NASA-CEA 利用方法
三好 明
 

NASA-CEA 利用方法

CEA は NASA Glenn Research Center の S. Gordon と B. J. McBride らによって開発された化学平衡計算プログラムです.   平衡計算プログラム本体 (CEA2) 以外に, 熱力学データライブラリや, 熱力学データの回帰や推定を行う PAC99 プログラムなどが含まれています.

CEA の利用方法

マニュアル

使い方の概要

[例1] メタン-酸素-窒素

以下に メタン-酸素-窒素混合気体の平衡計算の例を示します.

入力

CH4_O2_N2_tp.inp (右クリックでダウンロード)
problem
  tp
  p(atm) = 1 3
  t(k)   = 300 350 900 2000
reactant
  name = CH4  moles = 0.11
  name = O2   moles = 0.21
  name = N2   moles = 0.79
end
  • モル比で 0.11 : 0.21 : 0.79 の CH4 / O2 / N2 混合気体の温度と圧力を指定した (tp) 平衡状態を計算します.  圧力 1, 3 atm, 温度 300, 350, 900, 2000 K の８つの組合せについて 計算を行います.
  • キーワード prob[lem], reac[tant] はそれぞれ, 反応物を除く計算条件, 反応物 に関するブロックの開始を示します.  計算は理想気体を仮定して行われるので, 条件には一定とする２つの状態量を 記号で与えます.  この例では温度 (t) と圧力 (p) を一定としていますが, 他に hp (エンタルピー・圧力一定 = 定圧断熱), uv (内部エネルギー・体積一定 = 定容断熱) などを指定することが できます.
  • 反応物量の比はモル比 (moles) もしくは, 質量比 (wt) で与えることができます.  モル分率や重量 % のように合計が 1 あるいは 100 で ある必要はありません.

出力

主要な計算結果は "THERMODYNAMIC EQUILIBRIUM ... PROPERTIES AT ASSIGNED" と書かれた行以降に出力されています.  主要部分の抜粋を以下に示します.
               THERMODYNAMIC EQUILIBRIUM PROPERTIES AT ASSIGNED

                           TEMPERATURE AND PRESSURE

 CASE =                

             REACTANT                       MOLES         ENERGY      TEMP
                                                         KJ/KG-MOL      K
 NAME        CH4                          0.1100000         0.000      0.000
 NAME        O2                           0.2100000         0.000      0.000
 NAME        N2                           0.7900000         0.000      0.000

 O/F=    0.00000  %FUEL=  0.000000  R,EQ.RATIO= 1.047619  PHI,EQ.RATIO= 0.000000

 THERMODYNAMIC PROPERTIES

 P, BAR            1.0132   1.0132   1.0132   1.0132   3.0397   3.0397   3.0397   3.0397
 T, K              300.00   350.00   900.00  2000.00   300.00   350.00   900.00  2000.00
 RHO, KG/CU M    1.3484 0 9.6032-1 3.7013-1 1.6648-1 4.1432 0 3.0809 0 1.1104 0 4.9956-1
 H, KJ/KG        -3290.30 -2962.43 -2263.54  -683.63 -3321.66 -3061.66 -2263.55  -688.02
 U, KJ/KG        -3365.44 -3067.94 -2537.30 -1292.25 -3395.03 -3160.33 -2537.31 -1296.51
 G, KJ/KG        -5210.59 -5559.99 -10010.3 -20168.8 -5129.20 -5445.26 -9709.59 -19500.2
 S, KJ/(KG)(K)     6.4010   7.4216   8.6076   9.7426   6.0251   6.8103   8.2734   9.4061

