燃烧学

前言

第一篇 燃烧基础

第一章 燃烧化学反应动力学基础

第一节 燃烧化学反应动力学概述

第二节 燃烧化学反应速率

一、浓度

二、化学反应速率

三、基元反应与总包反应

四、质量作用定律

五、反应级数

六、基元反应的化学反应速率

七、总包反应的化学反应速率

第三节 影响化学反应速率的因素

一、温度对化学反应速率的影响阿累尼乌斯定律

二、活化能丑对化学反应速率的影响

三、压力对化学反应速率的影响

四、反应物浓度和摩尔分数对化学反应速率的影响

五、催化作用对化学反应速率的影响

第四节 链式化学反应

一、链式反应的特点

二、不分支链式反应

三、分支链式反应

四、分支链式反应的孕育与爆炸特点

第五节 燃烧化学反应中的化学平衡

第六节 氮氧化物形成的化学反应机理

思考题和习题

参考文献

第二章 燃烧空气动力学基础——混合与传质

第一节 湍流的物理本质和数学描写

一、湍流脉动

二、湍流的数学描写——雷诺方程组

三、湍流附加应力的假定

第二节 动量、热量和质量传递的比拟

一、分子运动扩散和湍流运动扩散

二、热量交换和质量交换的比拟

第三节 湍流射流中的积分守恒条件

一、湍流自由射流的特性

二、伴随流射流中的积分守恒条件

三、自由射流的积分守恒条件

四、“三传”过程中普遍适用的二元微分方程组

第四节 湍流自由射流中的混合与传质

一、湍流自由射流轴心线上参数的变化规律

二、大温差不等温自由射流的湍流混合与传质

三、射流本身因燃烧而不断升温情况下的混合与传质

四、气．固（液）两相射流中的混合与传质

第五节 旋转射流中的混合与传质

一、旋转射流的特性

二、旋流强度及旋转射流的流动形式

三、各种旋流器旋流强度的计算

四、旋转射流的一些实验研究结果介绍

第六节 钝体射流中的混合与传质

一、钝体射流的流动结构

二、钝体射流的流动特性

第七节 平行与相交射流中的混合与传质

一、混合与传质的动力参数条件

二、平行射流

三、相交射流

四、横向射流

思考题和习题

参考文献

第二篇 燃烧原理

第三章 着火理论

第一节 着火的基本概念

一、着火过程

二、着火方式与机理

三、着火条件的数学描述

第二节 热自燃理论

一、热自燃条件

二、热自燃温度

三、热白燃界限

四、热自燃孕育期

第三节 链锁白燃理论

一、链锁自燃与热自燃

二、链锁自燃条件

三、链锁自燃孕育期

第四节 强迫点燃理论

一、强迫点燃与热自燃

二、强迫点燃方法

三、炽热物体点燃理论

第五节 燃烧热工况

一、零元系统的燃烧热工况

二、一元系统的燃烧热工况

思考题和习题

参考文献

第四章 气体燃料燃烧

第一节 火焰传播

一、火焰传播现象

二、正常火焰传播

第二节 正常火焰传播速度

一、正常火焰传播速度的理论求解及分析

二、正常火焰传播速度的主要影响因素

第三节 扩散火焰与预混火焰

一、燃烧方式与火焰结构

二、气体燃料的预混燃烧

三、气体燃料的扩散燃烧

第四节 火焰稳定的原理和方法

一、火焰稳定的基本条件

二、火焰稳定机理

三、高速气流中火焰的稳定

四、火焰稳定的主要方法

第五节 湍流燃烧火焰特点

一、湍流火焰传播的皱折表面燃烧理论

二、湍流火焰传播的容积燃烧理论

三、湍流扩散燃烧

思考题和习题

参考文献

第五章 液体燃料燃烧

第一节 液体燃料的特性

一、油类燃料特性

二、其他液体燃料

第二节 液体燃料的雾化

一、雾化过程及机理

二、喷嘴

三、液体燃料雾化性能

第三节 液滴的蒸发

一、液滴蒸发时的斯蒂芬流

二、相对静止环境中液滴的蒸发

三、强迫气流中液滴的蒸发

四、液滴群的蒸发

第四节 液滴燃烧

一、静止液滴的燃烧

二、强迫气流中液滴的燃烧

三、液滴群的燃烧

四、合理配风

思考题和习题

参考文献

第六章 煤的燃烧

第一节 煤的燃烧过程、特点及其热解

一、煤的燃烧过程

二、水分的蒸发过程及对燃烧的影响

三、煤的热解与挥发分的燃烧

四、煤粒的着火

五、煤粒燃烧的一些实验研究结果

六、影响煤粒着火的因素

七、焦炭的燃烧特性

第二节 碳燃烧化学反应的过程

一、碳燃烧化学反应的步骤

二、碳燃烧过程中的吸附和解吸

三、碳燃烧过程中的扩散

第三节 碳的动力燃烧与扩散燃烧

第四节 碳的燃烧化学反应

一、碳的品格结构

二、碳与氧的反应机理

三、碳和二氧化碳的反应机理

四、碳与水蒸气的反应

五、表面反应的碳球燃烧速率

六、二次反应对碳燃烧过程的影响

七、具有空间二次反应的碳球燃烧速率

第五节 多孔性碳球的燃烧

第六节 灰分对焦炭燃烧的影响

一、碳粒燃烧过程的物理模型

二、不同燃烧温度下灰分对燃烧的影响

三、灰分对焦炭燃烧的其他影响

第七节 煤粉燃烧

一、煤粉气流的输送与分配

二、煤粉气流的着火

三、旋转射流中煤粉的着火

四、直流射流中煤粉的着火

五、煤粉气流的燃尽过程

思考题和习题

参考文献

第三篇 燃烧科学技术的新发展

第七章 燃烧科学技术发展中的几个科学问题

第一节 氮氧化物的生成机理及燃烧控制

一、概述

二、煤燃烧过程中NOx的生成机理

三、煤燃烧过程中N0x的破坏机理

四、影响煤粉炉内Nox生成的因素

第二节 催化燃烧

一、催化燃烧控制NOx和CO生成的原理

二、典型催化燃烧室

三、催化燃烧催化剂的研究进展

第三节 燃烧过程的相似与模化

一、相似理论在燃烧过程中的应用

二、燃烧空气动力过程的物理模化

第四节 燃烧过程数值模拟

一、基本原理、算法与程序特点

二、数值模拟的结果

思考题和习题

参考文献

《燃烧学》共三篇，从内容编排上分三个层次和七个章节展开。第一篇为学习燃烧学必须掌握的燃烧化学反应动力学和以动量、热量、质量传递为核心的燃烧空气动力学，这是燃烧学的理论基础；第二篇为燃烧科学内在的基本原理和规律，着重介绍燃料着火理论，气、油、煤燃烧过程特点；第三篇为启迪读者深入思考的几个热门科技命题：燃烧过程中NOx的生成和控制、催化燃烧，燃烧数值模拟及燃烧实验的相似原理和模化方法等。全书各章都附有思考题和习题，有些还附有参考答案和提示，以帮助读者理解和掌握书中的核心内容。《燃烧学》可作为高等学校动力工程与工程热物理学科本科生教材，也可作为燃烧科技领域的研究生和工程技术人员以及广大燃烧科学爱好者有益的参考书。