Adiabatic Flame Temperature Hydrogen
论氢之绝热火焰温度
闻氢之燃烧,绝热火焰温度一事,关乎诸多。氢,纯净之质,燃时所发之热,于绝热之境,可达何温,实乃学界探究之重。
夫燃烧之理,氢与氧合,其化方为:\(2H_{2}+O_{2}\rightarrow2H_{2}O\) 。此中能量之变,由键之断合而生。氢与氧之键破,新之水键成,能量外释。
绝热之时,无热与外界交换。所放之热,皆用于提升产物之温。产物多为水蒸气,设初始态氢与氧温度为 \(T_{0}\) ,压力为 \(p_{0}\) ,燃烧后产物温度为 \(T_{ad}\) (即绝热火焰温度)。
由能量守恒,反应热 \(Q_{r}\) 等于产物焓变 \(\Delta H_{p}\) 。反应热可由生成焓算得,各物质生成焓已知,如氢之生成焓为 \(0\) ,氧亦为 \(0\) ,水之生成焓为定值。
产物焓变与温度相关,其热容 \(C_{p}\) 随温度有小变,可近似为常数,或依经验公式求之。由 \(\Delta H_{p}=\int_{T_{0}}^{T_{ad}}C_{p}dT\) ,结合 \(Q_{r}\) ,可解 \(T_{ad}\) 。
然实际之境,与理想有别。燃烧或非完全,杂质、压力之变皆有影响。压力升,绝热火焰温度或升;杂质存,或吸热,致温度降。
探究氢之绝热火焰温度,于氢能利用、燃烧设备设计等,意义非凡。明其温,可优燃烧过程,提能之效,减污染之生。
闻氢之燃烧,绝热火焰温度一事,关乎诸多。氢,纯净之质,燃时所发之热,于绝热之境,可达何温,实乃学界探究之重。
夫燃烧之理,氢与氧合,其化方为:\(2H_{2}+O_{2}\rightarrow2H_{2}O\) 。此中能量之变,由键之断合而生。氢与氧之键破,新之水键成,能量外释。
绝热之时,无热与外界交换。所放之热,皆用于提升产物之温。产物多为水蒸气,设初始态氢与氧温度为 \(T_{0}\) ,压力为 \(p_{0}\) ,燃烧后产物温度为 \(T_{ad}\) (即绝热火焰温度)。
由能量守恒,反应热 \(Q_{r}\) 等于产物焓变 \(\Delta H_{p}\) 。反应热可由生成焓算得,各物质生成焓已知,如氢之生成焓为 \(0\) ,氧亦为 \(0\) ,水之生成焓为定值。
产物焓变与温度相关,其热容 \(C_{p}\) 随温度有小变,可近似为常数,或依经验公式求之。由 \(\Delta H_{p}=\int_{T_{0}}^{T_{ad}}C_{p}dT\) ,结合 \(Q_{r}\) ,可解 \(T_{ad}\) 。
然实际之境,与理想有别。燃烧或非完全,杂质、压力之变皆有影响。压力升,绝热火焰温度或升;杂质存,或吸热,致温度降。
探究氢之绝热火焰温度,于氢能利用、燃烧设备设计等,意义非凡。明其温,可优燃烧过程,提能之效,减污染之生。
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