气体、液体的热值计算
煤气热值计算公式
煤气热值计算公式煤气热值是指燃料单位质量所释放的热量，通常用单位质量的燃烧热值来表示。
煤气热值的计算对于燃料的选择、设计和运行都具有重要意义。
在燃气锅炉、燃气发电机组等设备中，煤气的热值是评价煤气质量的重要指标之一。
下面我们将介绍煤气热值的计算公式。
煤气热值的计算公式一般如下：Qm＝Qhv × K其中，Qm表示热值，单位为kJ/Nm3；Qhv 表示热值,单位为cal/m3；K表示转换系数。
燃气的热值可以根据其组成来计算，下面给出一般煤气热值的计算方法。
首先，我们需要获取燃气的成分分析数据，包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷等组分的含量。
然后，根据各组分的热值和含量，计算燃气的热值。
具体步骤如下：1. 计算各组分的热值热值是燃料在完全燃烧后释放的热量，一般用单位质量的燃烧热值来表示。
常见的气体燃料的热值如下：- 甲烷（CH4）的热值为50.01MJ/kg；- 乙烷（C2H6）的热值为47.99MJ/kg；- 丙烷（C3H8）的热值为46.38MJ/kg；- 丁烷（C4H10）的热值为45.17MJ/kg。
根据各组分的含量和热值，可以计算出燃气的平均热值。
2. 计算热值假设燃气中各组分的质量分数分别为x1、x2、x3、x4等，对应的热值分别为H1、H2、H3、H4等，那么燃气的热值Q可以用以下公式来计算：Q = x1*H1 + x2*H2 + x3*H3 + x4*H4如果燃气的单位体积为V，热值Q的单位是kJ/m^3，可以将上式改写为：Qm = Q/V3. 计算煤气的热值根据以上步骤，我们可以得到煤气的热值。
根据煤气的实测密度和成分，可以计算出煤气的体积。
将煤气的热值除以其体积就可以得到煤气的热值，单位为kJ/Nm3，这就是煤气的热值。
总结煤气热值的计算是一个比较复杂的过程，需要依据煤气的成分数据和各组分的热值来计算。
通过煤气热值的计算，可以评估燃气的质量，指导设备的设计和运行。
热值的准确计算对于提高煤气利用效率、保障设备运行安全都具有重要意义。
燃料的热值计算方法及其教案
燃料的热值计算方法及其教案燃料的热值是指每单位质量的燃在完全燃烧时所放出的热量，是评价燃料燃烧能力的重要指标之一。
热值的大小直接影响着燃料的价值，并可作为确定燃料能源释放量的重要参数。
燃料的热值计算方法主要有物理方法、化学方法和综合计算法，本文将从这三个方面详细介绍。
一、物理方法物理方法又叫热物理方法，是利用物理规律直接测定热值的方法。
主要基于热量平衡法和温度平衡法两个原理，来进行燃料热值计算。
1、热量平衡法热量平衡法又称为热量测量法，是一种简单而常用的测定燃料热值的方法，适用于液态和固态燃料。
其基本原理是，将一定重量的燃料在定容的可能进行完全燃烧，将得到的热量与所需的燃料质量相比，并按比例计算出每克或每千克燃料放出的热量。
热量平衡法的计算公式为：Q=K×m其中，Q为燃烧所产生的热量，单位为卡/克或千焦/千克；K为燃料的热值，单位为卡/克或千焦/千克；m为燃料的质量，单位为克或千克。
可见，该计算方法的关键在于K值的准确性。
2、温度平衡法温度平衡法是利用燃料燃烧时放出的热量将水进行加热降温的方法，然后通过测量水温变化量，计算出热量的方法。
这种方法比较适用于气体燃料，例如天然气、液化气等。
温度平衡法的计算公式为：Q = (t2 - t1) × m × Cp其中，Q为燃烧所产生的热量，单位为卡或千焦；t2和t1分别为水的末温和初温，单位为摄氏度；m为水的质量，单位为克或千克；Cp为水的比热容，单位为卡/(克·摄氏度)或千焦/(千克·摄氏度)。
温度平衡法的关键是要保证测量过程中水的温度完全稳定，以确保计算准确。
二、化学方法化学方法又称燃烧分析法，是通过测量燃料完全燃烧时所产生的化学反应的热量来计算燃料热值的方法，作为准确性比较高的燃料热值计算方法之一。
化学方法可以分为直接法和间接法两种。
