為兩個部分：一部分傳給周圍環境，一部分使燃燒產物加熱，溫度升高。傳給外界的熱量越少，燃燒產物的溫度越高。當傳給外界的熱量為零，即實現絕熱的完全燃燒時，燃燒產物的溫度達到最大值，這時燃燒產物所達到的溫度稱為絕熱論燃燒溫度或理論燃燒溫度。此處的完全燃燒包括兩方面的含義，一方面是指燃料被氧化至最高價氧化物，即充分燃燒；另一方面是指燃料的燃燒率為100%。

基本介紹

• 中文名：理論燃燒溫度
• 外文名：Theoretical combustion temperature
• 性質：物理學概念
• 又稱：絕熱論燃焼溫度

概念簡介

如果在保持定壓或定容的條件下，燃料在過量空氣中完全燃燒，並且燃燒過程中系統與外界完全絕熱，則燃燒生成物所達到的溫度稱為理論燃燒溫度。該溫度也是在給定條件下燃料燃燒可能達到的最高溫度。

在定壓條件下絕熱燃燒，依據熱力學第一定律，有

即在絕熱條件下進行定壓燃燒時,隨著全部反應物本身發生化學變化轉變成生成物，反應物的焓也全部轉變成生成物的焓。根據焓和溫度的關係就可按照生成物的焓值確定定壓燃燒系統的理論燃燒溫度。

同樣，對於燃料在絕熱條件下進行的定容燃燒過程，按熱力學第一定律也可推得

即在絕熱條件下進行定容燃燒時，隨著系統中反應物本身發生化學變化而全部轉變成生成物，反應物的熱力學能也全部轉變成生成物的熱力學能。根據熱力學能和溫度的關係就可按照生成物的熱力學能的數值確定定容燃燒系統的理論燃燒溫度。

在由焓或熱力學能確定其所對應的生成物的溫度時,主要根據生成焓的數值及溫度變化時焓的變化進行計算。由於生成物涉及多種物質，只有當它們的焓或熱力學能的總和等於給定值時才能求得理論燃燒溫度，故一般需要經過多次疊代才能確定。

計算方式

確定理論燃燒溫度

在確定理論燃燒溫度時，假定燃料及助燃物的最初溫度均為25℃。經過定壓絕熱燃燒後，由於與外界沒有熱交換，燃料的燃燒熱全部被用來加熱生成物。此時有：

①

①式中：為燃料的標準燃燒熱；為燃燒反應完成後系統所包含的混合物的摩爾定壓熱容；、分別為燃燒產物中第j組元的摩爾數的摩爾定壓熱容；為理論燃燒溫度；T₀=298K。利用式①可以求出燃料定壓燃燒時的理論燃燒溫度。

定容理論燃燒溫度

對於定容燃燒，也可以用相似的方法求得定容理論燃燒溫度，即

②

②式中：為定容標準燃燒熱；為燃燒反應完成後系統中混合物的定容熱容；、分別為燃燒產物中第j組元的摩爾數及摩爾定容比熱。T_t為定容理論燃燒溫度。

影響因素

影響理論燃燒溫度的主要因素有以下幾點：

(1)鼓風溫度。鼓風溫度升高，則鼓風帶人的物理熱增加，理論燃燒溫度升高。

(2)鼓風富氧度。鼓風含氧量提高以後，N₂含量減少，此時雖因風量減少而使Q_風有所降低。但由於N₂含量降低的幅度大，理論燃燒溫度顯著升高。

(3)噴吹燃料。由於噴吹物分解吸熱和H₂含量增加，理論燃燒溫度降低。由於各種噴吹燃料的分解熱不同：含H₂22%～24%的天然氣分解熱為3350kJ/m³，含H₂11%～13%的重油分解熱為1675kJ/kg，含H₂2%～4%的無煙煤分解熱為1047kJ/kg，所以，噴吹天然氣降低理論燃燒溫度最劇烈，重油次之，無煙煤降低最少。

(4)鼓風濕度。鼓風濕度的影響與噴吹物相同，由於水分分解吸熱，理論燃燒溫度降低。每1%濕度降低t_理45℃右。