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物理空气热量计算公式在物理学中，空气热量是一个重要的概念，它指的是空气中的热能。
热量是物体内部分子运动的一种表现，它是物体内部分子间相互作用的结果。
在大气科学和气象学中，热量的计算对于研究大气环流和气候变化具有重要意义。
本文将介绍物理空气热量的计算公式及其应用。
热量的定义。
热量是物体内部分子的运动能量，它是物质内部分子间相互作用的结果。
热量的单位是焦耳（J），它是国际单位制中的能量单位。
在气体中，热量是由分子的热运动所产生的能量，它与气体的温度和压力有关。
物理空气热量计算公式。
在大气科学和气象学中，常用的空气热量计算公式是热容和比热容的公式。
热容是指单位质量的物质在温度变化时吸收或释放的热量，它的单位是焦耳/（千克·摄氏度）。
比热容是指单位质量的物质在温度变化时吸收或释放的热量与温度变化的比值，它的单位是焦耳/（千克·摄氏度）。
空气的热容和比热容可以使用以下公式进行计算：热容Cp = 1005 J/(kg·°C)。
比热容Cv = 717 J/(kg·°C)。
其中，Cp表示定压比热容，Cv表示定容比热容。
空气的热容和比热容是与温度和压力有关的物理量，它们描述了空气在温度变化时吸收或释放的热量。
应用。
空气热量的计算公式在气象学和大气科学中有着广泛的应用。
首先，空气热量的计算可以用于研究大气环流和气候变化。
通过计算大气中空气的热容和比热容，可以了解大气在温度变化时吸收或释放的热量，从而揭示大气的热力学特性和热力学过程。
其次，空气热量的计算还可以用于天气预报和气候模拟。
通过对大气中空气热量的计算，可以提高天气预报的准确性，为人们的生产生活提供更精准的天气信息。
同时，空气热量的计算也是气候模拟的基础，它可以帮助科学家们更好地理解气候系统的复杂性和变化规律。
此外，空气热量的计算还可以用于工程领域。
在建筑设计和暖通空调系统的设计中，空气热量的计算可以帮助工程师们合理设计建筑的采暖和通风系统，提高建筑的能源利用效率和舒适性。
面向对象的先进循环燃气轮机工质热物性计算方法刘国库;潘福敏;郑洪涛【摘要】先进循环是燃气轮机发展的重要方向,1套通用先进循环工质热物性计算方法对先进循环研究具有重要意义.以工质最为复杂的化学回热循环为例,建立了1套通用的工质热物性计算方法,并论证了该方法也适用于其他先进循环.基于面向对象方法建立了1套计算系统并采用C++语言编制其计算程序,验证了空气和水蒸气的热物性计算精度,最大误差为0.00852％.采用该热物性计算方法计算了1个化学回热循环的热力过程;在给定的条件下其效率比简单循环效率提升32％,达到47.32％.结果表明:所提出的热物性计算方法计算准确,通用性强,为先进循环研究提供了基础.【期刊名称】《航空发动机》【年(卷),期】2013(039)006【总页数】7页(P36-42)【关键词】工质热物性;燃气轮机;先进循环;面向对象;化学回热循环【作者】刘国库;潘福敏;郑洪涛【作者单位】海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室,沈阳110015;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,哈尔滨150001【正文语种】中文现代社会的高速发展导致能源需求量高速增长，环境污染问题也愈加严重。
先进循环燃气轮机是应对现阶段能源危机和解决环境污染问题的1个重要方式[1-2]。
先进循环主要是回收燃气轮机高温余热来提高能源利用率，并改善燃烧状况以减少污染物排放。
先进循环的研发较为复杂，采用计算机仿真是1种简便的预研方法。
计算机仿真需要准确的计算模型，特别是先进循环的复杂工质需要精确的热物性计算模型。
目前涉及复杂工质物性的先进循环主要有化学回热循环（CRGT,Chemically Recuperated Gas Turbine Cycle）、联合循环（CC,Combined Cycle）、注蒸汽循环（STIG,STeam Injected Gas Turbine Cycle）、湿空气循环（HAT,Humid Air Turbine Cycle）、湿压缩循环（WCC,Wet Compression Cycle）等。