1、直接法直接法是将一定量的燃料与氧气在特定条件下进行完全燃烧，利用稳定的燃料热值标准样品，同时燃料热值计算出该燃料的热值。
加热炉计算
2、气体燃料的高、低热值由下式计算：
Qh＝∑qhiyi
(8.8)
Ql＝∑qliyi
(8.9)
式中Qh、Ql——气体燃料的高、低热值，千卡／标米3(燃料气)；
qhi、qli——气体燃料中各组分的高、低热值，千卡／标米3；
yi——气体燃料内各组分的体积百分率，qhi和qli的值由表8-3查得。
表8--3：气体组分的高低热值
对于同一体系，在其他条件和参数完全相同的情况下，基准温度 不同，计算出的热效率值就不相同，按此求得的燃料用量当然也不同 。所以对基准温度有必要作出统一的规定。
以环境温度作为基准温度较符合实际，适用于对运转中的管式炉 进行实际考核。但是，环境温度是一个变量，用于设计炉子或对全国 各地同类炉子进行热效率比较时，又会产生困难。在这种情况下还是 以某一固定的温度(如15.6℃或0℃)为基准温度较为方便。
气系数应为1.2，烧气时应为1.1。过剩空气系数太小 会使热分布恶化，小于1.05时将腐蚀炉管。过剩空
气系数太大会降低火焰温度，减少三原子气体浓度
过剩空气系数，
，降低辐射热的吸收率，使炉效率降低。过剩空气
系数每降低10％可使炉子热效率提高1～1.5％。
由于过剩空气系数对炉效率影响很大，故在操
作中应注意控制炉子的燃烧条件，使过剩空气系数
1
2、综合热效率：国家标准GB2588-81中定义的热效率，在供给能量中还包括了
外界供给体系的电和功（如鼓风机、引风机和吹灰器电耗，吹灰器蒸汽消耗等）。
这些电和功一般不转化为有效能，几乎全部变为由于摩擦引起的能量损失。因此在
供给能量中加上表示电和功的项 N，在损失能量中也增加一项数值与 N 相等的损
（8.14）
热量与热值
问题①：以一名16岁的男生为例，青少年每天 最少需要摄入的淀粉量是： 1.2×107J÷（1.72×104J/kg）＝7×102g
问题②：食物提供的热量被人吸收后转化为内能，使人 们保持体温；转化为机械能，使人们能够进行日常活动， 能够走、跑、跳，能够说话、唱歌、维持呼吸、心跳、 血液流动等一切生理活动；还有一部分转化为生物能储 存在人体内。 如果过量饮食，或运动量偏小，人体吸收食物提供的能量将 会过量的储存在人体内，引发肥胖症；如果饮食偏少，人体吸收 食物提供的能量无法提供正常生理活动需要的能量，还要消耗体 内正常储存的内能，这对于处在发育期的青少年，就会引发发育 迟缓、体质瘦弱、抗病能力差等问题，对健康成长不利。
思考：内能改变多少可以用什么来量度呢？ 热量是物体内能改变的一种量度. 热传递过程中，物体内能改变的多少叫做热量。 热量通常用字母Q表示。 热量和内能的单位都是焦（J）。
固体燃料
燃料可分 为三种
液体燃料
气体燃料
你能列举一些常见的燃料吗？它ห้องสมุดไป่ตู้分别属于哪一类？
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不 同的。 在物理学中，把1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的 热量叫做燃料的热值。 热值的符号：q 单位：J/kg（J/m3） 无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示1kg的煤在完全燃烧 时所放出的热量为3.4×107J。 液化气的热值为4.9×107J/m3，表示1m3的液化气在完 全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
2、你家中经常使用的是哪种燃料？估算一下，一个 月需支付多少燃料费？采取哪些措施可以减少燃料费 的支出？
1.内能的定义
物体内部所有分子无规则运动的 势 能 用的 的总和.叫物体的内能. 2.改变内能的方法
