物质的燃烧热与生成焓的计算
燃烧是一种常见的化学反应，通过与氧气的反应，物质在释放能量的同时生成新的产物。燃烧反应中，燃料物质的燃烧热是评价燃料能量的重要指标。而生成焓则是描述新产物的能量变化的指标。在化学中，我们可以通过计算来确定物质的燃烧热和生成焓。
一、燃烧热的计算方法
燃烧热是在恒定压力下燃料完全燃烧时所释放的能量。在计算燃料的燃烧热时，可以使用如下的计算公式：
燃烧热 = 燃料燃烧释放的热量 / 燃料的质量
通常，燃料的燃烧热是以每克燃料释放的热量来表示的。因此，在实际计算中，我们需要知道燃料燃烧时释放的热量以及燃料的质量。
燃料的燃烧热可以通过实验测定得到，或者通过计算近似估算。在实验测定中，通常会采用燃烧热计或者弹簧式卡计来测定燃料的燃烧热。而在计算估算中，常常根据烃类燃料的结构和元素组成来估算燃烧热。
二、生成焓的计算方法
生成焓是描述化学反应生成产物时所变化的能量的物理量。在计算生成焓时，可以使用如下的计算公式：
生成焓 = 生成物的焓 - 反应物的焓 生成物和反应物的焓可以通过化学平衡方程以及相应物质的热力学数据来确定。化学平衡方程中的系数表示了化学反应的摩尔比率，而热力学数据中的热化学方程则包含了物质的生成焓。
在计算生成焓时，需要注意保持平衡方程中的摩尔比率和物质计量单位的一致性。如果平衡方程中的反应物和生成物的摩尔比率不为1:1，那么在计算生成焓时需要进行系数修正。
三、举例说明
以甲烷燃烧为例，甲烷(CH4)在恒定压力下完全燃烧生成CO2和H2O。我们可以通过燃烧热和生成焓的计算来理解燃烧反应的能量变化。
首先，根据实验测定的数据，甲烷的燃烧热为891 kJ/mol。假设完全燃烧1 mol甲烷，则释放的热量为891 kJ。
其次，根据化学平衡方程，甲烷燃烧生成1 mol CO2和2 mol H2O。根据热化学方程，CO2和H2O的生成焓分别为-393.5 kJ/mol和-285.8
第三章 燃料及燃烧过程
3-2 燃料燃烧计算
一、燃料燃烧计算的内容及目的
（一）计算内容：①空气需要量 ②烟气生成量 ③烟气成分 ④燃烧温度
（二）目的：通过对以上内容的计算，以便正确地进行窑炉的设计和对运行中的窑炉进行正确的调节。
二、燃烧计算的基本概念
（一）完全燃烧与不完全燃烧。
1、完全燃烧：燃料中可燃成分与完全化合，生成不可再燃烧的产物。
2、不完全燃烧：
化学不完全燃烧：产物存在气态可燃物。
物理不完全燃烧：产物中存在固态可燃物。
（二）过剩空气系数
1、过剩空气系数的概念
а=Va/V0a
2、影响过剩空气系数的因素：
1）燃料种类：气、液、固体燃料，а值不同；
2）燃料加工状态：煤的细度、燃油的雾化粘度。
3）燃烧设备的构造及操作方法。
3、火焰的气氛：
①氧化焰：а>1，燃烧产物中有过剩氧气。
②中性焰：а=1
③还原焰：а<1，燃烧产物中含还原性气体（CO、H2）
三、空气需要量、烟气生成量及烟气成分、密度的计算
（一）固体、液体燃料：
基准：计算时，一般以1kg或100kg燃料为基准，求其燃烧时空气需要量、烟气生成量。
方法：按燃烧反映方程式，算得氧气需要量及燃烧产量，然后相加，即可得空气需要量与烟气生成量。
1、理论空气量计算：
1）理论需氧量： V0O2=12arC+4arH+32arS－32arO (Nm3/kgr) 2）理论空气量：V0a=1004.22（12arC+4arH+32arS－32arO）21100
=0.089Car+0.267Har+0.033(Sar-Oar) (Nm3/kgr)
2、实际空气量计算： Va=а×Voa
3、理论烟气生成量的计算：V0L=VCO2+VH2O+VSO2+VN2