整个计算过程的公式包括三部分：一. 天然气物性参数及管线压降与温降的计算 二. 天然气水合物的形成预测模型 三. 注醇量计算方法.天然气物性参数及管线压降与温降的计算 20 C 标准状态1y i M i24.055任意温度与压力下Y i M i式中厂混合气体的密度，P —任意温度、压力下i 组分的密度，kg/m 3; y i — i 组分的摩尔分数； M i —i组分的分子量， V i —i 组分摩尔容积， 天然气密度计算公式pMW gZRT天然气相对密度天然气相对密度△的定义为：在相同温度，压力下，天然气的密度与空气密 度之比。
天然气分子量标准状态下，Ikmol 天然气的质量定义为天然气的平均分子量,Y i M iM式中 M —气体的平均分子量，kg/kmol ; y i —气体第i 组分的摩尔分数；M —气体第i 组分的分子量，kg/kmol天然气密度混合气体密度指单位体积混合气体的质量。
0 °C 标准状态按下面公式计算:1 22.414y i M i简称分子量。
(1)kg/m 3；kg/kmol；⑹式中 △—气体相对密度；厂气体密度，kg/m 3；p —空气密度，kg/m 3,在 P o =1O1.325kPa, T o =273.15K 时，p =1.293kg/m 3;在 P o =1O1.325kPa T O =273.15K 时，p =1.293kg/m 3。
因为空气的分子量为28.96,固有28.96假设，混合气和空气的性质都可用理想气体状态方程描述，则可用下列关系 式表示天然气的相对密度天然气的虚拟临界参数任何气体在温度低于某一数值时都可以等温压缩成液体，但当高于该温度时, 无论压力增加到多大，都不能使气体液化。
可以使气体压缩成液态的这个极限温 度称为该气体的临界温度。
当温度等于临界温度时，使气体压缩成液体所需压力 称为临界压力，此时状态称为临界状态。
混合气体的虚拟临界温度、虚拟临界压 力和虚拟临界密度可按混合气体中各组分的摩尔分数以及临界温度、临界压力和 临界密度求得，按下式计算。
第一章燃气的燃烧计算燃烧：气体燃料中的可燃成分（H2、 C m H n、CO 、 H2S 等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。
燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、具备反应时间热值:1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热值，单位是kJ/Nm3。
对于液化石油气也可用kJ/kg。
高热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量。
低热值是指1m3燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。
一般焦炉煤气的低热值大约为16000—17000KJ/m3天然气的低热值是36000—46000 KJ/m3液化石油气的低热值是88000—120000KJ/m3按1KCAL=4.1868KJ 计算：焦炉煤气的低热值约为3800—4060KCal/m3天然气的低热值是8600—11000KCal/m3液化石油气的低热值是21000—286000KCal/m3热值的计算热值可以直接用热量计测定，也可以由各单一气体的热值根据混合法则按下式进行计算：理论空气需要量每立方米(或公斤)燃气按燃烧反应计量方程式完全燃烧所需的空气量，单位为m3/m3或m3/kg。
它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。
过剩空气系数:实际供给的空气量v与理论空气需要量v0之比称为过剩空气系数。
α值的确定α值的大小取决于燃气燃烧方法及燃烧设备的运行工况。
工业设备α——1.05-1.20民用燃具α——1.30-1.80α值对热效率的影响α过大，炉膛温度降低，排烟热损失增加，热效率降低；α过小，燃料的化学热不能够充分发挥，热效率降低。
