3.2　完全燃燒產物生成量、成分和密度

燃燒產物的生成量及成分是根據燃燒反應的物質平衡進行計算的。燃料完全燃燒時，燃燒產物的主要成分為CO₂、H₂O、SO₂以及空氣中的惰性成分N₂。當空氣消耗系數大于1時，燃燒產物中還含有多余的氧。這些氣體的占有量與燃料本身的成分和空氣消耗系數有關，并可以根據燃燒反應的物質平衡來確定。燃燒產物的生成量，當α≠1時稱“實際燃燒產物生成量”，當α=1時稱“理論燃燒產物生成量”。

3.2.1　固體和液體燃料的燃燒產物生成量

固體和液體燃料燃燒產物的生成量可分別由燃料中可燃組分的燃燒產物生成量而得。

如前所述，固體和液體燃料中可燃成分的燃燒反應可由式（3-5）～式（3-10）等表示。

由反應式（3-6）可知，每千克碳燃燒后生成44/12kgCO₂，因此每千克燃料中的碳燃燒后生成的CO₂量可表示為：

　　        

折算成體積則為：

　　        （3-19）

同樣，由式（3-10）可得每千克燃料中的硫燃燒生成的SO₂量可表示為：

　　        （3-20）

由式（3-9）可得每千克燃料中的氫燃燒生成的水蒸氣量為：

　　        （3-21）

考慮到燃料本身含有水量W%，則每千克燃料中的氫燃燒生成的水蒸氣量為：

　　        （3-22）

若參與燃燒的空氣含水量為gg/m³干空氣，則α=1時每千克燃燒產物中水蒸氣的體積應為：

　　        （3-23）

燃燒產物中還包含由空氣帶入的惰性氣體N₂，當α=1時，其含量為0.79V⁰。此外，燃料本身可能含有氮化物，燃燒時分解為N₂，其容積為：

　　        

于是燃燒產物中氮氣的總容積為：

　　        （3-24）

考慮由過剩空氣帶入有O₂，有：

　　        （3-25）

因此，α=1時每千克燃料所生成的燃燒產物體積為：

　　        （3-26）

的上標“0”表示α=1，下標P表示燃燒產物。

當α>1時，燃燒產物中除前述的成分外，還含有的剩余空氣。因此，燃燒產物生成量應為：

　　        （3-27）

3.2.2　氣體燃料的燃燒產物生成量

對于氣體燃料，根據反應式（3-13），每立方米燃料的燃燒產物中各組分的體積為（α>1）：

　　        （3-28）

　　        （3-29）

　　        （3-30）

　　        （3-31）

　　        （3-32）

于是燃燒產物的生成量為：

　　        （3-33）

顯然，若α=1，則得：

　　        （3-34）

3.2.3　燃燒產物成分百分比

燃燒產物的成分表示為各組成所占的體積百分數。根據式（3-19）～式（3-34），可求得固體、液體和氣體燃料燃燒產物的體積成分如下（為區別于氣體燃料成分，在燃燒產物成分的右上角加“'”）：

　　        （3-35）

顯然，式（3-35）左邊各項之和應等于100。通常可以借此驗證計算結果的可靠性。

由上述計算公式可以看出，燃料完全燃燒的理論燃燒產物生成量只與燃料成分有關。燃料中的可燃成分含量越高，發熱量越高，則也就越大。實際燃燒產物生成量V_P還與空氣消耗系數有關，燃燒時的空氣消耗系數越大，實際燃燒產物生成量也越大。燃燒產物的成分除與燃料的成分有關外，也與空氣消耗系數有關。空氣消耗系數越大，則產物中的氧濃度越高，其氧化性越強。

3.2.4　燃燒產物密度

按定義，燃燒產物的密度是指單位體積燃燒產物所具有的質量。燃燒產物的密度有兩種計算方法：用參加反應的物質（燃料與氧化劑）的總質量除以燃燒產物的體積；以燃燒產物的質量除以燃燒產物的體積。這是因為反應前后的物質質量應當是相等的。

（1）按參加反應物質的質量計算

對于固體和液體燃料：

　　        （3-36）

對于氣體燃料：

 　　        （3-37）

（2）按燃燒產物質量計算

由式（3-35）可知，每立方米燃燒產物中，CO₂、SO₂、H₂O、N₂和O₂所占的體積分別為、、和，它們的總質量為：

　　        （3-38）

則燃燒產物的密度為：

　　        （3-39）