=1004.22 (12arC+2arH+18arM+32arS+28arN)×Voa+0.79Voa
1 计算：
一、已知某烟煤的应用基成分为（%）：Cy—74.31,Hy—4.47, Oy—4.36,
Ny—1.78, Sy—2.75, Ay—8.33, Wy—4.0,煤的低位热值为：29.53（MJ/kg）
试求：
1、理论空气需要量L0（Nm3/kg）和理论烟气量V0（Nm3/kg）;
2、如某加热炉用该煤加热，热负荷为17×103 kW，过剩空气系数n=1.35，求该加热炉每小时的供风量，每小时的烟气生成量以及烟气的成分比例。
解：（1） 计算理论空气需要量L0和理论烟气量V0：
kgNmOSHCL/74.701.036.475.247.4831.743821.0429.11100183821.0429.1130
kgNmLNWHSCV/08.874.779.0224.02878.1184247.43275.210031.74100791004.22281823212300
（2）加热炉每小时所需煤量为：
hkgQm/10073.2295303600101736001017333低
每小时的烟气生成总量：
)/(10237.274.7)135.1(08.82073])1[3400hNmLnVmVmVntol（
每小时需要的供风量：
hNmmnLLtol/10166.274.735.12073340（可以据此选择鼓风机）
计算各烟气组分的小时体积量：
)/(5.287520731004.221231.741004.221232hNmmCVco
)/(9.3920731004.223275.21004.223232hNmmSVso
重 庆 科 技 学 院 教 案 用 纸
第二部分：热工计算 (4-6章)
第 一 次课 课题： 4. 燃料及燃烧计算
§4.1燃料的通性
一、本课的基本要求：
1. 掌握燃料的化学组成及各种成分之间的相互转换。
2. 燃料发热量的计算。
3. 标准燃料的概念。
二、本课的重点、难点：
1. 重点：燃料的化学组成。
2. 难点:：燃料成分之间的相互转换。
三、作业：
第4章 燃料及燃烧计算
1.燃料的定义：凡是在燃烧时(剧烈地氧化)能够放出大量的热，并且此热量能有效地被利用在工业或其他方面的物质称为燃料。
. 所谓有效地利用是指利用这些热源在技术上是可能的在经济上是合理的。
2.对燃料的要求：
(1)在当今技术条件下，单位质量(体积)燃料燃烧时所放出的热可以有效地利用。
(2)燃烧生成物是气体状态，燃烧后的热量绝大部分含欲其气体生成物之中，而且可以在放热地点以外利用生成物中所含的热量。
(3)燃烧产物的性质时熔炼(加热)设备不起破坏作用，无毒、无腐蚀作用。
(4)燃烧过程易于控制。
(5)有足够多的蕴藏量，便于开采。
§4.1 燃料的通性
一、燃料的化学组成
1.固(液)体燃料的化学组成
(1) 固(液)体燃料的基本组成
固液体燃料的基本组成有C、H、O、N、S、W(水分)及A(灰分)，其中C、H、S能燃烧放热构成可燃成分，但S燃烧后生成的而氧化硫为有毒气体。所以视硫为有害成分；氧和氮的存在相对降低了可燃成分的含量，属于有害物质；水分(W)的存在不仅相对降低了可燃成分含量，而且水分在蒸发时要吸收大量的热，所以视水为有害物质；灰分的存在不仅降低了可燃成分的含量，而且影响燃烧过程的进行，在燃烧过程中易溶结成块，阻碍通讯，造成燃料浪费和增加排灰的困难。
(2) 固(液)体燃料的成分分析
固(液)体燃料的成分分析方法有元素分析法和工业分析法两种。
元素分析法是确定燃料中C、H、O、N、S的重量百分含量,它不能说明燃料由那些化合物组成及这些化合物的形式。只能进行燃料的近似评价,但元素分析法的结果是燃料计算的重要原始数据。