第三节热值与燃烧温度及燃烧速度
第三节热值与燃烧温度及燃烧速度热值燃烧温度燃烧速度热值我们知道，1摩尔的物质与氧气进行完全燃烧反应时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。
例如1mol乙炔完全燃烧时，放出130．6×104 J的热量，这些热量就是乙炔的燃烧热，其反应式为：C2H2+2．5O2—→2CO2十H2O十130．6×104J 不同物质燃烧时放出的热量亦不相同，所谓热值：是指单位质量或单位体积的可燃物质完全燃烧时所发出的热量。
可燃性固体和可燃性液体的热值以“J／kg”表示，可燃气体的热值以“J／m3”表示。
可燃物质燃烧爆炸时所能达到的最高温度、最高压力及爆炸力等与物质的热值有关。
物质的燃烧热见表1—2。
表1-2物质的燃烧热、热值和燃烧温度物质的名称燃烧热J／mol热值燃烧温度℃**J／kg J／m3*碳氢化合物：****甲烷882577*1800乙烷1542417*1895苯32799390**乙炔1306282*2127醇类：****甲醇715524*1100乙醇1373270*1180酮、醚类：****丙酮1787764*1000乙醚2728538*2861石油及其产品：****原油**1100汽油**1200煤油～**700～1030煤和其它物品：****无烟煤**2130氢气211997*1600煤气**1850木材*7117560～*1000～1177[解〕从表1—2查得苯的燃烧热为328X104J／mol，代入公式(1—2)答：苯的热值为4．21×107J／kg。
3．对于组成比较复杂的可燃物，如石油、煤炭、木材等，其热值可采用门捷列也夫经验公式计算其高热值和低热值。
高热值是指单位质量的燃料完全燃烧，生成的水蒸汽也全部冷凝成水时所放出的热量；低热值是指单位质量的燃料完全燃烧，生成的水蒸汽不冷凝成水时所放出的热量。
门捷列也夫经验公式如下：Q高= 81C+300H-26(O-S) (1—3)Q低= 81C+300H-26(O-S)-6(9H+w) (1—4)式中，Q高、Q低——可燃物质的高热值和低热值，kcal／kg；C——可燃物质中碳的含量，％；H——可燃物质中氢的含量，％；O—一可燃物质中氧的含量，％；S——可燃物质中硫的含量，％；w—一可燃物质中的水分含量，％，[例] 试求5kg木材的低热值。
第三节 热值与燃烧温度及燃烧速度
第三节热值与燃烧温度及燃烧速度热值燃烧温度燃烧速度热值我们知道，1摩尔的物质与氧气进行完全燃烧反应时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。
例如1mol 乙炔完全燃烧时，放出130．6×104 J的热量，这些热量就是乙炔的燃烧热，其反应式为：C2H2+2．5O2—→2CO2十H2O十130．6×104J 不同物质燃烧时放出的热量亦不相同，所谓热值：是指单位质量或单位体积的可燃物质完全燃烧时所发出的热量。
可燃性固体和可燃性液体的热值以“J／kg”表示，可燃气体的热值以“J／m3”表示。
可燃物质燃烧爆炸时所能达到的最高温度、最高压力及爆炸力等与物质的热值有关。
物质的燃烧热见表1—2。
表1-2物质的燃烧热、热值和燃烧温度物质的名称燃烧热J／mol热值燃烧温度℃* * J／kg J／m3*碳氢化合物：* * * *甲烷882577* 394007191800乙烷1542417* 693334081895苯3279939420500900* *乙炔1306282* 583200002127醇类：* * * *甲醇71552423864760* 1100乙醇137327030990694* 1180酮、醚类：* * * *丙酮178776430915331* 1000乙醚272853836873148* 2861石油及其产品：* * * *原油43961400* * 1100汽油46892160* * 1200煤油41449320～46054800* * 700～1030煤和其它物品：* * * *无烟煤* 31401000* 2130氢气211997* 108050931600煤气* 32657040* 1850[例2]试求苯的热值；(苯的摩尔质量为78)[解〕从表1—2查得苯的燃烧热为328X104J／mol，代入公式(1—2)答：苯的热值为4．21×107J／kg。