 M, (1/n)          33.194   27.581   27.335   27.323   33.998   29.495   27.335   27.328
 MW, MOL WT        27.339   27.581   27.335   27.323   27.335   27.503   27.335   27.328
 (dLV/dLP)t      -1.03649 -1.00001 -1.00000 -1.00026 -1.01180 -1.17474 -1.00001 -1.00013
 (dLV/dLT)p        1.6437   1.0002   1.0000   1.0090   1.2079   3.5514   1.0001   1.0046
 Cp, KJ/(KG)(K)    4.2185   1.1279   1.3161   1.6012   2.2991  11.7487   1.3162   1.5554
 GAMMAs            1.1415   1.3649   1.3006   1.2395   1.1674   1.1466   1.3006   1.2458
 SON VEL,M/SEC      292.9    379.5    596.7    868.6    292.7    336.4    596.7    870.7

 MOLE FRACTIONS

 CH4              0.00007  0.00450  0.00000  0.00000  0.00001  0.00307  0.00000  0.00000
 *CO              0.00000  0.00000  0.00330  0.01235  0.00000  0.00000  0.00330  0.01220
 *CO2             0.08937  0.09460  0.09491  0.08582  0.08929  0.09292  0.09491  0.08599
 *H               0.00000  0.00000  0.00000  0.00013  0.00000  0.00000  0.00000  0.00007
 *H2              0.00000  0.00003  0.01455  0.00597  0.00000  0.00001  0.01454  0.00589
 H2O              0.02872  0.18917  0.18188  0.19008  0.00935  0.12677  0.18188  0.19032
 NH3              0.00000  0.00001  0.00000  0.00000  0.00000  0.00000  0.00001  0.00000
 *NO              0.00000  0.00000  0.00000  0.00014  0.00000  0.00000  0.00000  0.00008
 *N2              0.70545  0.71170  0.70536  0.70497  0.70537  0.70969  0.70536  0.70515
 *O               0.00000  0.00000  0.00000  0.00001  0.00000  0.00000  0.00000  0.00000
 *OH              0.00000  0.00000  0.00000  0.00045  0.00000  0.00000  0.00000  0.00026
 *O2              0.00000  0.00000  0.00000  0.00008  0.00000  0.00000  0.00000  0.00003
 C(gr)            0.00879  0.00000  0.00000  0.00000  0.00891  0.00283  0.00000  0.00000
 H2O(L)           0.16760  0.00000  0.00000  0.00000  0.18707  0.06470  0.00000  0.00000

  * THERMODYNAMIC PROPERTIES FITTED TO 20000.K

    PRODUCTS WHICH WERE CONSIDERED BUT WHOSE MOLE FRACTIONS
    WERE LESS THAN 5.000000E-06 FOR ALL ASSIGNED CONDITIONS

 *C              *CH             CH2             CH3             CH2OH          
 CH3O            CH3OH           CH3OOH          *CN             CNN            
 ...
  • 例えば 1.0132 bar, 350 K の計算結果の密度 (RHO, KG/CU M) にある "9.6032-1" は限られた桁数に多くの有効数字を出力するための CEA 特有の書式で "9.6032E-01" (9.6032 × 10−1) と同じです.
  • 平衡モル分率の計算結果で出力される化学種の名前は ( ) (括弧) のついていないものは気相の化学種で H2O(L) は水 C(gr) はグラファイトを表しています.  正確な情報は CEA をインストールしたフォルダにある thermo.inp ファイルで確認することができます.
  • T, p を指定した平衡計算では, 元素組成のみが意味を持ちますので, 反応物の入力はどのような化合物の組合せで与えても, 元素組成が同じであれば 結果は全く同じです.  例えばこの例の reac データセットは 以下のように指定しても (この場合, 推奨される入力ではありませんが...) 計算結果は同じです.
      name = C(gr)  moles = 0.11
  name = H2     moles = 0.22
  name = NO     moles = 0.42
  name = N2     moles = 0.58

[例2] メタン-空気

上の例 1 もメタン-空気の混合気体を想定したものですが, 標準乾燥大気組成 (N2 78.084%, O2 20.9476%, Ar .9365%, CO2 0.0319%) の混合物を名前 "Air" で指定することもできます.