应该保证完全燃烧的条件下α接近于1.烟气量含有1m3干燃气的湿燃气完全燃烧后的产物运行时过剩空气系数的确定计算目的：在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的燃烧效率与热效率的降低。
空气显热计算公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：空气显热计算公式是用来计算空气的显热的数学公式。
显热是指单位质量物质在恒定压力下升高1度摄氏温度所需的热量。
在工程领域中，显热计算公式被广泛应用于空调、供暖、制冷等系统的设计中，以确保系统能够提供所需的热量或冷量。
下面我们将介绍一些关于空气显热计算公式的基本知识。
我们来看一下空气的显热是如何计算的。
空气的显热可以用如下的公式来表示：Q = m * Cp * ΔTQ表示所需的热量，单位为焦耳；m表示空气的质量，单位为千克；Cp表示空气的比热容，单位为焦耳/千克·摄氏度；ΔT表示升高或降低的温度差，单位为摄氏度。
在这个公式中，如果我们知道空气的质量、所需的热量和温度差，就可以通过计算得到空气的显热值。
这个公式在空气调节系统的设计中非常重要，设计师可以通过计算显热值来确定系统所需的制冷或供暖能力，从而确保系统的正常运行。
空气的比热容也是一个重要的参数。
比热容表示单位质量物质升高1度摄氏温度所需的热量。
空气的比热容并不是一个恒定值，它会随着温度的变化而变化。
一般来说，空气的比热容在20℃左右时为1.005焦耳/克·摄氏度，而在0℃时为1.005焦耳/克·摄氏度。
在实际应用中，设计师通常会将空气的显热值和比热容值作为常数值来进行计算。
在一些特殊情况下，比如当空气的温度和湿度发生变化时，这些常数值也会相应地变化。
在实际应用中，设计师需要根据具体情况来确定空气的显热值和比热容值。
除了空气的显热计算公式之外，温度、湿度、压力等参数也会影响空气的显热值。
在实际应用中，设计师需要考虑这些参数的变化，以确定系统的设计参数。
比如在空调系统中，空气的温度和湿度会直接影响系统的制冷效果，而空气的压力则会影响系统的工作效率。
空气的显热值也受到空气的成分和气体混合比的影响。
空气是一种混合气体，其中主要成分是氮气和氧气，而少量的水蒸气、二氧化碳等成分也会对空气的显热值产生影响。
燃气量转换热值计算公式燃气是一种常用的燃料，广泛用于家庭供暖、工业生产和发电等领域。
在使用燃气时，我们经常需要将燃气的数量转换为其热值，以便进行能量计算和成本核算。
燃气量转换热值计算公式是一种常用的计算方法，通过该公式可以准确地将燃气的数量转换为其热值。
本文将介绍燃气量转换热值计算公式的原理和应用，以及在实际工程中的一些注意事项。
燃气的热值是指单位燃气所释放的热量，通常以焦耳或千焦的形式表示。
燃气的热值与其组成成分有关，不同类型的燃气具有不同的热值。
在实际工程中，我们通常使用标准燃气热值来进行计算，标准燃气热值是指在标准大气压和温度下，单位体积燃气所释放的热量。
燃气的热值通常以每立方米或每立方英尺的形式表示，我们需要将燃气的数量转换为其热值时，就需要使用燃气量转换热值计算公式。
燃气量转换热值计算公式的原理是基于燃气的热值和密度之间的关系。
燃气的密度是指单位体积燃气的质量，通常以千克/立方米或磅/立方英尺的形式表示。
我们可以通过燃气的密度和热值之间的关系，推导出燃气量转换热值的计算公式。
一般而言，燃气的热值与密度成正比，即热值等于密度乘以一个常数。
通过这个关系，我们可以得到燃气量转换热值的计算公式：燃气量（立方米）×燃气密度（千克/立方米）×燃气热值（焦耳/千克）= 燃气热值（焦耳）。
在这个公式中，燃气量是指燃气的实际使用量，通常以立方米为单位；燃气密度是指燃气的密度，通常以千克/立方米为单位；燃气热值是指燃气的热值，通常以焦耳/千克为单位。
通过这个公式，我们可以将燃气的数量转换为其热值，从而进行能量计算和成本核算。
在实际工程中，使用燃气量转换热值计算公式时需要注意一些问题。
首先，我们需要确保所使用的燃气密度和热值是准确的。
燃气的密度和热值通常由供应商提供，我们需要核实这些数据的准确性，并在计算时使用准确的数值。