3．对于组成比较复杂的可燃物，如石油、煤炭、木材等，其热值可采用门捷列也夫经验公式计算其高热值和低热值。
热值单位换算
表1 几种常用热值单位定义表2 热值单位换算表表3 天然气中常见组分的压缩因子、理想气体体积低位热值表℃在天然气与天然气竞争的状态下，天然气价格由供需双方根据供求关系自由定价，天然气在特定地区、特定时段(合同期)原则上只有一个通行的市场价。
(3)天然气与可替代产品的竞争主要是与可替代能源的竞争。
我国天然气的可替代能源主要是电、燃料油、液化石油气、煤气等，如果不考虑环境因素，煤炭也是可替代能源之一。
在能源共享的市场经济条件下，不同能源之间在性能与价格比较上的竞争已是不可避免。
我国天然气的定价自然要考虑与可替代能源比较具有竞争力，要采用竞争性定价原则。
二、可替代能源比价原则天然气价格不是孤立的，它必然受到其他可替代能源价格的影响，它们之间保持一定的比价关系已是不争的事实。
比价关系的确定要有共同的基础，天然气与可替代能源比价关系的确定一般以等热值等价为基础。
煤炭由于在使用过程污染较大，还要考虑污染的量化问题。
天然气的热值及其计算方法如下。
1．热值的定义和天然气的热值热值：单位重量(固体或液体)或单位体积(气体)的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度 (一般为环境温度)时所释放出来的热量，称为燃料的发热量或热值。
热值有高位热值和低位热值的区别。
高位热值是指燃料完全燃烧，并当燃烧产物中的水蒸气，包括燃料中所含水分生成的水蒸气和燃料中氢元素燃烧时生成的水蒸气凝结成水的发热量。
低位热值是指燃料完全燃烧，其燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时的发热量。
也就是说，二者的根本区别在于燃料燃烧产物中的水呈液态还是气态，故低位热值等于从高位热值中扣除水蒸气的凝结热。
天然气是一种混合物，因此天然气的热值与其中各组分的热值及含量有关。
2．几种常用热值单位的定义及换算低位热值亦称净热值，在能源管理中多用它作为计算基准。
一次能源，如原煤、原油和天然气的低位热值也是它的当量热值。
表1给出了常用的几种热值单位。
它们之间的基本换算如下：1焦耳=0．2388卡；1卡=4．1868焦耳=0．003968 Btu；lBtu=1055．06焦耳=252卡(0．252千卡)。
各种燃料热值
各种燃料热值(低位)燃料名称ff热值MJ/kg折算率固体燃料焦炭25.12-29.3080.857-1.000无烟煤25.12-32.650.857-1.114烟煤20.93-33.500.714-1.143褐煤8.38-16.760.286-0.572泥煤10.87-12.570.371-0.429石煤 4.19-8.380.143-0.286标准煤29.308 1.000液体燃料原油41.03-45.22 1.400-1.543重油39.36-41.03 1.343-1.400柴油46.04 1.571煤油43.11 1.471汽油43.11 1.471沥青37.69 1.286焦油29.31-37.69 1.000-1.286燃料名称热值MJ/m3折算率气体燃料天然气36.22 1.236油田伴生气45.46 1.551矿井气18.850.643焦炉煤气18.260.623直立炉煤气16.150.551油煤气（热裂）42.17 1.439油煤气（催裂）18.85-27.230.643-0.929发生炉煤气 