入力-a

CH4air_tp_a.inp (右クリックでダウンロード)
problem  tp
  p(atm) = 1 3  t(k) = 300 350 900 2000
reactant
  fuel = CH4  moles = 0.11
  oxid = Air  moles = 1.00
end
  • 例 1 では反応物の名前をすべて name で指定しましたが, この例のように fuel と oxid[ant] で指定することも可能です.  name による指定と 計算結果は変わりませんが, 以下の燃料と酸化剤の比率に関する出力のみに影響します. 
     O/F=   16.41389  %FUEL=  5.742541  R,EQ.RATIO= 1.050163  PHI,EQ.RATIO= 1.050240
    (例 1 の結果では O/F, %FUEL, PHI,EQ.RATIO が 0 になっているのと比較して下さい)

入力-b

CH4air_tp_b.inp (右クリックでダウンロード)
prob  tp  phi(eq.ratio) = 1.05
  p(atm) = 1 3  t(k) = 300 350 900 2000
reac
  fuel = CH4
  oxid = Air
end
  • 燃焼の問題では 「当量比」 をある値に設定したいことがよくありますが, 反応物を fuel と oxid で与えておくと phi(eq.ratio) を使って, この例のように, 指定した当量比になるように燃料と酸化剤の比を 与えることができます.  燃料と酸化剤の比率に関する出力は以下のようになります. 
     O/F=   16.41764  %FUEL=  5.741306  R,EQ.RATIO= 1.049924  PHI,EQ.RATIO= 1.050000

入力-c

CH4air_tp_c.inp (右クリックでダウンロード)
prob  tp  phi(eq.ratio) = 1.05  p(atm) = 1 3  t(k) = 300 350 900 2000
reac
  fuel = CH4  oxid = Air
output
  trace = 1e-10
end
  • この入力例ではオプションの outp[ut] キーワードで始まる output dataset の指定の例を示しています.  trace は平衡計算の結果でモル分率が, ここで指定した値のものまで出力することを指示します. (デフォルトは 5E-06 = 5 × 10−6)   ここでは 1E-10 を指定していますので, 指定した温度・圧力のいずれかで 1 × 10−10 以上のものはすべて出力されます.  以下のこの場合の出力の一部を示します.  出力の形式も上の 例1 の出力で説明した CEA 独特の形式に変わります. 
     MOLE FRACTIONS

 *Ar             8.3594-3 8.4370-3 8.3583-3 8.3546-3 8.3584-3 8.4097-3 8.3583-3 8.3563-3
 CH4             6.857 -5 4.709 -3 5.288 -8 8.665-16 7.266 -6 3.077 -3 4.752 -7 7.427-15
 *CO             1.022-11 1.496 -9 3.473 -3 1.289 -2 5.828-12 9.006-10 3.472 -3 1.275 -2
 *CO2            8.9170-2 9.4656-2 9.4964-2 8.5502-2 8.9098-2 9.2724-2 9.4965-2 8.5668-2
 COOH            0.000  0 2.070-32 1.089-14 3.007 -9 0.000  0 2.337-32 1.886-14 5.188 -9
 *H              0.000  0 5.730-33 1.434-11 1.279 -4 0.000  0 2.052-33 8.275-12 7.338 -5

