航空发动机燃烧学（燃烧焓和热值）

一、燃烧焓

燃烧焓又叫标准反应焓：当1mol的燃料与化学当量（化学恰当）的空气混合（即初始状态的混合物）以一定标准参考状态（比如1atm，25℃）进入稳定流动的反应器，并且生成产物（我们假设为二氧化碳、水蒸气、氮气）也以同样的标准状态离开该反应器（即最终状态的混合物），这个反应释放出来的热量就是燃烧焓。

对于等压反应过程：

简单来说就： 燃烧焓（燃烧释放的能量） 等于 燃烧后的混合物总焓（具有的能量） 减去 燃烧前的混合物总焓（具有的能量）

而反应焓的定义就是：等温等压条件下化学反应的焓变（燃烧后的混合物总焓和 燃烧前的混合物总焓之差.）

此时再回过来看燃烧焓，就是标准摩尔状态下的反应焓；这也解释了为什么燃烧焓也叫标准反应焓。

天然气（甲烷）输送

二、燃料热值

其实很多物质都可以燃烧，那么燃料和其他物质相比具有什么优势呢？这就涉及到热值的概念了。

热值指的是单位质量或单位体积（对气体燃料而言）的燃料（在标准状态下）与空气完全燃烧时所能释放出的最大热量。这是衡量燃料作为能源的一个很重要的指标。

热值等于反应焓或燃烧焓的相反数；对放热反应，反应热（焓）是负值。绕来绕去，就是说在燃烧（放热反应）中，热值一定是正值，燃烧焓一定是负值。

单位：

• 对固体燃料和液体燃料（kJ/kg）

• 对气体燃料（kJ/Nm³）

Nm³为标准立方米，指在0摄氏度1个标准大气压下的气体体积；N代表名义工况(Nominal Condition)，即空气的条件为：一个标准大气压, 温度为 0°C, 相对湿度为0%。此时1mol气体体积为22.4L，质量与气体的分子量有关。

对于燃烧后会产生可凝结产物（如产生水）的燃料

-产物凝聚状态时为高热值（HHV）

计算时计入燃烧生成的水蒸气汽化潜热

解释：燃烧排出的烟气温度低，燃烧前后热差值大，说明能源的利用效率高。这就说明了燃料的热值高，所以是高位热值（HHV）

-产物为汽态时为低热值（LHV）

计算时不计入水蒸气凝结成水的凝结热

解释：燃烧排出的烟气温度高，燃烧前后热差值小，说明能源的利用效率低。这就说明了燃料的热值低，所以是低位热值（LHV）

1. 当排出的烟气的温度高于100℃时，水蒸气就不会凝结，此时就采用低热值（LHV）计算

2. 一般1000kcal（4186kJ）发热量需要约1Nm³空气；因为热值越高，需要的空气量约多，这个可以用于估算

潜热是相变潜热的简称，指物质在等温等压情况下，从一个相变化到另一个相（例如液态变为气态）吸收或放出的热量。这是物体在固、液、气三相之间以及不同的固相之间相互转变时具有的特点之一。

熔解热：固、液之间的潜热，又称为凝固热

汽化热：液、气之间的潜热，又称为凝结热

升华热：固、气之间的潜热，又称为凝华热

如果大家对当量比、化学恰当、绝对焓、生成焓这些基础概念不是太了解的话可以看看之前这篇：

航空发动机燃烧学基础概念