[科普中国]-理论燃烧温度

燃料在定容或定压下燃烧时，其产生的热量常分为两个部分：一部分传给周围环境，一部分使燃烧产物加热，温度升高。传给外界的热量越少，燃烧产物的温度越高。当传给外界的热量为零，即实现绝热的完全燃烧时，燃烧产物的温度达到最大值，这时燃烧产物所达到的温度称为绝热论燃烧温度或理论燃烧温度。此处的完全燃烧包括两方面的含义，一方面是指燃料被氧化至最高价氧化物，即充分燃烧；另一方面是指燃料的燃烧率为100%。1

概念简介如果在保持定压或定容的条件下，燃料在过量空气中完全燃烧，并且燃烧过程中系统与外界完全绝热，则燃烧生成物所达到的温度称为理论燃烧温度。该温度也是在给定条件下燃料燃烧可能达到的最高温度。

在定压条件下绝热燃烧，依据热力学第一定律，有

即在绝热条件下进行定压燃烧时,随着全部反应物本身发生化学变化转变成生成物，反应物的焓也全部转变成生成物的焓。根据焓和温度的关系就可按照生成物的焓值确定定压燃烧系统的理论燃烧温度。2

同样，对于燃料在绝热条件下进行的定容燃烧过程，按热力学第一定律也可推得

即在绝热条件下进行定容燃烧时，随着系统中反应物本身发生化学变化而全部转变成生成物，反应物的热力学能也全部转变成生成物的热力学能。根据热力学能和温度的关系就可按照生成物的热力学能的数值确定定容燃烧系统的理论燃烧温度。2

在由焓或热力学能确定其所对应的生成物的温度时,主要根据生成焓的数值及温度变化时焓的变化进行计算。由于生成物涉及多种物质，只有当它们的焓或热力学能的总和等于给定值时才能求得理论燃烧温度，故一般需要经过多次迭代才能确定。2

计算方式确定理论燃烧温度在确定理论燃烧温度时，假定燃料及助燃物的最初温度均为25℃。经过定压绝热燃烧后，由于与外界没有热交换，燃料的燃烧热全部被用来加热生成物。此时有：

①

①式中：为燃料的标准燃烧热；为燃烧反应完成后系统所包含的混合物的摩尔定压热容；、分别为燃烧产物中第j组元的摩尔数的摩尔定压热容；为理论燃烧温度；T0=298K。利用式①可以求出燃料定压燃烧时的理论燃烧温度。

定容理论燃烧温度对于定容燃烧，也可以用相似的方法求得定容理论燃烧温度，即

②

②式中：为定容标准燃烧热；为燃烧反应完成后系统中混合物的定容热容；、分别为燃烧产物中第j组元的摩尔数及摩尔定容比热。Tt为定容理论燃烧温度。3

影响因素影响理论燃烧温度的主要因素有以下几点：

(1)鼓风温度。鼓风温度升高，则鼓风带人的物理热增加，理论燃烧温度升高。

(2)鼓风富氧度。鼓风含氧量提高以后，N2含量减少，此时虽因风量减少而使Q风有所降低。但由于N2含量降低的幅度大，理论燃烧温度显著升高。4

(3)喷吹燃料。由于喷吹物分解吸热和H2含量增加，理论燃烧温度降低。由于各种喷吹燃料的分解热不同：含H222%～24%的天然气分解热为3350kJ/m3，含H211%～13%的重油分解热为1675kJ/kg，含H22%～4%的无烟煤分解热为1047kJ/kg，所以，喷吹天然气降低理论燃烧温度最剧烈，重油次之，无烟煤降低最少。

(4)鼓风湿度。鼓风湿度的影响与喷吹物相同，由于水分分解吸热，理论燃烧温度降低。每1%湿度降低t理45℃右。4

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学