点火燃料的燃烧计算（二）

   （2）燃料的发热量计算。每千克液体、固体燃料或每立方米气体燃料完全燃烧后放出的热量称为燃料的发热量。
    燃料完全燃烧后所放出的热量与燃烧产物的状态和温度有关。燃烧产物的温度冷却到反应物的原始温度，燃烧产物中的水成0℃水的状态时，单位燃料完全燃烧所放出的热量称为燃料高发热量，用符号Q_高表示，单位是千焦/米³（气体）或千焦/千克（液体或固体燃料）。燃烧产物的冷却到反应物的原始温度，燃烧产物中水成20℃的水气状态存在时，单位燃料完全燃烧后放出的热量称为燃料低发热量用Q_低表示，单位同上。工业上大都用低发热量表示燃料发热量的大小。
    它是从热力学函数表ΔH₂₉₈计算而得。例如H₂的燃烧反应为：

    从热力学函数表中查得：
                  ΔH₂₉₈H₂O_气=-242.76千焦/克分子
                  ΔH₂₉₈H₂O_液=-287.28千焦/克分子
    因此，H₂完全燃烧后成水气时的热效应：

    由于C有非晶质碳及石墨碳两种，故CO及CO₂的生成热在一些文献中有些差别，因此CO、CH₄、C₂H₄等含C气体的发热量与上表有出入。
    燃料的发热量可用实验方法测定，也可用计算方法计算。
    1）气体燃料低发热量的计算：气体燃料完全燃烧后所放出的热量应是煤气中各可燃组成物低热效应的总和，即：
            Q_低=12.7CO_湿+I0.8H_2湿+35.3CH_4湿+60.06C₂H_4湿+23.18H₂S_湿        （4）
    如规定在计算时各湿成分代以百分数的绝对数值，则上式变为：
            Q_低=0.127CO_湿+0.108H_2湿+0.355CH_4湿+0.60IC₂H_4湿+0.2318H₂S_湿    （5）
    举例：求焦炉煤气的低发热量（成分同前）。
            Q_低=0.127×6.84+0.108×60.02+0.355×21.57+0.601×2.4
               =0.8687+6.482+7.657+1.442=16.45百万焦/米^3[next]
    2）液体燃料低发热量（固体燃料亦相同）：液体燃料燃烧后所放出的热量包括有机化合物的分解热和可燃组成物的燃烧热。由于有机物的化学结构不清，分解热较难确定，故目前多用经验公式计算液体和固体燃料发热量，常用的较为准确的经验公式为：
           Q_低=33.89C_用+102.93H_用-10.878（O_用-S_用）-2.5IW_用             （6）
    在计算时如规定各组成物的供用成分皆代以百分数的绝对数值，则上式变为：
           Q_低=0.3389C_用+1.0293H_用-0.1087（O_用-S_用）-0.0251W_用          （7）
    举例：已知上述的重油供用成分，求该重油的低发热值。
    Q_低=0.3389×85.6+1.0293×10.50-0.1087（0.5-0.7）-0.0251×2.0=39.87百万焦/千克
    3）确定燃烧需要的空气量及燃烧产物的体积：各种燃料都含有一定量可燃物，燃料中的可燃物进行完全燃烧反应所需要的空气量称为燃料燃烧的理论空气需要量,用符号L₀表示.其单位是米³/米³(气体燃料)或者米³/千克(液体和固体燃料).由于燃料中的可燃物与空气中的氧气在燃烧前需有一定的接触机会和反应时间，加入理论空气需要量也不足以保证燃料完全燃烧。为此实际生产所加入的空气量都大于理论空气需要量。此实际空气需要量用符号L_n表示，单位是米³/米³或米³/千克。实际空气需要量与理论空气需要量的比值称为空气过剩系数，用符号n表示。

    空气过剩系数过小，燃烧不完全，空气过剩系数过大对燃烧温度有影响。各种燃料燃烧的经验空气过剩系数还因燃烧设备而不同。一般气体燃料选用1.02～1.2,液体燃料1.1～1.25,固体燃料1.3～1.7.
    每1立方米煤气燃烧需要氧的体积为：

    实际空气需要量：L_n=nL₀
    过剩空气量：L_剩=L_n-L₀=(n-1)L₀