入力-d

CH4air_tp_d.inp (右クリックでダウンロード)
prob  tp  phi(eq.ratio) = 1.05  p(atm) = 1 3  t(k) = 300 350 900 2000
reac  fuel = CH4  oxid = Air
outp  trace = 1e-10
  plot p t C(gr) H2O(L) H2O
end
  • この入力例では output dataset でプロット用の出力の指定をしています.  plot 以降に並べた変数の値が, 拡張子が plt のファイル (この例の場合は CH4air_tp_d.plt) に出力されます.  変数名 p, t はそれぞれ, 圧力, 温度で, 化学種の名前を指定すると, そのモル分率が出力されます.  以下に CH4air_tp_d.plt の内容を示します.  この形式のテキストファイルは Excel などで読み込むことができます.  コマンドプロンプト用の改変版 (FCEA2m.exe) を利用している場合は 拡張子が csv のファイルも生成します.  このファイルは直接 Excel で開くことができます.  
    #  p           t           C(gr)       H2O(L)      H2O         
   1.0132E+00  3.0000E+02  9.2118E-03  1.6748E-01  2.8712E-02
   1.0132E+00  3.5000E+02  0.0000E+00  0.0000E+00  1.8870E-01
   1.0132E+00  9.0000E+02  0.0000E+00  0.0000E+00  1.8108E-01
   1.0132E+00  2.0000E+03  0.0000E+00  0.0000E+00  1.8969E-01
   3.0397E+00  3.0000E+02  9.3334E-03  1.8695E-01  9.3430E-03
   3.0397E+00  3.5000E+02  3.2418E-03  6.4611E-02  1.2673E-01
   3.0397E+00  9.0000E+02  0.0000E+00  0.0000E+00  1.8108E-01
   3.0397E+00  2.0000E+03  0.0000E+00  0.0000E+00  1.8993E-01
#  p           t           C(gr)       H2O(L)      H2O

[例3] 断熱火炎の計算

以下では prob dataset に hp (エンタルピー・圧力一定 = 定圧断熱) を指定した例を示しています.  燃料と空気(酸素)を反応物に指定した場合, これは断熱火炎の計算に相当します.

入力-a

CH4air_hp.inp (右クリックでダウンロード)
prob  hp
  phi(eq.ratio) = 1.05  p(atm) = 1 3
reac
  fuel = CH4  t(k)= 298.15
  oxid = Air  t(k)= 298.15
end
  • 当量比 1.05 のメタン-空気混合気体の 1 atm および 3 atm の断熱火炎の計算です.  prob dataset に hp を指定したときは, reac dataset に燃焼前の気体の温度を与えなければなりません.  出力の一部を以下に示します.  断熱火炎温度は 1 atm で 2231 K, 3 atm で 2249 K であることを示しています. 
     THERMODYNAMIC PROPERTIES

 P, BAR            1.0132   3.0397
 T, K             2230.98  2249.09
 RHO, KG/CU M    1.4929-1 4.4487-1
 H, KJ/KG         -271.06  -271.06

入力-b

C3H6air_hp.inp (右クリックでダウンロード)
problem  hp  p(atm) = 1  phi(eq.ratio) = 1
reac
  fuel= C3H6,propylene  t(k)= 298.15
  oxid= Air             t(k)= 298.15
end
  • プロピレン-空気の化学量論混合気体 (当量比 = 1) の断熱火炎の計算です.  反応物の名前は thermo.inp に登録されているものでなければなりません.  C3H6 は２つの異性体 (プロピレンとシクロプロパン) が登録されていますので, 名称は thermo.inp 内にある通り C3H6,propylene としなければなりません.  シクロプロパンは C3H6,cyclo- という名称で登録されています. 
  • 計算結果の一部を以下に示します.  ちょうど化学量論組成ですが, 断熱火炎温度 のような高温では平衡状態でも OH のようなラジカルや CO, NO なども無視できない量, 存在していることがわかります. 
     THERMODYNAMIC PROPERTIES

 P, BAR            1.0132
 T, K             2332.68
 RHO, KG/CU M    1.4913-1
 H, KJ/KG          26.047
 U, KJ/KG         -653.41
 G, KJ/KG        -22336.7
 S, KJ/(KG)(K)     9.5867

 M, (1/n)          28.545
 (dLV/dLP)t      -1.00405
 (dLV/dLT)p        1.1160
 Cp, KJ/(KG)(K)    2.4353
 GAMMAs            1.1695
 SON VEL,M/SEC      891.4

 MOLE FRACTIONS

 *Ar              0.00864
 *CO              0.01776
 *CO2             0.11144
 *H               0.00067
 *H2              0.00344
 H2O              0.12291
 *NO              0.00310
 *N2              0.71922
 *O               0.00053
 *OH              0.00446
 *O2              0.00784

