大部分燃燒系統是獲取熱量和功。反應物由燃料和氧化劑組成。

氧化劑（通常是空氣中的氧）

• 在地球上空氣是免費的，無需儲存和攜帶

• 空氣中的氧氣的摩爾濃度約為21%

• 氮氣的摩爾濃度是79%

• 1摩爾的氧氣有3.76摩爾的氮氣

• 空氣中的氮氣對燃燒有稀釋作用，能降低燃燒的反應強度

• 如需提高燃燒強度，行之有效的方法之一是采取純氧或富氧燃燒

◎ 摩爾濃度一般指物質的量濃度

氣态（氫氣、一氧化碳、碳氫燃料等）

液态（種烷烴、甲醇、乙醇等）

固态（煤炭、木材等）

一、化學恰當比

考慮各種元素的質量守恒，一個化學反應可以寫成如下形式

化學恰當反應：所有參加化學反應的反應物都按化學反應方程式中的比例完全燃燒的反應。

空氣-燃料化學恰當比（空/燃）：化學恰當反應時消耗的空氣與燃料的質量之比。

化學恰當（化學當量）的特點：

• 在化學反應過程中，反應物能夠完全消耗

• 燃料和空氣的配比在化學當量時，燃燒強度最高

• 對于一般的燃油反應，理論空氣量在15左右

理論空氣量為15是個什麼概念呢，也就是1kg左右的汽油、煤油這些燃油完全燃燒需要15kg左右的空氣。如果進一步細分的話，由于汽油的熱值、揮發性高，需要的空氣就多些（約14.8kg）；而煤油需要的則少些（約14.7kg）。

◎ 化學當量泛指化學方面的當量術，是指當量值與特定或俗成的數值相當的量，表示元素或化合物相互作用的質量比的數值。

二、油氣比

油氣比（f）就是燃燒室中燃油和空氣組成的混合氣體中，油（mf）和氣（ma）的質量之比。

油氣比數學表達式

通過燃料的化學反應計量方程式可以計算出化學恰當油氣比（f0）

它和理論空氣量（L0）是互為導數的關系

化學恰當油氣比

◎ 化學計量方程式就是一個按化學系數進行的化學反應方程式。

例如：

磷在氧氣中燃燒

◎ 理論空氣量簡單來說就是燃料完全燃燒所需要的空氣量。

對于碳氫燃料和空氣的化學反應，再根據上面幾個式子

計算結果表明對于1摩爾的碳氫燃料，隻需要a摩爾的空氣就能完全反應

三、當量比

當量比（φ）表示燃料和氧化劑的混合物的配比（該表示方法歐美用的較多）

當φ=1時，表示混合物剛好滿足化學恰當比

當φ>1時，表示混合物中燃料大于需求量

當φ<1時，表示混合物中燃料小于需求量

在燃燒室中，我們用當量比來表示 （實際燃油質量）與實際空氣按化學恰當比燃燒所需要的（理論燃油質量）之比

當量比是一種無量綱量（沒有單位的量）。無量綱量通常是通過一個比值來定義的，它經常出現在實際工程應用中，其優點是将不同單位的量歸一化，以方便計算。

四、餘氣系數

餘氣系數（α）指燃燒室中（實際空氣質量）與實際燃油按化學恰當比燃燒所需（理論空氣質量）之比，剛好和當量比互為導數。（此表示方法酥蓮等國用的較多）

當α=1時，表示混合物剛好滿足化學恰當比

當α>1時，表示混合物中氧化劑大于需求量

當α<1時，表示混合物中氧化劑小于需求量

五、絕對焓和生成焓

首先什麼是焓呢？

焓（H）是熱力學中表征物質系統能量的一個重要狀态參量，其物理意義是熱力學能（也叫内能）加上PV（膨脹做功）的一種能量。焓是一個狀态參量，它和中間變化過程無關隻和初末狀态有關。

反應的熱效應：所有化學反應都伴随着能量的吸收或釋放。

狀态參量

蓋斯定律

1. 化學反應的熱效應隻與化學反應的初始狀态和終止狀态有關，與中間變化過程無關，且熱效應總值不變

2. 适用于化學反應的等壓（P恒定）和等容（V恒定）過程，是熱力學第一定律在熱化學中的應用

熱力學第一定律：熱量可以從一個物體傳遞到另一個物體，也可以與機械能或其他能量互相轉換，但是在轉換過程中，能量的總值保持不變。

生成焓：與化學鍵（或無鍵）相關的焓，可查表獲得

顯焓：隻與溫度相關的焓，可查表獲得或通過比熱計算獲得

絕對焓：生成焓與顯焓的總和

上圖部分表示顯焓，下圖部分表示絕對焓

燃燒涉及化學氧化反應，反應過程中化學鍵要斷裂（釋放能量）。燃料作為可燃物質，其本身就具有一種能量我們稱其為生成焓。通常以（熱力學溫度：298k 壓力：一個大氣壓101.325kPa）為标準狀況取生成焓的值。由于絕對焓通常數值很大，所以将其分為生成焓和顯焓，其中生成焓針對每一個參考狀态它都有一個固定的值。燃燒時由溫度變化造成的能量水平變化，可以用顯焓表示。顯焓（用于表示具體狀态的能量水平）是用絕對焓減去生成焓得到的，由參考狀态一樣，所以不影響計算。由圖我們還可以看出絕對焓和顯焓都有兩條線，是由于定比熱和變比熱是有一定差别的。

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