燃气的比焓、比热、比熵、密度等热物理参数可以通过最小二乘法拟合公式得到^[10]。对于任意单组元气体，其冻结流定压比热C⁰_p随温度变化的数据是根据温度范围，对数据进行多项式拟合得到，公式如下：

拟合系数a1～a7可以通过查询相应温度区间的数据库得到。同理，对于任意单组元气体的比焓和比熵有相应的拟合计算公式。混合气体的热物理参数可以通过下列公式由单组分计算：

比焓

比熵

冻结定压比热

式中x_i是组分i的摩尔分数。

图1～4分别给出了1 MPa，0.1 MPa，0.01 MPa和0.001 MPa情况下燃气各组分摩尔分数随温度变化的情况。

图1 1 MPa燃气各组分摩尔分数随温度变化的情况
Fig.1 Variation of mole fraction of each gas component with temperature at 1 MPa

图2 0.1 MPa燃气各组分摩尔分数随温度变化的情况
Fig.2 Variation of mole fraction of each gas component with temperature at 0.1 MPa

不同压力条件下，各组分摩尔分数变化趋势基本一致。以图4为例，500 K时燃气主要由CO₂，H₂O和H₂构成。随着温度升高，CO₂与H₂反应生成CO和H₂O导致CO和H₂O含量的逐步升高。当温度超过2 200 K后，H₂O分子开始离解成H，O和OH，这带来了CO₂进一步降低，O₂含量增大及H₂含量重新增大。当温度超过2 000 K后，O₂开始离解，此时O含量快速增加，2 700 K以后H₂开始离解，H含量急剧增大。当温度超过3 500 K时OH，O₂和H₂几乎完全离解。此时，CO，H原子和O原子已经成为燃气的主要成分。

图3 0.01 MPa燃气各组分摩尔分数随温度变化的情况
Fig.3 Variation of mole fraction of each gas component with temperature at 0.01 MPa

图4 0.001 MPa燃气各组分摩尔分数随温度变化的情况
Fig.4 Variation of mole fraction of each gas component with temperature at 0.001 MPa

从图中燃气组分变化过程可看到，在H2O分子的离解之前，H，OH和O和O2含量很小且几乎没有变化。H2O分子离解后，这些组分值迅速增大并与燃气气体组分相互作用，造成燃气组分剧烈变化。如1图到4图所示，H2O分子离解受到燃气压力影响，随压力升高，H2O分子的离解反应温度不断退后。在p=1 MPa条件下时，温度升高到3 000 K离解反应才开始出现。

如图3和图4所示，尽管压力不同，燃气组分最终都会呈现一种“稳定”的状态。在这种“稳定”状态下，CO和H原子和O原子会成为燃气的主要成分，并且主要成分的含量也大致相同。可见，压力并不能影响燃气组分在高温情况下的最终组成。

燃气高温热物性变化情况见图5和图6所示。

图5 比焓、比熵随温度和压力变化图
Fig.5 Variation of enthalpy and entropy with temperature and pressure

图5上图为比焓随温度和压力变化图。燃气的比焓整体随着温度的上升而增大。在H₂O分子离解之前，比焓随温度近似线形增大，受压力影响较小。到达一定温度后，H₂O分子开始离解，产生比焓较大的离子组分使得燃气比焓迅速增大。此时压力开始明显作用，压力越低，H₂O分子离解越快，燃气比焓上升越快。随着H2O分子离解完成，此时燃气组分相对稳定，燃气比焓随温度增大趋于平稳，这在图中表现为比焓上升速率先增大再减小。

图5下图为比熵随温度和压力变化图。燃气比熵在温度较低时变化较为平缓。由于发生了CO₂与H₂吸热反应，燃气比熵随着温度的升高呈下降趋势，压力越大反应越容易进行，下降越明显。当温度逐渐升高，H2O分子开始离解生成的离子组分使燃气比熵迅速升高。此时压力作用开始加剧，压力越低，H2O分子离解越快，燃气比熵上升越快。当H2O分子离解完成，燃气组分相对稳定，燃气比熵随温度增大趋于平稳。

图6 冻结定压比热、密度随温度和压力变化图
Fig.6 Variation of specific heat and density with temperature and pressure

图6上图为冻结定压比热随压力及温度的变化图。由图可见，温度较低时，不同压力条件下燃气的比热大致相同，都随着温度升高而增大，此时压力的变化几乎不产生任何影响。当H₂O分子开始离解之后，比热表现为上升速率突然增大。这时，压力变化开始显著影响上升速率，压力越小导致离解越提前，进而导致冻结定压比热随着温度上升越快，上升速率越大。在H₂O分子离解完成之后，燃气的组分也趋于稳定，燃气比热随温度变化表现趋于平稳。

图6下图为燃气密度随着温度和压力的变化图。燃气密度受燃气压力影响很大。压力的增大使得燃气密度明显增大。燃气密度随温度的增大而减小，低温时在对数坐标中呈线性关系。这些变化都比较符合气体状态方程的规律。并且从图中曲线的变化规律可以看出，燃气组分随温度变化不会对燃气的密度造成很大的影响。

燃气高温输运性变化情况见图7和图8所示。图7上图为不同压力条件下，燃气粘性系数随温度的变化图。随着温度的升高，燃气粘性系数整体近似线形增加。在H₂O分子离解之前，压力对燃气粘性系数的影响微弱。H₂O分子开始离解之后，由于组分的剧烈变化，压力开始小幅度影响粘性系数。在压力越小的情况下，粘性系数随温度增长的越慢，这是因为H₂O组分的粘性系数较大，压力越小，H2O组分离解的越快，造成燃气粘性系数随温度增加速率降低。

如图7下图所示，在温度较低阶段，燃气热传导系数近似线形增加，且压力在这个阶段几乎没有作用。随温度进一步升高，H₂O分子开始离解，CO等导热系数较大组分的含量升高引起燃气导热系数急剧升高。压力此时开始显著影响热传导系数随温度的上升速率，压力越小，热传导系数上升越快。H₂O分子离解结束后，燃气组分变化开始变小，传导系数随温度又开始成线性变化。

图7 粘性、导热系数随温度和压力变化图
Fig.7 Variation of viscosity and thermal conductivity with temperature and pressure

图8上图为在1 MPa条件下为部分组分在燃气中扩散系数随温度的变化趋势图。随着温度升高，组分在燃气中扩散系数增加越来越快。从图中可以看出H₂O组分在燃气中的扩散速率明显大于CO和CO2的扩散速率。由于CO₂与H₂反应生成CO和H2O的影响，在3 000 K左右燃气中CO组分的含量将超过CO₂。组分含量是影响组分扩散系数的一个重要因素，此时CO组分在燃气中的扩散系数随温度增大的速率也将大于CO₂组分的增大速率，这在图中表现为CO在燃气中扩散系数超过CO₂在燃气中扩散系数。

图8下图为燃气普朗特数随温度和压力变化趋势图。在低温阶段压力影响较小，随着温度升高，普朗特数迅速增大，并达到一个峰值。当H₂O开始离解后，由于燃气热导率的增大速率超过粘性系数及定压比热的增大速率，普朗特数随温度增大开始减小。此时，压力影响开始增大，压力越小，普朗特数减小的越快。当H₂O离解结束，燃气成分变化趋于稳定，燃气普朗特数随温度变化也开始变小，并维持在一个较低的水平。

图8 1 MPa条件下部分气体组分扩散系数和普朗特数随温度和压力变化图
Fig.8 Variation of diffusion coefficients and Prandtl numbers of partial gas components with temperature and pressure at 1 MPa