入力-c

C2H2_hp.inp (右クリックでダウンロード)
prob  hp  p(atm) = 1
reac
  name = C2H2,acetylene  t(k)= 298.15
end
  • アセチレンが分解爆発性の気体であることはよく知られています.  常温・常圧のアセチレンのみを反応物として定圧断熱計算をすると 以下のような結果になります.  主生成物は固体炭素と水素であり 2850 K まで温度が上昇しています. 
     THERMODYNAMIC PROPERTIES

 P, BAR            1.0132
 T, K             2849.07
 RHO, KG/CU M    1.0633-1
  :

 MOLE FRACTIONS
  :
 *H               0.03179
 *H2              0.30807
 C(gr)            0.64748

[例4] 定容断熱平衡状態の計算

以下では prob dataset に uv (内部エネルギー・体積一定 = 定容断熱) を指定した例を示しています.  燃料と空気(酸素)を反応物に指定した場合, 定容容器中の断熱既燃平衡状態を計算することになります.  体積膨張がないので, (定圧)断熱火炎温度より高温になります.

入力

CH4air_uv.inp (右クリックでダウンロード)
prob  uv  phi(eq.ratio) = 1.05  rho(kg/m**3) = 1.1316
reac
  fuel = CH4  t(k) = 298.15
  oxid = Air  t(k) = 298.15
end
  • メタン-空気混合気体の定容断熱既燃状態の計算です.  prob dataset に uv を指定したときは, 密度 または 比体積 (単位質量あたりの体積) を与える必要があります.  ここでは rho で密度を与えています.  出力の一部を以下に示します.  (定圧)断熱火炎よりも高温になっていることがわかります. 
     THERMODYNAMIC PROPERTIES

 P, BAR            9.0164
 T, K             2601.97
 RHO, KG/CU M    1.1316 0
 H, KJ/KG          436.17
 U, KJ/KG         -360.61
    入力に必要な密度は, もちろん 理想気体の状態方程式から計算できるわけですが, 複雑な混合気では計算が大変になるので, 例えば, 下に示すような (意味のない) 計算をしてその値を得ることもできます.

密度を計算するための入力

CH4air_tp_frozen.inp (右クリックでダウンロード)
prob  tp  phi(eq.ratio) = 1.05  p(atm) = 1  t(k) = 298.15
reac  fuel = CH4  oxid = Air
only  CH4 N2 O2 Ar CO2
end
  • 温度・圧力を指定した計算 (tp) ですが, only キーワードを使って, 組成が変わらないようにしています.  ここでは, 以下の出力にある密度 (ρ = 1.1316×100 kg/m3) を上の定容断熱計算の入力に使用しました. 
     THERMODYNAMIC PROPERTIES

 P, BAR            1.0132
 T, K              298.15
 RHO, KG/CU M    1.1316 0
 H, KJ/KG         -271.07
 U, KJ/KG         -360.61
 G, KJ/KG        -2426.74
 S, KJ/(KG)(K)     7.2302
    この出力は, 以下の断熱圧縮の計算でも使用します.

[例5] 断熱圧縮(膨張)計算

以下に prob dataset に sv および sp を指定した例を示します.  等エントロピー過程である, 断熱圧縮・膨張 などを計算することができます.  多くの場合, 圧縮比 (体積比) が既知なので sv を使いますが, 急速圧縮機の実験で用いられる コアガスモデル の計算では, 観測圧力から温度を計算するので sp を使います.

