Завышение температуры адиабационного пламени (газообразный водород)

Я работаю над кодом, который вычисляет адиабатическую температуру пламени с учетом сбалансированного уравнения и соответствующих термодинамических свойств, и я начинаю с самой простой реакции горения, которую только могу придумать: стехиометрического сжигания чистого водорода с чистым кислородом.

2 ЧАС 2 + О 2 2 ЧАС 2 О

Я использую эти термодинамические значения:

час ф , ЧАС 2 "=" 0,0  кДж/кмоль

час ф , О 2 "=" 0,0  кДж/кмоль

час ф , ЧАС 2 О "=" 241820  кДж/кмоль

с п "=" 1,864 кДж/кг-К при 300К для ЧАС 2 О ( г )

с п "=" 3.217 кДж/кг-К при 4000К для ЧАС 2 О ( г )

Если уравнение сгорания, которое я написал, основано на кмоль, я получаю общее изменение энтальпии 483640 кДж при сгорании. Если это тепло идет на нагрев продукта (водяного пара), я получаю повышение температуры в диапазоне от 4173K до 7201K (конечные температуры 4471K и 7499K) в зависимости от используемой вами удельной теплотворной способности.

483640  кДж ( 3.217  кДж/кг-К ) ( 36.03  кг ) "=" 4173  К

483640  кДж ( 1,864  кДж/кг-К ) ( 36.03  кг ) "=" 7201  К

Когда я запускаю код, который фактически учитывает изменения удельной теплоемкости на протяжении всего процесса нагрева (интерполяция на основе таблицы на каждом шаге), я получаю 5024К. Даже мое самое низкое значение, предполагающее постоянную удельную теплоемкость при самом высоком значении, дает повышение температуры выше, чем число, указанное в Википедии, ~ 3500K. Я делаю какую-то ошибку или есть какой-то фактор, который отличает реальную вещь от идеализации? Спасибо.

Вы предполагаете полное сгорание, но даже в идеальных условиях принцип Ле Шателье запрещает это. en.wikipedia.org/wiki/… .Высокие температуры влияют на константы равновесия реакции.

Ответы (1)

Я думал, что это связано с диссоциацией, и подтвердил это из книги Майкла Либермана.

Предполагаемая реакция 2 ЧАС 2 + О 2 2 ЧАС 2 О не верно при высокой температуре. Молекулы будут диссоциировать на ЧАС 2 , ЧАС , О 2 , О , О ЧАС , ЧАС О 2 . реакции диссоциации (например, ЧАС 2 О О ЧАС + ЧАС + О ) являются эндотермическими и, таким образом, снижают температуру пламени.

Для расчета адиабатической температуры пламени вам может понадобиться программа, такая как Stanjan, чтобы включить больше видов.