5.01-6.070.171-0.207水煤气10.05-10.870.343-0.371两段炉水煤气11.72-12.570.400-0.429混合煤气13.39-15.060.457-0.514高炉煤气 3.52-4.190.120-0.143转炉煤气8.38-8.790.286-0.300沼气18.850.643液化石油气（气态）87.92-100.50 3.000-3.429液化石油气（液态）45.22-50.23MJ/kg 1.543-1.714电能 3.6MJ/度0.1229干木材12.5MJ/m3折算率1.2 A｛燃料热值燃料热值也叫燃料发热量，是指单位质量（指固体或液体）或单位体积（指气体）的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度（一般为环境温度）时所释放出来的热量。
固体或液体发热量的单位是千卡/千克（kcal/kg）、千焦耳/千克（KJ/kg）或兆卡/千克（Mcal/kg）、兆焦尔/千克（MJ/kg）；气体燃料的发热量单位是千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳／标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦尔/标准立方米（MJ/Nm3）。
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可燃物质的热值是用量热法测定出来的，或者根据物质的元
素组成用经验公式计算。
Q=(1000*Q燃烧)/22.4 (1—1)
1．可燃物质如果是气态的单质和化合物，其热值可按下式计算，式中：Q——每1m3可燃气体的热值，J／m3；
Q燃烧——每摩尔可燃气体的燃烧热，J／mol。
[例1]试求乙炔的热值。
[解]从表1—2中查得乙炔的燃烧热为130.6×104J／mol；代入公式(1—1)
答：乙炔的热值为5.83×107J/m3。
2. 可燃物质如果是液态或固态的单质和化合物，其热值可按下式计算：Q=(1000*Q燃烧)/M (1—2)
式中：M——可燃液体或固体的摩尔质量。
[例2]试求苯的热值；(苯的摩尔质量为78)
[解〕从表1—2查得苯的燃烧热为328X104J／mol，代入公式(1—2) 答：苯的热值为4．21×107J／kg。
3.气体质量计算
M=摩尔量×气体储存压力（Mpa)×储罐容积（m3)/8.314×(273+t0) 4. 计算燃烧热和爆炸实例
甲苯质量W f=10530kg；甲苯燃烧热Q f=3905kJ/mol，甲苯的摩尔质量为92g/mol；
（1）燃烧放出的热量
甲苯燃烧放出的热量
kg mol
kg mol kj Q W Q f 10530/1092/39053 f ⨯⨯=*=-热=42445.7kJ/kg ×10530kg= 4.46×108 kJ
（2）爆炸时的TNT 当量数
=**=TNT f TNT Q Q W W
f αt kj
j 97.2kg 2970/kg 4500k 1046.403.08==⨯* 式中：α=效率因子；甲苯取α=0.03
Q TNT ——TNT 平均爆破能量，取Q TNT =4500KJ/Kg
甲苯爆炸时TNT 当量数为2.97t 。
成品油漆的燃烧能量计算过程
油漆的燃烧热：3463.5 kJ/mol ，二甲苯的分子量为：106.17；甲苯的分子量为92.14，乙酸丁酯的分子量为116.16，三种物质的浓度占成品油漆的55%，取中间值为：105。
燃烧热换算后为：32985kJ/kg
则Q 热=32985kJ/kg*153000kg=5.05*109 1
(dm/dt)72Hc (dm/dt)h)r 2r (6.02+⋅⋅⋅⋅+=ηππQ Q=（3.14*8*8+2*3.14*8*44.9）*0.138*0.25*32985
/72*0.1380.6+1=2795722/22.94=121871。