入力-a

CH4air_sv_frozen.inp (右クリックでダウンロード)
prob  sv  phi(eq.ratio) = 1.05  s/r = 0.869588
  rho(kg/m**3) = 1.1316 3.3948 11.316
reac  fuel = CH4  oxid = Air
only  CH4 N2 O2 Ar CO2
end
  • prob dataset に sv を指定したときは, 比エントロピー (単位質量あたりのエントロピー) と 密度 (または 比体積) を与える必要があります.  ここでは上の 「意味のない」 計算の結果を使っています.  比エントロピーは気体定数で割った値 7.2302/8.31451 = 0.869588 を入力します.  この計算では未反応の状態でメタン-空気混合気を, 初期体積, 体積 1/3 (密度 3 倍), 体積 1/10 (密度 10 倍) に断熱圧縮した状態を計算しています.  以下の結果に示すように, 比エントロピーは確かに保存されています. 
     THERMODYNAMIC PROPERTIES

 P, BAR            1.0133   4.6099   23.364
 T, K              298.16   452.15   687.46
 RHO, KG/CU M    1.1316 0 3.3948 0 1.1316 1
 H, KJ/KG         -271.05  -102.54   172.01
 U, KJ/KG         -360.60  -238.34  -34.453
 G, KJ/KG        -2426.84 -3371.70 -4798.48
 S, KJ/(KG)(K)     7.2302   7.2302   7.2302

入力-b

CH4air_sp_frozen.inp (右クリックでダウンロード)
prob  sp  phi(eq.ratio) = 1.05  s/r = 0.869588
  p(bar) = 1.01325 10 23
reac  fuel = CH4  oxid = Air
only  CH4 N2 O2 Ar CO2
end
  • prob dataset に sp を指定したときは, 比エントロピーと圧力を与える必要があります.  上と同様, 比エントロピーは気体定数で割った値を入力しています.  この計算では未反応の状態でメタン-空気混合気を, 初期圧, 10 bar, 23 bar まで断熱圧縮した状態を計算しています. 
     THERMODYNAMIC PROPERTIES

 P, BAR            1.0132   10.000   23.000
 T, K              298.16   554.67   684.81
 RHO, KG/CU M    1.1315 0 6.0030 0 1.1183 1
 H, KJ/KG         -271.06   14.197   168.78
 U, KJ/KG         -360.60  -152.39  -36.887
 G, KJ/KG        -2426.81 -3996.18 -4782.51
 S, KJ/(KG)(K)     7.2302   7.2302   7.2302

注意

これらの計算で, only の入力を取った計算は, 決して, 断熱圧縮気体が燃焼した平衡状態の計算にはならないことに注意して下さい.  そのような計算をしたい場合は, 圧縮状態を初期条件として uv の計算をします.  例えば, 上の体積 1/10 圧縮状態を初期条件とする計算は 以下のように入力することになります. 
prob  uv  phi(eq.ratio) = 1.05  rho(kg/m**3) = 11.316
reac
  fuel = CH4  t(k) = 687.46
  oxid = Air  t(k) = 687.46
end

[例6] 温度・圧力を指定した平衡状態の計算

以下にメタンの水蒸気改質反応の平衡状態の計算例を示します.

入力

CH4steam-reforming_tp.inp (右クリックでダウンロード)
! CH4 steam reforming
problem  tp
  p(atm) = 1
  t(k) = 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200
reac
  name = CH4  moles = 1
  name = H2O  moles = 1
omit C(gr)
outp
  plot p t CH4 H2O CO H2 CO2
end
  • 計算結果を以下に示します.

[例7] 炭酸カルシウムの分解平衡

炭酸カルシウム (CaCO3) が可逆的に二酸化炭素 (CO2) と酸化カルシウム (CaO) に分解する, あるいは酸化カルシウムが可逆的に二酸化炭素を吸着することはよく知られています.
CaCO3(s) ←→ CaO(s) + CO2
この例では温度によって気相の CO2 の平衡分圧がどのように変化するかを計算します.  このような問題を problem tp で計算する場合は, 少量の Ar を初期組成に加えるのが ミソ です.  これがないと低温では, 指定された圧力の解が存在しないために計算は破綻します.  また全圧を 10 atm としているのも, 高温で解がなくなることを避けるためです.  1 atm にしていると 平衡蒸気圧が 1 atm 以上になる温度では計算が破綻します.

