绝热火焰温度
编辑在燃烧研究中,有两种绝热火焰温度,定容和定压,这取决于过程是如何完成的。
定容绝热火焰温度是在没有任何功、热传递或动能或势能变化的情况下发生的完全燃烧过程所产生的温度。它的温度高于恒压过程,因为没有能量被用来改变系统的体积(即产生功)。
普通火焰
编辑在日常生活中,遇到的绝大多数火焰都是由木材、蜡、脂肪、塑料、丙烷和汽油等材料中的碳氢化合物快速氧化引起的。这类物质在空气中的恒压绝热火焰温度在1950℃左右的较窄范围内。这主要是因为燃烧的热量有机化合物的消耗量与消耗的氧气量成正比,这会成比例地增加必须加热的空气量,因此较大的燃烧热对火焰温度的影响会被抵消。较高温度下的不完全反应进一步削弱了较大燃烧热的影响。
因为大多数燃烧过程自然发生在露天,所以没有什么能像发动机的气缸那样将气体限制在特定的体积内。结果,这些物质将在恒定压力下燃烧,从而使气体在此过程中膨胀。
热力学
编辑由于每个硝基甲烷分子都含有一种氧化剂,在氮和氧之间具有较高的能量键,因此它比碳氢化合物或含氧甲醇燃烧得更热。这类似于添加纯氧,这也会提高绝热火焰温度。这反过来又允许它在定容过程中建立更多的压力。压力越高,作用在活塞上的力就越大,从而在发动机中产生更多的功和更多的动力。它保持相对较热的化学计量比,因为它含有自己的氧化剂。然而,由于这种较高的温度,发动机在硝基甲烷上持续运行最终会熔化活塞和/或气缸。
在现实世界的应用中,通常不会发生完全燃烧。化学规定解离和动力学将改变产物的组成。有许多程序可以计算绝热火焰温度,同时考虑通过平衡常数的解离(Stanjan、NASACEA、AFTP)。下图说明解离效应倾向于降低绝热火焰温度。这个结果可以用勒夏特列原理来解释。
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