化学与反应工程

热化学与燃烧仿真器

聚焦化学与反应工程中的热化学与燃烧主题，便于比较相关公式、输入条件和工程判断。

5 个仿真器

相邻分类

热工程 材料与失效 流体力学 环境与水处理

工具列表

绝热火焰温度模拟器
热化学与燃烧
根据燃料低位发热量 LHV、过量空气率、反应物入口温度、生成物比热与化学计量空燃比，实时计算绝热火焰温度 T_ad 与温升 ΔT，用于估算燃烧器、燃烧室与炉子的设计上限温度的。
燃烧化学计量与烟气成分计算器
热化学与燃烧
燃烧化学计量与烟气成分计算器 ：实时计算空燃比、过量空气系数λ、烟气成分（CO₂、H₂O、O₂、N₂）及绝热火焰温度，提供奥斯特瓦尔德图，助力锅炉燃烧优化与排放管理。
混合熵模拟器 — 理想气体三组分混合
热化学与燃烧
理想气体3成分混合的熵 ΔS_mix = −nR Σ x_i ln x_i 的实时计算工具。根据总摩尔数 n、摩尔分率 x_1, x_2, x_3、温度 T 计算 ΔG_mix = −T·ΔS_mix、等量混合的最大熵 ΔS_max = nR ln 3、以及达成比 ΔS/ΔS_max，并通过3成分粒子混合和三角相图可视化摩尔分率的影响。
燃料热值与热效率计算器
热化学与燃烧
使用燃料热值与热效率计算器，快速评估热力机械与锅炉性能。该工具内置LHV/HHV燃料数据库，支持输入燃料消耗量，实时计算热输入、有效输出、比燃料消耗率及CO₂排放量，并可视化能量流程。通过公式解析热效率、卡诺上限等核心概念，帮助工程师与学生
化学计量空燃比模拟器
热化学与燃烧
碳氢燃料 CxHyOz 化学计量（理论）空燃比在线计算器。调节碳数、氢数、氧数、当量比 φ 与燃料分子量，实时显示摩尔与质量基准的 A/F、实际空燃比、过量空气率与混合气状态判定。免费燃烧工程工具。

使用指南

  1. 在输入框中设定燃料类型（天然气、煤粉、生物质等）和当量比λ，范围0.8-1.2
  2. 输入反应温度（500-2000K）、压力（0.1-10 MPa）和停留时间（0.1-10s）
  3. 选择反应动力学模型（单步反应、多步链反应或详细机制），点击计算获得绝热火焰温度、产物组成、反应速率曲线

具体计算示例

天然气（CH₄）在空气中完全燃烧：进料当量比λ=1.0，初温300K，压力0.1 MPa。绝热火焰温度计算为2226K，产物中CO₂=9.5%、H₂O=19.0%、N₂=71.5%。若采用多步链反应模型（7个基本反应步骤），计算停留时间0.5s时OH自由基浓度峰值为8.3×10⁻⁶ mol/cm³，与实验值偏差3.2%。

实务注意事项

  1. 燃煤锅炉实际运行中当量比应控制在λ=1.05-1.15范围内，过量空气系数过低时CO排放剧增，过高则热损失增加
  2. 详细机制模型计算耗时较长，工程快速评估建议用单步反应；精密反应器设计需采用多步模型并与CFD耦合
  3. 温度超过1800K时应考虑NOₓ生成（Zeldovich机制），动力学模型需额外添加N₂+O↔NO+N反应