入力

CaCO3_tp.inp (右クリックでダウンロード)
! decomposition of CaCO3(cr)
problem  tp
 p(atm) = 10
 t(k) = 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300
reac
  name = CaCO3(cr)  moles = .9
  name = Ar         moles = .1
outp
  plot t p Ar CO2 CaCO3(cr) CaO(cr)
end
  • 計算結果を少し加工して平衡分圧 pCO2 を求めると以下のようになります.
    高温では微量の CO + O2 も生成するので気体の総モル分率 (total gas) は 1 − [CaCO3(cr)+CaO(cr)のモル分率] として計算し, 全圧 p と気相モル分率から pCO2 を計算しています.  平衡分圧が 1 atm を超える温度はおよそ 1160 K であることがわかります.  また 800 K の平衡分圧は 36.9 Pa で大気中の CO2 分圧 (1 atm × 400 ppm = 40.53 Pa) 以下になりますので, 低温では CaO(s) は空気中の CO2 を化学吸着しうることがわかります.

[例8] フランの断熱火炎温度 – 熱力学データの追加

ここではフラン (C4H4O) の断熱火炎温度を計算します.  CEA の熱力学データは平衡状態で存在する物質はかなりを網羅していますが, フランなど一般的でない燃料 (これから使われるかもしれない, バイオ燃料など) は含まれていません.  しかしながら, 断熱火炎温度などの計算では, 出発物質として, 化学組成と標準生成エンタルピーのみがわかればよいので thermo.inp を編集することで容易に計算することができます.

thermo.inp の編集

lastpart_of_thermo.inp (右クリックでダウンロード: 末尾部分の入力例です. このまま使うことはできません!)
thermo.inp の末尾を以下のように編集して END REACTANTS の行の前に reactant (反応物) としてフランを追加します.
...
RP-1              Mehta et.al. AIAA 95-2962 1995. Hcomb(high) = 19923.BTU/#     
 0 gll/00 C   1.00H   1.95    0.00    0.00    0.00 1   13.9761830     -24717.700
    298.150      0.0000  0.0  0.0  0.0  0.0  0.0  0.0  0.0  0.0            0.000
C4H4O,furan       Furan                                                         
 0 am1209 C   4.00H   4.00O   1.00    0.00    0.00 0   68.0739600     -34700.000
    298.150      0.0000  0.0  0.0  0.0  0.0  0.0  0.0  0.0  0.0            0.000
END REACTANTS
  • 赤字 が追加した部分です.  詳細は CEA のマニュアルに記載されていますが, 1 行目は物質の名前と注釈です.  ここでは CEA の標準的な記法に従って [化学式,名称] の形で名前をつけていますが, 名前に許される文字を使っている限り, この形でなくても構いません.  2 行目の am1209 はオプションの id で空白でもかまいません.  その後ろに化学式を [元素記号, その数] を繰り返して入力します.  68.0739600 の部分には分子量を書きます.  2 行目の最後は 標準生成エンタルピーで NIST Chemistry WebBook から得た, フラン(気体)の値 (−34.7 kJ mol−1) を 入力してあります.  単位は J mol−1 です.  3 行目は, 通常, この例の通りで問題ありません.  いずれの入力欄も FORTRAN の書式付入力で読み込まれますので, 桁位置に注意して下さい.
  • fcea2.exe または fcea2m.exe を起動して thermo (enter) と入力します.  この名称は特別な予約名称で, この操作により CEA は新しい thermo.lib を生成します.  以後はこの thermo.lib をカレントディレクトリに置いて計算して下さい.

入力

furan-air.inp (右クリックでダウンロード)
problem case=furan-air hp p(atm)=1 phi,eq.ratio=1
reac
  fuel= C4H4O,furan  wt%=100  t(k)= 298.15
  oxid= Air          wt%=100  t(k)= 298.15
end
  • 反応物 (燃料) が thermo.lib に登録されたら, 後は登録済みの場合と全く同様に計算することができます.