其次，我们需要注意单位的统一。
在使用燃气量转换热值计算公式时，我们需要确保所使用的单位是统一的，否则会导致计算结果的错误。
燃气-空气热物性计算
基于美国NIST 网站数据库以及相应的计算软件REFPROPV8.0，拟合出多种气体的特性（如密度、定压比热容、导热系数和粘性系数等）与温度之间的关系，然后将其视为理想气体，依据理想气体混合法计算燃气或者空气的热物性。
常见气体组分
1定压比热
利用插值法拟合出各气体的定压比热随温度变化的方程，方程形式如下：
C Pi =
αk (T /1000)k 7k =0
kJ /(kg ∙K )
混合气体的定压比热容：
C P = x i C Pi n
1
x i −组分气体的质量百分数；n −混合气体的组分种类数。
定压比热系数
计算出每一组分的定压比热后，对其进行温度积分即可得到该组分的焓值： i = C P dt T
T 0
= αk (T 1000)k +1−αk 273.151000 k +1
7
k =0∙1000/(k +1) kJ /kg
混合气体的比焓：
= x i i n
1
x i −组分气体的质量百分数；n −混合气体的组分种类数。
3熵函数计算
等熵绝热过程热力计算： 熵的定义：
ds =dq T =C p dT −vdp T =C p dT T −R dp p
工质经过等熵绝热过程由状态1到状态2 ，对上式积分得：
s 2−s 1=dq T = C p
dT T T 2T 1− R dp p P 2
P 1
=0
则：
C p
dT
T
T 2T 1
=R ∙ln P 2
P 1
C p dT
T
T 2T
1
的取值只与过程始末的温度有关，因此可以定义：
Φ T =
C p dT
Φ T 2 −Φ T 1 =
C p dT T 2T 1
Φ T 为工质的状态函数，是温度的单值函数，简称熵函数。
于是有：
Φ T 2 −Φ T 1 =R ∙ln P 2
P 1
=R ∙ln π
计算出每一组分的定压比热后，对其进行温度积分即可得到该组分的熵函数值：
Φi = C P T dt T
T 0
=α0 ln T 1000 −ln 273.151000 + αk (T 1000)k −αk 273.151000 k
7k =1/k
kJ /(kg ∙K )
混合气体的熵函数：
Φ= x i Φi n
1
x i −组分气体的质量百分数；n −混合气体的组分种类数。
由上一节分析可知，单一气体的比熵值为：
s i =
C p
dT T 2T 0
−R ∙ln P 2
混合气体的比熵：
s = x i s i n
1
x i −组分气体的质量百分数；n −混合气体的组分种类数。
其中，基准值T 0=273.15K ，P 0=101325Pa 。
5燃烧过程分析
燃料燃烧化学方程式：
C x H y O z N u S v + x +v +y 4−z 2 O 2→x ∙CO 2+y 2H 2O +u
2N 2+v ∙SO 2
假定：油气比为f ，空气质量为1kg ，则燃料质量为f kg ，燃气质量为（1+f ）kg 。
燃烧后的组分
燃烧后的组分质量计算
6混合气焓值/熵函数值计算焓值计算：
= SO
2
∙m SO
2
+ N
2
∙m N
2
+ CO
2
∙m CO
2
+ H
2O
∙m H
20
+ air− O
2
∙m O
2
1+f
熵值计算：
s=s SO
2
∙m SO
2
+s N
2
∙m N
2
+s CO
2
∙m CO
2
+s H
2O
∙m H
20
+s air−s O
2
∙m O
2
1+f
附：常用元素原子和气体分子的摩尔质量
常用元素原子和气体分子的摩尔质量(g/mol)
附：运动黏度计算方法
有时在气动计算中需要考虑气体的粘性系数。
常见气体的运动粘度系数计算如下：
μuPa∙s=b k
T 1000
k
9
k=0
运动粘度系数
已知混合气体各组分的粘性系数之后，便可通过Wilke半经验公式求得混合气体的粘性系数，即：
μ=
μi
1+1
x i
x iϕij
j=1,j≠i
n
i=1
ϕij=1+ μi/μj0.5 M j/M i0.25
2
81+M i/M j
x i−组分气体的摩尔百分数；M−g各组分的摩尔质量。
